OPTOMEC NUOVI BREVETTI DI STAMPA MICRO-3D PER LA TECNOLOGIA AEROSOL JET
Optomec , un produttore di stampanti 3D industriali, ha ricevuto una serie di nuovi brevetti che coprono l’uso della sua tecnologia di stampa 3D Aerosol Jet per la produzione di microstrutture 3D.
Il processo, tipicamente utilizzato per applicazioni elettroniche stampate , può fabbricare parti con risoluzioni fino a soli 15 micron. Questo è praticamente invisibile all’occhio umano a circa ⅕ della larghezza di un capello umano. Optomec ha dimostrato le sue straordinarie capacità di Aerosol Jet con tutta una serie di tipi di materiali, inclusi polimeri, compositi e persino metalli.
Con il rilascio dei nuovi brevetti, il portafoglio IP dell’azienda ora ammonta a più di 75 brevetti e include la protezione globale negli Stati Uniti, in Asia e in Europa.
Al Dr. Michael Renn, CTO di Optomec, sono stati attribuiti i nuovi brevetti, portando il suo conteggio personale a più di 50. Egli afferma: “Optomec continua a investire pesantemente nella sua tecnologia di base, cercando di estendere la già ampia gamma di applicazioni per la sua soluzione Aerosol Jet. La capacità dimostrata con il nostro lavoro sulle microstrutture stampate in 3D sta già vedendo potenziali applicazioni nei mercati degli imballaggi a semiconduttori e dei dispositivi medici”.
La stampa 3D Aerosol Jet funziona depositando con precisione piccoli volumi di inchiostri elettronici sui substrati. L’inchiostro a getto d’inchiostro viene prima posizionato in un atomizzatore, dove viene creata una densa nebbia di goccioline di inchiostro. Ogni goccia ha un diametro compreso tra 1 e 5 micron. L’inchiostro viene quindi espulso da un ugello insieme a un gas di guaina, che lavora per circondare l’inchiostro aerosol con un anello. I sistemi Optomec utilizzano tipicamente azoto secco o aria compressa come gas di rivestimento.
Quando il gas e l’inchiostro passano attraverso la punta dell’ugello, vengono accelerati e il materiale aerosol per la stampa 3D si concentra in un fascio stretto di goccioline. Nel frattempo, il gas della guaina isola l’ugello da qualsiasi contatto con il materiale, quindi l’intasamento non è mai un problema.
Poiché gli inchiostri utilizzati in Aerosol Jet possono essere integrati con nanoparticelle conduttive d’argento, la tecnica di stampa 3D si presta abbastanza bene alle applicazioni elettroniche. Ciò include componenti come resistori, condensatori, antenne, sensori e transistor a film sottile, tutti fabbricati in passato su sistemi Optomec. Le prestazioni di questi componenti possono anche essere strettamente controllate tramite i parametri di stampa della stampante Aerosol Jet 3D.
I nuovi brevetti di Optomec, incluso il brevetto USA n. 10,994473 , descrivono un metodo di stampa 3D di microstrutture sfruttando il riscaldamento in loco o l’illuminazione UV per modificare le proprietà meccaniche degli inchiostri aerosol mentre vengono depositati.
Nel caso dell’illuminazione UV, la luce indurrebbe parzialmente le goccioline di inchiostro fotopolimero durante il volo, mentre un elemento riscaldante farebbe asciugare rapidamente gli inchiostri a base di solvente tramite evaporazione. Secondo il documento, questo ha l’effetto di aumentare la viscosità dell’inchiostro aerosol, consentendogli di formare strutture 3D minuscole e indipendenti. Questa tecnica ha permesso a Optomec di ottenere risoluzioni laterali di 15 micron, insieme a spessori di strato di 100 nanometri e rapporti di aspetto di 100x per strutture di altezza millimetrica.
Tuttavia, Aerosol Jet non è l’unica tecnologia di produzione additiva in grado di fabbricare microstrutture. All’inizio di quest’anno, gli scienziati dell’Università di Friburgo hanno utilizzato la tecnologia di polimerizzazione a due fotoni (2PP) del produttore di stampanti 3D Nanoscribe per fabbricare microstrutture di silice di vetro con una risoluzione di pochi decimi di micrometro . Utilizzando la nuova resina a base di polimeri “Glassomer” dell’azienda, il team ha stampato oggetti in 3D con una rugosità superficiale di 6 nanometri, molto meno dei 40-200 nanometri visti in molte altre parti in vetro.
Altrove, anche la stampante 3D OEM Nanofabrica si è fatta un nome con il suo sistema di microstampa Tera 250 di punta . Il Tera 250 funziona su un motore di luce micro-DLP e funziona proiettando la luce UV in una vasca piena di resina polimerica e polimerizzandola strato per strato in una costruzione 3D. Il sistema è in grado di raggiungere un’impressionante risoluzione di un micron su un volume di costruzione relativamente considerevole che misura 50 x 50 x 100 mm.
