Nuova frontiera nei materiali per mmWave
Inkbit, spin-off del MIT specializzato in produzione additiva guidata da visione artificiale, ha lanciato i termoindurenti olefinici ciclici, noti come COT, una famiglia di polimeri a bassa perdita dielettrica pensata per applicazioni a onde millimetriche. Questi materiali combinano stabilità termica, resistenza meccanica e valori di costante dielettrica controllabili, consentendo la stampa di componenti a frequenze fino a 90 GHz in un unico passaggio.
Caratteristiche dei polimeri COT
I COT offrono un bilanciamento tra densità e prestazioni dielettriche che prima si otteneva solo tramite processi costosi e laboriosi. La stabilità dimensionale under stress termico e la capacità di mantenere perdite dielettriche molto basse rendono questi materiali indicati per sistemi di antenne, guide d’onda e filtri. Inkbit ha testato i COT su piattaforme di misurazione dedicate, dimostrando una variazione minima della costante dielettrica al variare della temperatura.
Piattaforma Vision-Controlled Jetting™
La stampa avviene tramite la tecnologia proprietaria Vision-Controlled Jetting di Inkbit, che integra sistemi di visione artificiale per monitorare in tempo reale la deposizione dei materiali. Questo approccio permette la creazione di gradienti di costante dielettrica—fondamentali per le lenti GRIN—senza assemblare strati separati. Grazie a un’architettura di ugelli multipli e a un software di calibrazione automatica, le tolleranze geometriche rimangono entro pochi micron.
Produzione monolitica di lenti GRIN
Prima dell’introduzione dei COT, le lenti a indice di gradiente richiedevano più fasi di produzione o il montaggio di lastre con differenti proprietà dielettriche. Inkbit ha realizzato prototipi di lenti GRIN e luneburg lens in un unico pezzo, ottenendo curve di variazione dell’indice perfettamente uniformi e senza punti di giunzione. Questa modalità semplifica il processo produttivo, riduce i rischi di imprecisioni e migliora l’efficienza complessiva del sistema a onde millimetriche.
Ambiti di impiego
I materiali COT e la piattaforma Vision-Controlled Jetting trovano collocazione in diversi settori:
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Telecomunicazioni: per antenne 5G e WiGig in grado di operare a frequenze superiori a 60 GHz;
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Aerospace: per moduli di comunicazione satellitare e radar a bordo di veicoli atmosferici e spaziali;
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Difesa: componenti di beam-forming per sistemi radar e sensori iperspettrali;
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Automotive: sensori a onde millimetriche per sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS).
Confronto con soluzioni tradizionali
Aziende come VoxelMatters e 3D Systems offrono stampanti a polimeri ad alta risoluzione, ma nessuna combina stabilità dielettrica e controllo dimensionale su scala produttiva come la proposta di Inkbit. Altri produttori, quali Stratasys e EOS, si concentrano su materiali termoplastici o metalli, mentre la classe COT amplia il ventaglio di opzioni per il settore RF.
Iterazione rapida e riduzione dei costi
Grazie alla stampa additiva, un prototipo di lente GRIN o di modulo a guida d’onda può passare dal progetto digitale al test in laboratorio in meno di una settimana. Questo approccio accelera la fase di sviluppo, riduce i costi legati a stampi e utensili e permette di variare con rapidità geometrie e gradienti dielettrici in risposta a requisiti in evoluzione.
Prospettive di mercato
Il mercato globale dei componenti mmWave è in crescita, spinto dalla diffusione del 5G, dal lancio di nuove costellazioni satellitari e dall’adozione di radar automotive. Secondo analisti del settore, il comparto dovrebbe superare i 15 miliardi di dollari entro il 2030. L’introduzione di materiali come i COT potrebbe facilitare l’ingresso di nuove realtà di nicchia e rafforzare la competitività di attori già affermati.
