La tecnologia AJP di Optomec

“Il principale produttore statunitense di servizi sanitari” utilizzerà la stampa 3D elettronica per produrre dispositivi medico-diagnostici

Probabilmente l’esempio di maggior successo di stampa 3D elettronica sul mercato è quello di Optomec , la cui tecnologia Aerosol Jet Printing (AJP) viene ora utilizzata non solo per la prototipazione e la ricerca nello sviluppo dell’elettronica, ma anche per la produzione. L’ultimo esempio è un “principale produttore sanitario statunitense” senza nome, che ha appena ricevuto una stampante 3D AJP che utilizzerà per la “produzione in serie di un dispositivo medico diagnostico leader”.

Il processo AJP di Optomec è stato sviluppato da un progetto DARPA (Defense Advanced Research Program Agency) lanciato negli anni ’90. La tecnologia di scrittura diretta risultante ha reso possibile la stampa 3D di materiali su superfici curve. AJP prevede l’atomizzazione di un materiale in una nebbia che viene focalizzata e depositata attraverso un sottile ugello su un substrato. La gamma di materiali stampabili con il processo è ampia, inclusi metalli, materiali resistivi, conduttori non metallici, dielettrici, adesivi, semiconduttori, DNA e proteine. Per la polimerizzazione finale di molti inchiostri metallici, gli oggetti stampati in 3D devono essere riscaldati in un forno.

Per la produzione sanitaria, il sistema AJP fa parte di un contratto da 1 milione di dollari che include anche la fornitura di software e processi di produzione (o “ricette”). La stampante verrà distribuita per stampare in 3D circuiti multistrato su parti strutturali, piuttosto che incorporare manualmente circuiti flessibili nei dispositivi. A sua volta, si ritiene che i costi verranno ridotti e la produttività e la flessibilità aumenteranno. Dopo il primo utilizzo del sistema, Optomec ritiene che il cliente procederà con l’acquisto di ulteriori macchine.

“I produttori di dispositivi ci hanno chiesto un modo per eliminare l’uso di circuiti stampati tradizionali e circuiti flessibili”, ha affermato Bryan Germann, Product Manager Optomec. “Questo apre una serie completamente nuova di possibilità di design per dispositivi indossabili e impiantabili. Stampando i componenti del circuito direttamente sul dispositivo, possiamo ridurre le dimensioni del 50% rendendo il dispositivo più comodo da indossare, per non parlare della riduzione dei costi di produzione “.

Secondo Optomec, i dispositivi medici rappresentano ora il 20% del business dell’azienda, inclusi monitor del glucosio continui, cateteri funzionalizzati, aghi chirurgici e test per la scoperta di farmaci. Più di recente, i ricercatori della Carnegie Mellon hanno iniziato a utilizzare AJP per creare una soluzione di test rapidi domestici per COVID-19. Il team è stato in grado di fabbricare elettrodi d’oro in miniatura che, attraverso una reazione elettrochimica all’interno della struttura stampata in 3D, rilevano due anticorpi del virus SARS-CoV-2 anche a basse concentrazioni.

Al di fuori delle applicazioni mediche, AJP viene utilizzato in settori come l’elettronica di consumo. Lite-On Mobile Mechanical SBG utilizza la macchina a cinque assi Aerosol Jet 5X nel suo stabilimento di Guangzhou, in Cina, per stampare in 3D l’elettronica su milioni di elettronica di consumo . L’azienda spruzza i fattori di forma di smartphone e tablet con materiali elettronici, funzionando 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Nel 2019, Samsung ha acquistato anche una macchina 5X per la produzione di elettronica di consumo.

Raggiungere il Sacro Graal della fabbricazione di interi oggetti complessi all’interno di un singolo processo di costruzione è un viaggio lento verso un obiettivo potenzialmente impossibile, ma la tecnologia AJP di Optomec sta dimostrando un passo cruciale lungo la strada: la produzione additiva di componenti elettronici sulle parti terminali. Potrebbe essere solo questione di tempo prima che una tale tecnica venga trovata nelle linee di produzione di tutto il mondo.

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