La stampante 3D NOVA Electronics di Voltera annuncia il futuro dei circuiti flessibili e conformi
La stampa 3D elettronica è uno dei segmenti più interessanti nel settore della produzione additiva (AM). Ancora nelle sue fasi nascenti, ci sono solo una manciata di aziende che producono stampanti 3D elettroniche, il che significa che ci sono molti nuovi sviluppi con il potenziale per interrompere del tutto la produzione. L’ultimo arriva da Voltera , con sede in Ontario, che ha appena annunciato il suo ultimo sistema, NOVA , progettato per stampare in 3D elettronica morbida, estensibile e conformabile.
In una conferenza stampa virtuale, Voltera ha presentato la sua nuova stampante 3D, nonché alcuni dei casi d’uso esplorati per la sua tecnologia di stampa 3D elettronica.
Dalla stampa PCB alla stampa 3D Elettronica morbida
Voltera è stata fondata nel 2013 con l’obiettivo di semplificare la prototipazione PCB. Il suo primo prodotto, la V-One , è stata una delle prime stampanti a scrittura a inchiostro diretto per l’elettronica rigida tradizionale. Capace di stampare tracce con inchiostro conduttivo e di erogazione di pasta saldante, la macchina è stata ripresa da utenti prestigiosi come Princeton, NASA, Intel e MIT che l’hanno utilizzata per applicazioni come la produzione di elettronica per satelliti.
Poiché l’azienda ha spedito migliaia di stampanti V-One in tutto il mondo, il team di Voltera si è reso conto che gli utenti stavano sperimentando la macchina in modi nuovi. Stavano tentando di stampare circuiti su aerei o persino sulla pelle umana. Dopo aver raccolto tutti i feedback della sua comunità, Voltera ha creato NOVA.
NOVA rappresenta la fase successiva nello sviluppo tecnologico di Voltera ampliando le tipologie di substrati su cui è possibile stampare i circuiti e introducendo una serie di aggiornamenti chiave. Grazie a un tavolo sottovuoto in titanio da 8″x11″ e una griglia di montaggio filettata, gli utenti NOVA possono stampare su materiali rigidi e flessibili. Ciò significa che è possibile non solo creare indumenti in grado di misurare la frequenza cardiaca di chi li indossa, ma anche stampare sensori sulla pelle per monitorare i segni vitali di una persona.
L’ultima macchina presenta anche diverse caratteristiche che si basano in modo significativo sulla tecnologia precedente di Voltera. Ciò include feedback di pressione a circuito chiuso in tempo reale, nonché un sistema di visione integrato per l’allineamento, la stampa e l’ispezione con visione artificiale e anteprima di stampa in sovrapposizione AR. Il software di stampa basato su browser è pensato per essere intuitivo, mentre il design modulare dell’hardware consente agli utenti di scambiare rapidamente i moduli della stampante. Questi moduli includono la testina Smart Dispenser per il deposito di inchiostri conduttivi e la Smart Probe per la registrazione del supporto su cui viene stampato l’inchiostro. Ciò consente a NOVA di stampare in modo uniforme anche su superfici non piatte.
Le possibilità dell’elettronica integrata
Gerd Grau, direttore dell’EA-M Lab, York University, ha spiegato come i suoi studenti stanno ricercando la stampa di tatuaggi biomedici e compositi in fibra di carbonio con elettronica integrata. Sebbene la V-One inizialmente consentisse questo lavoro, la capacità di NOVA di controllare il flusso dell’inchiostro con il suo sensore di pressione integrato semplifica notevolmente la stampa su questi diversi substrati.
Grau ha parlato di come la tecnologia avrebbe cambiato il mondo dell’elettronica integrando direttamente l’elettronica nel corpo dei dispositivi stessi. Usando come esempio la ricerca sulla fibra di carbonio elettricamente conduttiva, ha sottolineato come sarebbe possibile misurare la deformazione in tutta l’ala di un aereo per determinare se ci sono danni.
“Con l’elettronica tradizionale hai un substrato, un PCB, e praticamente è semplicemente seduto lì. Ci metti sopra la tua elettronica e poi forse la prendi e la schiaffeggi su qualcos’altro”, ha detto Grau. “Il punto in cui la tecnologia Voltera brillerà è in applicazioni che prima non erano possibili. Non dovresti provare a competere con chip di silicio o PCB. Dovresti provare a fare qualcosa che è impossibile con quelle tecnologie. È davvero un nuovo modo di guardare all’elettronica… Questo nuovo approccio all’elettronica di cui [Voltera] è all’avanguardia sta trasformando l’elettronica in una parte reale del mondo che ci circonda”.
Altri relatori all’evento virtuale includevano Andrew Bambach di ACI Materials, che ha discusso l’uso di NOVA come mezzo per la prototipazione elettronica con gli stessi inchiostri che sarebbero stati utilizzati nella produzione finale. Alex Kashkin del MIT ha elaborato la sua ricerca sulle sorgenti di elettroni a emissione di campo. David Holdsworth, della Western University, sta utilizzando la tecnologia di Voltera per sviluppare tecniche di imaging biomedico.
Il mercato dell’elettronica additiva
Come uno dei primi attori nel mondo dell’elettronica additiva, Voltera è in una posizione unica per trarre profitto dalla crescita futura del settore. A differenza di altre aziende nello spazio, è una delle poche che ha sviluppato una stampante 3D per elettronica desktop, insieme a BotFactory. Al contrario, le apparecchiature Nano Dimension e Optomec sono molto più costose e orientate alla produzione finale effettiva di elettronica. La misura in cui ciò sta accadendo è abbastanza segreta, ma, sulla base dell’esperienza di Optomec con Lite-On Mobile, potremmo presumere che sia più diffuso di quanto chiunque sia disposto ad ammettere.
È del tutto possibile che Apple stia utilizzando Aerosol Jet di Optomec per la ricerca e lo sviluppo, se non di più. E, quando un’azienda come Apple esplora una versione di una tecnologia, potremmo presumere che stia esaminando ogni versione di quella tecnologia. Dopotutto, cos’è un’altra stampante 3D per una delle più grandi aziende del mondo? Potremmo quindi presumere che questi giganti della tecnologia abbiano almeno una stampante di Optomec, Nano Dimension, nScrypt, Voltera e le altre aziende nello spazio.
Poiché il V-One viene venduto al dettaglio per meno di $ 6.000, ha anche il vantaggio di essere relativamente conveniente. Scuole e laboratori di tutto il mondo lo stanno già utilizzando, quindi possiamo aspettarci che questa tendenza continuerà con NOVA. Inoltre, questi utenti potranno ora ampliare notevolmente il loro lavoro con una varietà molto più ampia di substrati, una maggiore facilità d’uso e una migliore precisione e qualità complessiva con NOVA.
Michael Molitch-Hou da 3dprint.com
