Japońska technologia atramentowa umożliwia druk 3D z metalu
14 gru 2016 15:17

nano-dimension-3d-printed-electronics-photo-by-michael-petchJapońska firma Super Inkjet Technology (SIJT) Inc. stworzyła drukarkę desktopową, na której można wydrukować metal w rozmiarach cząstek sub-micro. Opracowana w 2005 roku, we współpracy z instytucją badawczą, „super technologia atramentowa” ma szczególne znaczenie dla druku elektroniki. Badaniem, które zostało przeprowadzone przez National Institute of Advance Industrial Science and Technology (AIST) (Narodowy Instytut Zaawansowanej Nauki Przemysłowej i Technologii) oraz japoński zespół naukowców, kierował Kazuhiro Murata. Redaktor portalu 3D Printing Industry rozmawiał z Neilem Chiltonem, dyrektorem technicznym w firmie Printed Electronics, będącej przedstawicielem technicznym SIJ Technology na Wielką Brytanię i Europę.

Według przedstawiciela spółki metoda opracowana przez SIJ nie przypomina żadnej z technologii typu drop-on-demand (kropla na żądanie, w skrócie - DOD) obecnie stosowanych w druku atramentowym przy użyciu głowic termicznych lub piezoelektrycznych. Rozmiary kropel wytwarzanych przy użyciu farb przewodzących są znacznie mniejsze, dodatkowo możliwa jest praca w normalnych temperaturach i warunkach atmosferycznych, bez konieczności tworzenia specjalnych komór termicznych lub próżniowych. Wielkość takiej kropli jest o 1/10 mniejsza od standardowej, a jej objętość jest mniejsza o 1/1000. Pomimo tego, że urządzenia wykorzystują pojedynczą dyszę do wyrzucania cząstek, użycie nanocząsteczek wydaje się podobne do systemu XJET, natryskującego nanocząsteczki za pomocą tysięcy dysz drukujących. Zdaniem izraelskiego producenta technologia XJET ma zastosowanie dla ceramiki i metali, jak dotychczas jednak nie wykazano jej potencjału dla druku 3D w elektronice. Ponadto urządzenie XJET jest znacznie większe od ważącej jedynie 64 kg drukarki SIJ.

Proces drukowania można porównać do usypywania kulek śnieżnych jednej na drugą. Gdy tusz jest wyrzucany, wysycha częściowo w powietrzu, dlatego postać drukowana jest półstała. Dzięki temu cząstki tuszu są nadrukowywane na sobie w celu utworzenia kształtu trójwymiarowego. Jednak firma zamiast używać terminu „drukowanie 3D” woli posługiwać się określeniem „technika 2.5D”, mimo iż technologia umożliwia druk w pionie. Po wydruku obiekty wymagają dalszej obróbki.

Zaletą technologii jest brak wymogu stosowania wysokiej temperatury, który często towarzyszy drukowaniu metalu. Jest to możliwe, ponieważ temperatura topnienia metalowej cząstki o średnicy mniejszej niż 20 nanometrów drastycznie maleje. Na przykład mikronowa cząstka srebra ma temperaturę topnienia 961°C, podczas gdy temperatura topnienia nanocząsteczki może być tak niska jak pokojowa. Ma to oczywiste korzyści dla praktycznych aspektów wykorzystania tej technologii, ponieważ pozwala na drukowanie substancji metalowych w warunkach temperatury pokojowej. W wyniku tego japońska firma jest w stanie produkować niewielkich rozmiarów urządzenia stacjonarne, bez konieczności tworzenia środowiska o wysokiej temperaturze lub próżni.

Inną zaletą tej technologii jest brak laserów oraz wykorzystanie technologii inkjetowej. To, podobnie jak w przypadku technologii XJET, zwiększa szybkość drukowania metalu oraz niezawodność całego procesu wytwórczego.

Według japońskiego zespołu naukowców ta innowacyjna technika znajduje zastosowanie w branży drukowanej elektroniki - ogniw fotowoltaicznych, paneli dotykowych, diod LED, jak również zaopatruje branże optyczną i biotechnologiczną. Systemy SIJ są już powszechnie używane zarówno w Europie, jak i w Stanach Zjednoczonych, gdzie wykorzystuje się je do napraw systemów elektronicznych oraz do produkcji mikrobaterii.

Opracowano na podstawie 3D Printing Industry

 

 

error: Alert: Treść jest chroniona.