Новые возможности компании 3DCERAM для керамического АМ открывают очередные сферы применения в электронике. 3D-печать керамики позиционирует себя как жизнеспособный метод изготовления высококачественных сложных деталей для разнопланового применения. Сейчас, когда процесс и материалы продолжают развиваться, раскрываются дополнительные возможности и создаются совершенно новые реальности для конечных пользователей. Среди этих открытий наибольшим потенциалом обладает мультиматериальная трехмерная печать.

Особенности разработки

3DCERAM, лидер по выпуску керамики для аддитивных технологий, базирующийся во французском Лиможе (исторический центр керамического производства), не только признал потенциал мультиматериальной 3D-печати, но и создал гибридный алгоритм, способный встраивать другие компоненты в элементы из керамики. Рассматриваемая технология не выводится на рынок в качестве нового оборудования, скорее, компания разработала обновление для уже существующей керамической платформы AM Ceramic, которое повышает гибкость процесса и снижает себестоимость продукта.

Инновация метода 3DCERAM основана на существующей технологии лазерной стереолитографии, но добавляет комбинированный скребковый инструмент. Это устройство оснащено дозирующей системой, которая позволяет интегрировать другие материалы в керамическую деталь по мере ее сборки.

Гибридный процесс 3D-печати строит объект последовательными срезами. Сначала керамический материал наносится с помощью скребка, затем обрабатывается УФ-лазером. Это обычный метод SLA. После того как этот слой полимеризуется, воздушная струя удаляет остатки порошка из области, где потребуется другой ресурс. Затем комбинированная дозирующая система вторым сырьем заполняет зазор, создаваемый продувкой воздухом. На этом этапе наполнитель также может быть полимеризован с помощью УФ-лазера, если это применимо. По мере построения слоев создается объект из керамики с другими встроенными компонентами.

Гибридная схема была разработана для промышленного 3D-принтера 3DCERAM C900, но также может быть использована с системой C100 для лабораторного применения. Оборудование востребовано в различных отраслях. Оно позволяет оперативно изготавливать прототипы, тестировать и оценивать их, налаживать серийное производство.

Сферы внедрения

3D-печать на основе многослойной керамики представляет особый интерес для диджитал-промышленности, которая может извлечь выгоду из возможности изготовления элементов с непосредственно встроенными электронными путями. Устройства Интернета вещей (концепция, согласно которой предметы с интегрированными технологиями объединяются в единую сеть и взаимодействуют между собой) также могут задействовать мультиматериальное аддитивное производство для создания интеллектуальных датчиков в повседневных объектах.

По данным 3DCERAM, ее комбинированный процесс хорошо подходит для применения в области электромагнетизма. Например, компания успешно напечатала 3D-модель объекта из кремния со встроенной металлической катушкой соленоида. Мультиматериальный компонент имеет разрешение около 0,5 мм в диаметре, которое может быть оптимизировано с помощью высокоточной дозирующей системы.

Гибридный подход в аддитивных технологиях изыскивает новые сферы для внедрения. Например, катушки Биттера, которые способны создавать чрезвычайно сильные магнитные поля. Соленоиды сложно производить посредством обычных технологических методик, но 3D-печать имеет потенциал изготавливать индивидуальные и оптимизированные устройства с электромагнитами. Затем они могут быть использованы при выпуске магнитных колесных двигателей, которые жизненно важны для электрификации транспорта.

В электронной промышленности комбинированный подход 3DCERAM имеет широкий диапазон применения, включая быстрое прототипирование печатных плат PCBs, низкотемпературная керамика LTCCs или термостойкая керамика HTCCs. Гибридная технология обладает перечнем преимуществ в сопоставлении с классическими электронными методами прототипирования, в том числе более низкие затраты и быстрое выполнение заказа. Кроме того, можно увеличить плотность электрификации внутри электронных устройств, делая их эффективнее.

Если смотреть на общую картину, то гибридная керамическая 3D-печать знаменует шаг к реализации электронных софтов следующего поколения. Новый подход позволяет ускорить разработку цифровых приложений, снизить затраты на производство и облегчить масштабирование до массового выпуска. Это будет полезно, поскольку на продукты Интернета вещей (IoT) и встроенную электронику существует большой спрос.