Благодаря изобретению инженеров Ноттингемского университета (Великобритания) на 3D-принтере теперь можно будет печатать полностью функциональные электронные схемы для сенсоров и антенн из различных материалов, в частности, пластика и металла.
Новая технология сочетает двухмерную электронику с 3D-печатью с применением процесса многофункционального аддитивного производства (MFAM), когда из нескольких видов материалов в единой системе создаются элементы с расширенной функциональностью. Она позволяет обойти трудности производства, связанные с необходимостью соединения пластиковых и металлических элементов в одном изделии, когда для затвердевания каждого из материалов требуются свои методы. Обычно 3D-принтеры печатают только одним типом материала, пишет Engineer.
Инженеры Ноттингема использовали проводящие металлические и изолирующие полимерные чернила, которые создают электронную схему, затвердевая под воздействием ультрафиолетового света. Серебряные наночастицы в проводящих чернилах впитывает ультрафиолет и преобразует эту энергию в тепло, которое превращает раствор в пар и спаивает серебро. Этот процесс воздействует только на проводящие чернила и не повреждает соседние полимеры.
При этом изобретение позволяет ускорить процесс затвердевания до менее одной минуты на слой. Ранее этот процесс занимал гораздо больше времени, и оказывался невыгодным, если требовалось напечатать сотни слоев. Вдобавок, современные производственные методы ограничивают форму и производительность устройств.
«Возможность печатать проводящие и диэлектрические материалы в единой структуре с высокой точностью, которую обеспечивает струйный принтер, позволяет производить электронные компоненты, отвечающие требованиям заказчика. Больше не придется выбирать стандартные значения для конденсаторов при производстве схемы, надо только задать значение, и принтер изготовит все за вас», — поясняет профессор Крис Так, ведущий разработчик.
В британском Университете Брунеля при помощи новой технологии непрерывной 3D-печати недавно были изготовлены браслеты с гибкими суперконденсаторами. Их можно носить на руке и, при необходимости, быстро зарядить смартфон или другое мобильное устройство.