3D プリントは革命的な変化をもたらす力であると言われていますが、あらゆる些細な問題、ジュエリー、そして最近では、食べ物人々は印刷を行っていますが、それは革命というよりは素晴らしい趣味のように感じることがあります。
での進歩生物医学 3D プリンティング確かに、それらの概念の一部を払拭するのに役立ちます。 Voxel8 の世界初の 3D エレクトロニクス プリンターは、それらを完全に排除することができます。
ボクセル8はマサチューセッツ州サマービルにある小規模なハイテク材料会社で、世界初と思われる 3D エレクトロニクス プリンタを開発しました。これまでのエレクトロニクスプリンティングの取り組みには、既存の 3D プリンタを改造したり、インクジェットプリンタを使用して回路基板を印刷したりすることが含まれていました。肘の脂がたっぷり。
Voxel8 の 60 ポンドのデバイスは、ある程度従来の 3D プリンタのように機能し、オブジェクトをレイヤーで印刷します。を使用して印刷します人民解放軍電子ガジェットの本体にはポリ乳酸）を使用し、埋め込み回路には特別に配合された導電性銀インクを使用し、空気圧直接書き込みと呼ばれるプロセスで印刷されます。印刷プロセス中にスタンドアロンのチップを 3D プリントされたオブジェクトに配置することができ、プリンターが銀のインクを塗布して接続を行います。
「私たちは本質的に材料の専門家です」と Voxel8 の共同創設者でハードウェア リードの Michael Bell 氏は述べています。高校生の頃から 3D プリンティング エレクトロニクスを夢見てきた 24 歳のベル氏は、Voxel8 は、最終的に Voxel8 を設立したジェニファー A. ルイス教授の指導の下、ハーバード大学での研究プロジェクトとして始まったと私に語った。チームは銀に到達するまで、何年にもわたって導電性材料の研究を行ってきました。
Michael Bell は、Voxel8 の共同創設者でありハードウェア リードです。 クレジット: Voxel8
「銅よりも桁違いに高価です。今日の回路基板では、銅は最も広く使用されている導電性材料の 1 つです。しかし、ベル氏は、現在の回路基板作成方法では、プリント回路基板と回路パターンを露出させるために余分な銅をエッチングするのは「非常に無駄である」。
「3D プリンティングを使用すると、必要な部品だけを追加できます。また、プロトタイプを迅速に作成したり、ベルが「新しい形状」と呼ぶエレクトロニクスを作成したりできるという追加の利点もあります。
ベル氏は、当初は 3D プリンティングプロセスに銅を使用したいと考えていたと語った。「銅は非常に優れており、安価な材料だから」だが、銅はプリンティング直後に酸化してしまうことがすぐにわかった。銀は安定しており、室温で印刷できます。
行き方
Voxel8 チームは、3D エレクトロニクス プリンティングをマスターする前に、いくつかの練習をしました。 2013 年、ルイス教授率いるハーバード大学工学応用科学大学院の研究者チームは、次の方法を発見しました。3Dプリントマイクロバッテリー小型ロボットやインプラントに使用されます。ただし、3D プリントされたバッテリーには複雑な回路は含まれておらず、それがチームの目標であり続けました。
Bell 氏によれば、この目標を実現するためにチームが本当に必要としたのはソフトウェアでした。彼らは、印刷可能な 3D フォーム ファクター内でエレクトロニクスを設計したいと考えていました。 3D デザインは実際には CAD またはコンピューター支援設計であり、Voxel8 パートナーである Autodesk がかなりの専門知識を持っている分野です。
「ジェニファー・ルイス教授も私も講演会で講演しました。プリンテッド エレクトロニクス カンファレンス。私たちには共通の目標がありました。それは、3D プリントによるエレクトロニクスを現実にすることです」とオートデスクの主席研究エンジニア、カール ウィリスは Mashable への電子メールで述べています。
オートデスクは、Voxel8 用の新しい 3D 電子印刷設計ソフトウェアの構築を提案しました。それはプロジェクトワイヤーと呼ばれます。 「これは、3D プリント用に真に自由形状の 3D 回路を作成できるようにした最初の製品です。設計空間にはほとんど制約がないので、とても興味深いです」とウィリス氏は書いています。
Autodesk の Project Wire 3D 電子印刷設計ソフトウェアのクアドロコプター設計。 クレジット: Voxel8
オートデスクはソフトウェア開発者を連れてきましたが、ベルによれば、ソフトウェア開発者は多かれ少なかれプリンタのすぐ隣でソフトウェアを設計したそうです。
学部時代にコンピューター、ハードウェア、ソフトウェア工学を学んだベル氏は、すぐに「それらの問題は簡単だった。 [3D 電子印刷] は重大な問題でした。」現在、Voxel8 チームは導電性銀に加えて約 50 種類の材料を開発しており、その多くはエレクトロニクス印刷プロセスで役立つ可能性があります。
可能性
8,999ドルの商用プリンタは納入まで数か月かかるが、現在のバージョンではすでに、ライトアップ装飾、USBスティック、さらにはドローンを含む3D電子機器を印刷している。しかし、さらにエキサイティングな見通しもあります。
標準USBスティックより下のvoxel8 3DプリントUSBスティック。 クレジット: Voxel8
「製造業の未来は統合にあり、複数の部品の組み立てから、コンポーネントとデバイス全体の印刷に移行します」とウィリス氏は書いています。
ベルもこれに同意し、現在の補聴器のシェルは 3D プリントされ、技術者がすべての電子機器を慎重に挿入していると教えてくれました。 Voxel8 の次世代プリンターは、「配線やシェルなど、補聴器のすべてを 3D プリントして、追加の労力を必要とせずに完成します。」
3D 電子印刷とそれを駆動するソフトウェアは確実に向上します。最終的には、私たちは 3D プリントされたスマートフォンを手にすることになるかもしれません。
Autodesk の Willis 氏は、次のように確信しています。「これは、デバイスの製造方法の基本を変えるための数十年にわたるビジョンです。将来的には何らかの形でスマートフォンに印刷を行うようになるだろうと私は絶対に信じています。」
スマートフォンの印刷は 3D プリンティング エレクトロニクスの聖杯です」とベル氏は述べましたが、何百万台ものスマートフォンがすでに最もコスト効率の高い方法で製造されていると警告しました。スマートフォンの製造プロセスに3Dプリントの場が生まれることになる。
「私たちは、材料の専門知識を活用して、抵抗器、コンデンサー、インダクターなどの非集積回路コンポーネントの多くを印刷インクに置き換えることができる未来を思い描いています」とベル氏は述べています。