Neues Ultraschall-Verfahren für kontaktlosen 3D-Druck
Das Unternehmen Neurotechnology aus Litauen ist eigentlich ein Entwickler für Algorithmen und Software basierend auf neuronalen Netzen, das schließt die künstliche Intelligenz und Robotik mit ein. Nun haben sie unter dem 2014 gegründeten Bereich „Ultrasound Research Group“ eine neue Technologie für den 3D-Druck entwickelt, der die Materialien durch Ultraschallwellen positioniert.
Einen Prototyp des Ultraschalldruckers gibt es bereits, er wurde von der „Ultrasound Research Group“ entwickelt und konnte schon ein voll funktionsfähiges PCB zusammenbauen. Dazu setzt der Prototyp zur Demonstration eine Reihe von Ultraschallwandlern für die Positionierung von Elektronikkomponenten ein. Um die Präzision zu erhöhen bestimmt eine Kamera den exakten Standort des PCB-Boards sowie der Komponente. Schließlich lötet ein Laser die beiden Teile zusammen, kontaktlos versteht sich, so wie der gesamte Prozess.
Komponenten und Materialien werden mit Ultraschallwellen bewegt – via Youtube
Die Grundlegende Technologie dahinter heißt Ultraschall-Manipulation um kleine Partikel verschiedener Materialien sowie Komponenten zu bewegen. Die mechanischen Eigenschaften genauso wenig wie die Form spielen bei dieser Methode keine Rolle. Außerdem kann ein breites Spektrum an Größen verarbeitet werden, von ein paar Millimetern bis zum Sub-Millimeter-Bereich. Durch die Kontaktlosigkeit mit der Umgebung verzichtet der Ultraschall-Drucker auf elektrostatische Kräfte und beschädigt die Komponenten nicht, was bisherige (mechanische) Verfahren nicht von sich behaupten können.
„Das alles ist kein Problem für die Ultraschall-Manipulation, weil es eine non-contact Methode ist“, erklärt Dr. Osvaldas Purkis, Leiter der Forschung. „Es kann eine hohe Genauigkeit erreicht werden, welche grundsätzlich nur vom Feedbackmechanismus limitiert ist. Mit einer 40 Kilohertz Ultraschallwelle kann idealerweise eine Präzision von Zehntel Mikrometern erreicht werden, je höher die Frequenz ist umso genauer versteht sich.“
Nach jahrelanger Forschung und Entwicklung hat das Team um Putkis ein fundiertes Wissen in diesem Bereich, doch für was nützt diese Technologie? Für deren neuartiges 3D-Druckverfahren hat der Prototyp bereits erste PCBs gedruckt. In Zukunft, sofern Universitäten, Institute und Forschungseinrichtungen dem Aufruf des Doktors nachgehen und diese Methode weiterentwickeln, könnte ein Smartphone nicht aufwendig von verschiedenen Menschen zusammengebaut, sondern einfach gedruckt werden.
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