Nano Dimension et l’avenir de la fabrication additive pour l’électronique

La fabrication additive a pris une importance croissante dans un certain nombre d’industries différentes au cours des dernières années mais elle a encore du mal à s’imposter dans le secteur de l’électronique. Notez toutefois que la micro-impression 3D a connu une croissance exponentielle ces dernières années, ayant un impact fort sur l’électronique. Des entreprises travaillent en effet à l’avancement de la technologie de fabrication additive électronique (Additive Manufacturing Electronics – AME – en anglais). L’un des chefs de file de ce mouvement est Nano Dimension, un fabricant de systèmes électroniques imprimés en 3D qui utilise sa propre technologie d’impression à jet d’encre et des nano-encres pour créer des pièces électroniques précises pour divers secteurs, notamment le médical, l’automobile et l’aérospatiale. L’entreprise est également réputée pour ses importantes contributions à la recherche et sa collaboration avec le monde universitaire pour redéfinir la façon dont nous envisageons les technologies AME et ce qu’il est possible de créer. Nous avons rencontré Valentin Storz, directeur général EMEA de Nano Dimension, pour en savoir plus sur leur technologie, les applications de l’électronique imprimée en 3D et leur collaboration avec le monde universitaire pour repousser les limites des technologies existantes et contribuer à la formation de la prochaine génération d’ingénieurs.

3DN : Pouvez-vous vous présenter ainsi que votre lien avec la fabrication additive ?

Valentin Storz

Bonjour, je m’appelle Valentin Storz, j’habite en Allemagne et je travaille depuis deux ans et demi chez Nano Dimension. Avant cela, j’ai passé six ans chez Makerbot et Stratasys à diriger les opérations européennes. Le rachat de Makerbot par Stratasys en 2014 a été un parcours intéressant. À cette époque, l’ensemble du monde de l’impression 3D avait un aspect assez différent.

3DN : Comment Nano Dimension a-t-elle créée ? Quelle est sa mission ?

Nano Dimension est la société qui électrifie la fabrication additive. Elle possède une technologie qui se présente sous la forme d’un système de la taille de deux réfrigérateurs, appelé DragonFly LDM®. Celui-ci a la capacité de projeter simultanément des encres diélectriques et conductrices pour imprimer en 3D des pièces électroniques de forme libre. Nous comblons le fossé entre l’industrie des circuits imprimés et celle des semi-conducteurs avec le développement de Hi-PEDs™ (High-Performance Electronic Devices). Ceux-ci sont plus que de simples cartes de circuits imprimés ; ils comportent des bobines, des condensateurs, des circuits complexes, des transformateurs et plus encore. Nous sommes également impliqués dans un certain nombre de projets et d’industries. Par exemple, nous avons produit un amplificateur de radiofréquence (RF) imprimé en 3D qui a été envoyé à la station spatiale internationale. La mission de Nano Dimension, est de révolutionner l’électronique imprimée en 3D.

3DN : Pouvez-vous nous en dire un peu plus sur votre technologie Lights-Out ? Qu’en est-il du système de fabrication LDM de DragonFly ?

DragonFly est équipé de notre technologie de fabrication numérique Lights-Out (LDM). Celle-ci permet un fonctionnement sans surveillance : la machine s’entretient elle-même, avec typiquement une seule opération de maintenance hebdomadaire nécessaire. Actuellement, il s’agit de la seule solution de fabrication additive complète du secteur permettant l’impression 3D de circuits électroniques 24 heures sur 24. Cela est dû aux améliorations apportées au système, comme une nouvelle tête d’impression avancée, des algorithmes de gestion logicielle et un auto-nettoyage automatique des têtes d’impression toutes les quelques heures. Il s’agit d’une imprimante précise à jet d’encre avec nano-encres dédiées et logiciel 3D optimisé pour l’impression de circuits électroniques, établissant de nouvelles normes de précision pour l’électronique imprimée en 3D.

3DN : Quelles sont les applications de cette technologie ?

Les applications de l’AME sont très variées. Bien sûr, il y a les cartes de circuits imprimés (PCB), mais elle est aussi particulièrement utile pour les solutions RF avancées, pour des choses comme les antennes omni, la 5G, les MEMS, les capteurs avancés, l’électronique multicouche non plane et les HDI. Il suffit d’entrer ce dont vous avez besoin, de définir la forme, etc. et c’est prêt à être imprimé. Comme vous pouvez l’imaginer, cela présente de nombreux avantages pour la technologie RF. Elle peut également être utilisée pour les solutions d’emballage, le blindage des circuits intégrés ou même les capteurs. Les capteurs tactiles constituent une application importante, car ils sont utilisés pour des appareils dans les domaines médical, industriel et automobile. Ceci étant dit, il s’agit d’une technologie relativement jeune dans le monde de la fabrication additive. Ce que nous voyons surtout pour l’instant, c’est son utilisation à des fins de recherche. C’est pourquoi nous nous attachons à aider les chercheurs et les universitaires, car nous constatons que les publications dans ce domaine augmentent rapidement. Les secteurs de la recherche et de l’enseignement s’intéressent de plus en plus à cette technologie.

3DN : Selon vous, comment le marché de l’électronique imprimée en 3D va évoluer au cours des prochaines années ?

Au cours des prochaines années, je pense que nous verrons l’influence croissante de la recherche universitaire, de la défense, de la médecine et d’autres solutions spécialisées. Le marché des circuits imprimés représente 7 milliards de dollars, et ce n’est que le sommet de la pyramide industrielle. Il y a encore la partie de l’industrie qui est encore plus spécialisée. Il y aura de nouveaux facteurs de forme, la miniaturisation, l’intégration des étapes d’assemblage et des composants et, en fin de compte, l’inventaire numérique qui permettra ensuite de développer davantage l’électronique dans la fabrication additive.

Nano Dimension offre également un service d’impression 3D, NaNoS (crédits photo : Nano Dimension)

3DN : Quel est le rôle du monde universitaire lorsqu’il s’agit de la conception électronique ?

L’éducation est cruciale dans le domaine de la fabrication additive, et en particulier lorsque nous parlons de l’AME. À l’heure actuelle, personne n’apprend à concevoir pour ce type de technologie. La conséquence directe est que beaucoup de gens ne pensent que dans les limites de la technologie traditionnelle. Mais avec l’AME, l’industrie a affaire à de nouvelles machines qui exigent une nouvelle approche du développement de la conception et de la compréhension des matériaux et des systèmes. Avec les méthodes traditionnelles, vous êtes limités dans ce que vous pouvez faire parce que ce n’est pas vraiment en 3D. La nouvelle génération d’ingénieurs est en train d’émerger et fait pression en faveur de l’électronique 3D. Ils étudient les possibilités qu’elle offre et proposent de nouvelles idées.

Nous nous sommes donnés pour mission de travailler avec les universités et l’ensemble de l’industrie et d’étudier des programmes éducatifs pour les faire progresser. Mais pour parler franchement, nous devons tous faire beaucoup plus. Nous pouvons offrir non seulement la machine, qui coûte environ 500 000 dollars, mais aussi le service, NaNoS℠, où les étudiants et les professeurs, peuvent utiliser notre technologie pour tester et voir si ce qu’ils veulent créer est possible avec la technologie d’impression 3D. NaNoS℠ est un service coopératif de conception et de fabrication destiné à tous ceux qui veulent explorer l’avenir de la fabrication AME. Il permet aux professionnels d’expérimenter en concevant et en créant des Hi-PED™ et de les imprimer à titre d’essai sur une variété de substrats tels que le FR4, le silicium, la feuille de cuivre et autres. Nous ne savons pas ce qui va marcher, quelles recherches vont sortir, mais nous voulons essayer et aider à les faire avancer quand nous le pouvons.

3DN : Un dernier mot pour nos lecteurs ?

Je pense que l’impact qu’aura la fabrication additive sera beaucoup plus important sur l’électronique que sur le monde de la mécanique. Vous pouvez trouver plus d’informations sur Nano Dimension sur notre site web ou dans la vidéo ci-dessous.

Que pensez-vous de la technologie proposée par Nano Dimension ? N’hésitez pas à partager votre avis dans les commentaires de l’article ou avec les membres du forum 3Dnatives. Retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !