Pierwszy na świecie wydrukowany obwód wolumetryczny pochodzi z University of Texas w El Paso Lab

W laboratorium Raymonda C. Rumpfa, profesora Schellengera w dziedzinie badań elektrycznych na Uniwersytecie Teksasu w Wyższej Szkole Inżynierskiej w El Paso dokonano ogromnych odkryć. Dr Rumpf kieruje Laboratorium EM, które zajmuje się badaniem i rozwojem zaawansowanych koncepcji w dziedzinie elektromagnetyzmu i technologii fotonicznych, które są możliwe dzięki drukowaniu 3D. Najnowszy postęp w laboratorium jest ekscytujący - na początku tego roku naukowcy ukończyli pierwszy prawdziwy trójwymiarowy obwód objętościowy, wykorzystując w pełni zautomatyzowany proces. Według dr. Rumpfa przełom może zmienić sposób projektowania i wytwarzania produktów elektrycznych.

"To bardzo znaczący krok i potencjalnie destrukcyjne osiągnięcie" - powiedział dr Rumpf. "Istnieje wiele innych dużych grup badawczych, które ścigały to. To jest to, o czym wszyscy w tej dziedzinie pracują i mówią, ale nikt jeszcze tego nie osiągnął. Jest to rodzaj świętego Graala dla obwodów drukowanych trójwymiarowych, który został zrealizowany tutaj w UTEP. "

Trójwymiarowy obwód może być mniejszy, lżejszy i bardziej wydajny niż inne obwody, a druk 3D pozwala na ich wytwarzanie w arbitralnych postaciach, które można zintegrować z dowolnym obiektem lub powierzchnią. Po latach badań wpadł na pomysł, według dr. Rumpfa.

"Ostatnie trzy lata poświęcono opracowywaniu futurystycznych narzędzi CAD (projektowanie wspomagane komputerowo) do wytwarzania obwodów trójwymiarowych / objętościowych," powiedziany. "Te narzędzia nie istnieją nigdzie indziej."

Rumpf pracował z kolegami z EM Lab, Gilbertem Carranzą, Ubaldo Roblesem i Cesarem Valle. Carranza, doktorant, użył oprogramowania CAD o otwartym kodzie źródłowym, aby zintegrować swoje niestandardowe funkcje, które pozwoliły laboratorium na projektowanie prawdziwych obwodów 3D.

"Zbudowałem niestandardowe narzędzie, które pozwala nam umieszczać komponenty elektryczne w dowolnej pozycji i w każdej orientacji - powiedział Carranza. "Możemy kierować połączenia elektryczne we wszystkich trzech wymiarach po gładkich ścieżkach."

Pracował nad pierwszą wersją oprogramowania przez rok CD3D .

" Nie moglibyśmy pójść nigdzie poza to, "powiedział. "Nie mieliśmy odpowiedniego narzędzia do przetłumaczenia mojego projektu na coś, co mogłoby być odczytane przez naszą drukarkę 3-D."

Robles i Valle, także doktoranci, byli w stanie pomóc. Wcześniej w lecie Robles ukończył interfejs, który mógł przekonwertować projekt obwodu na kod, któryDrukarka 3D może drukować obwód w jednym kroku. Valle i Carranza następnie dostroili proces i użyli go do zbudowania pierwszego trójwymiarowego obwodu.

"Sprawienie, że CAD, generator kodów i drukarka 3D są dobrze ze sobą połączone, okazały się najtrudniejszym krokiem - powiedziała Valle. "Zazwyczaj, gdy tworzysz obwód, jest to dwa kroki. Zaczynasz od cienkiego arkusza plastiku. Oprócz tego tworzysz metalowe ślady, a następnie nakładasz na nie elementy elektryczne. To, co robi nasze narzędzie, jest wyjątkowe, ponieważ łączy te procesy i robi to w trzech wymiarach z pełną swobodą projektowania. Teraz możemy wczytać pliki 3-D, nacisnąć "uruchom" i wydostanie się z części. Dosłownie "Plik", "Drukuj". "

Aplikacje dla tej technologii są liczne. Ponieważ obwody można teraz wbudować w dowolną powierzchnię lub kształt, elektronika może być wbudowana w cokolwiek bez żadnego dodatkowego ciężaru lub masy.

"Możemy tworzyć obwody w dowolnej formie i formie" - powiedział Rumpf. "Można umieścić obwody w amunicji, w okularach, butach, a nawet w kubkach do kawy. Możesz być w restauracji pijącej kawę, a kiedy płyn spadnie do pewnego poziomu, serwer zostanie powiadomiony, zanim będziesz musiał coś powiedzieć. Chodzi o to, aby elektronika była wszechobecna w wielu różnych aspektach. "

Uważa, że ​​dzięki temu małe firmy staną się producentami elektroniki, po prostu kupując drukarkę 3D.

Przyszłości, nie sądzę, żebyście zobaczyli miejsca, takie jak duże firmy produkujące elektronikę, produkujące miliardy rzeczy i dominujące na rynku niemal tak często "- powiedział Rumpf. "Zamiast tego możesz mieć tysiące małych firm w Stanach Zjednoczonych produkujących tysiące produktów, zarówno masowo produkowanych, jak i niestandardowych. Nasza technologia obwodów trójwymiarowych może być pierwszym krokiem do zmiany paradygmatu produkcji obwodów. I może nam umożliwić wykorzystanie i włączenie nowej fizyki w tradycyjny układ planarny (2-D). "