Технический снимок EIPC: новый лазер

Время чтения (слов)

«Лето закончилось, теперь снова за работу!» Это была вступительная строка приглашения на 18-й вебинар EIPC «Технический обзор», который состоится 14 сентября, посвященный теме достижений в области технологий автомобильной электроники, представленной и модерируемой президентом EIPC Аланом Морганом.

Первую презентацию под названием «Полностью печатный интеллектуальный компонент, сочетающий в себе аддитивное производство и сенсорную печать», представил Йонас Мертин, специалист по обработке тонких пленок из Института лазерных технологий Фраунгофера.

Он обсудил, как свойства и функциональность изолирующих и проводящих покрытий в печатной электронике и встроенных датчиках могут быть улучшены за счет обработки тонких пленок, и описал два подхода: лазерную модификацию уже покрытых поверхностей компонентов и аддитивное производство пленок путем нанесения и нанесения покрытий. термическая постобработка.

Подробно рассматривая второй подход, он проиллюстрировал последовательность этапов обработки: предварительная обработка поверхности, химическое осаждение золь-гелей или дисперсий наночастиц из раствора, лазерная сушка и лазерная функционализация. Эта процедура не включает в себя периодические или вакуумные процессы и допускает автоматизированную поточную работу. Это ресурсоэффективный, гибкий и недорогой вариант. Функциональный материал можно наносить на отдельные участки подложки, что позволяет индивидуализировать массовые продукты, а также можно работать с чувствительными к температуре подложками, такими как полиэфирная фольга.

Спрос на компоненты со встроенными функциями продолжает расти. Мертин продемонстрировал несколько концепций применения и интеграции печатных датчиков и упомянул проект-маяк Фраунгофера «Go Beyond 4.0», который работает над объединением традиционных методов производства с ориентированными на будущее технологиями и методами цифрового производства для разработки новых стратегий и технологических инноваций в актуальных для рынка отраслях. области применения, такие как автомобилестроение. В его примере цифровые модули для аддитивной печати и лазерной абляции материалов были интегрированы в существующие процессы для включения пьезодатчиков раннего предупреждения в конструкцию автомобильной двери, с использованием лазерного структурирования для встраивания печатных слоев, печати и лазерной сушки диэлектрические изоляционные слои, затем печать и лазерное отверждение электропроводящих слоев на изоляцию. Другими примерами были встроенные тензорезисторы и функциональные слои для мощной электроники. Прямая печать функциональных возможностей на полуфабрикатах или готовых компонентах представляет собой легко автоматизированный подход к производству, а также может использоваться для добавления различных функций к компонентам, напечатанным на 3D-принтере. Не только конечные продукты, но и инструменты. Заключительным примером Мертина стал фрезерный станок, напечатанный на 3D-принтере, с напечатанными и спеченными лазером тензорезисторами, встроенными в режущие кромки.

Новый подход к управлению температурным режимом компонентов силовой электроники был представлен Кристофером Рокняну, вице-президентом по развитию бизнеса IQ Evolution в Германии, который описал производство и применение радиаторов с жидкостным охлаждением, напечатанных на 3D-принтере из нержавеющей стали. Почему нержавеющая сталь вместо меди или алюминия? Ответ заключается не только в его коррозионной стойкости, но и в способности формировать чрезвычайно тонкостенные конструкции путем селективного лазерного плавления. Процесс производства без инструментов включает в себя послойное плавление порошка нержавеющей стали с помощью лазерной машины, управляемой файлом 3D-CAD. Могут быть достигнуты сложные герметичные формы с толщиной стенок 150 микрон, тогда как для эквивалентной геометрии из меди или алюминия потребуется 800 микрон или более.

Этот процесс не только позволяет быстро создавать прототипы, но и подходит для массового производства. Металлический порошок наносится очень тонкими слоями и расплавляется лазерным лучом, создавая однородную структуру металла в тех точках, где лазер плавит порошок. Остальные участки порошка остаются неизменными и удаляются по окончании процесса. Геометрия зависит от диаметра луча, размера зерна порошка, толщины слоя, скорости и мощности лазерного луча, а также выбранного шага между последовательными сканированиями. Получающиеся в результате радиаторы из нержавеющей стали способны рассеивать значительные тепловые нагрузки при очень низком термическом сопротивлении.