Hoy en día, la impresión 3D se utiliza principalmente como parte de una serie de procesos de fabricación para acelerar y optimizar las cualidades de un producto. Sin embargo, no hay duda de que la gran fascinación que ejerce la impresión 3D en la mayoría de nosotros es la idea de un único proceso de fabricación que permita la producción de productos finales completos y funcionales. La clave para lograrlo es la electrónica impresa en 3D incorporada y está por llegar.
Recurso útil : consulte todas las impresoras 3D existentes para la electrónica de impresión 3D
Los enfoques de la electrónica impresa en 3D son casi tan variados como la propia impresión 3D. De hecho, la forma más avanzada y probablemente la más competente de hacerlo es a través de diferentes evoluciones de la tecnología de inyección de tinta en el campo de la impresión 3D profesional. Esta tecnología fue desarrollada primero por Objet (hoy parte de Stratasys) y luego por 3D Systems (como MJP) para electrónica impresa en 3D integrada. Las tecnologías de inyección de tinta ofrecen dos ventajas principales: una es que es una de las pocas que es capaz de realizar impresiones 3D multimaterial de alta precisión. La otra es que se trata de un proceso de impresión por inyección de tinta, el mismo proceso mediante el cual, hoy en día, se utilizan tintas metálicas de nanopartículas (en su mayoría en plata) para aplicaciones de impresión 2D en electrónica.
INKJETING MATERIALES CONDUCTIVOS
Tres empresas están experimentando mucho con la inyección de materiales conductores en impresiones 3D. No es una coincidencia que estas tecnologías provengan de Israel, ya que aquí es donde se inventó la tecnología polyjet, como una evolución de la impresión digital con tinta 2D. Todos adoptan enfoques diferentes, que definen cómo la electrónica impresa en 3D llegará al mercado.
1. PV NanoCell
La primera empresa, cuyo proyecto probablemente tendrá el mayor impacto, es una startup israelí llamada PV NanoCell . Fundada por el CEO Fernando de la Vega, la empresa comenzó a operar en el campo de las células solares imprimibles y ahora se ha movido hacia las tintas conductoras nanométricas monocristalinas de cobre y plata , basadas en su exclusiva tecnología de dispersión. Según información no oficial, la compañía ahora está trabajando con un importante fabricante de impresoras 3D para integrar sus tintas conductoras en productos impresos en 3D en un solo proceso, incluso para la producción en masa.
2. Nano dimensión
La libélula 2020 de Nano Dimension.
El segundo jugador es otra compañía israelí llamada Nano Dimension y se enfoca en productos electrónicos modulares todo en uno .
Nano Dimension, que se incluyó recientemente en el índice NASDAQ, ha creado la impresora 3D DragonFly 2020 PCB, que utiliza sus propias tintas nano plateadas para producir prototipos completos de placas de control impresas (PCB) en un solo proceso rentable.
Nota : una PCB es una placa de control electrónico que funciona como el «sistema nervioso» de los dispositivos electrónicos y robóticos básicos.
3. Objetos nacientes
Enfoque modular de Nascent Objects para la electrónica de consumo.
Una empresa más que está utilizando un enfoque patentado para aplicar productos electrónicos en objetos impresos en 3D es Nascent Objects . Nascent Objects es un pionero en el prometedor campo de la electrónica de consumo modular. Dirigida por el CEO Baback Elmieh, la compañía ha desarrollado una forma de aplicar componentes conductores a piezas impresas en 3D con casi cualquier tecnología. En particular, utilizaron las impresoras 3D 3SP de EnvisionTEC para construir módulos electrónicos que se pueden utilizar para alimentar varios tipos diferentes de productos modulares. Estos incluyen altavoces, cámaras web e incluso drones o juguetes que utilizan el mismo módulo electrónico.
FILAMENTOS C ONDUCTIVOS 3D
Filamento conductor Blackmagic3D para impresoras 3D.
Aunque algunos argumentan que los filamentos conductores son innecesarios (ya que los cables funcionan bien), nuevos productos como el filamento conductor PLA basado en grafeno de BlackMagic3D y el filamento conductor de PLA de Proto Pasta harán posible la impresión 3D de objetos habilitados electrónicamente, como circuitos y sensores. , de una vez . Incluso antes de que los filamentos conductores termoplásticos se vuelvan lo suficientemente fiables y asequibles, las tecnologías de extrusión basadas en pasta combinan algunas de las ventajas de la impresión 3D basada en inyección de tinta con la asequibilidad de las máquinas de escritorio .
Es posible que algún día incluso podamos imprimir en 3D estos productos en casa utilizando tecnologías basadas en extrusión, incluso con filamento termoplástico.
La impresora 3D Voxel8, capaz de imprimir circuitos electrónicos en 3D.
Los líderes en este campo son Voxel8 , un spin-off de Harvard financiado por Autodesk Spark que tiene a la profesora Jennifer Lewis (una de las líderes mundiales en investigación de bioimpresión) entre sus cofundadores.
La impresora 3D Voxel8 implementa tanto la extrusión termoplástica como la extrusión neumática de pastas y tintas conductoras de plata.
Otra empresa que presenta máquinas similares es BotFactory , que utiliza una combinación de tecnologías de inyección de tinta 2D y extrusión de pasta para construir PCB en su sistema Squink. El Squink también permite la colocación de soldadura y hacer pick-and-place con componentes adicionales no impresos en 3D. Estas características lo convierten en una fábrica de escritorio completa.
Al ritmo que van las cosas, a finales de 2020 podría haber una fábrica de productos electrónicos en más de unos pocos escritorios.
PRODUCTOS INTELIGENTES DE IMPRESIÓN 3D … Y MÁS ALLÁ
Entonces, ¿qué podemos hacer realmente hoy con la electrónica impresa en 3D? El enfoque modular de Nascent Objects para la electrónica de consumo es probablemente el más completo en este punto en términos de visión. Sin embargo, su monitor de uso de agua Doppler, el altavoz inalámbrico rojo y la cámara wi-fi CouCou todavía están confinados a una campaña exitosa de Indiegogo, por lo menos dentro de unos meses.
El listado NASDAQ de Nano Dimension y la supuesta asociación de PV NanoCell con un gran fabricante de impresoras 3D también son indicios de que la electrónica impresa en 3D por inyección de tinta llegará pronto. La primera todavía estará limitada a PCB (una generación completamente nueva de PCB 3D con formas completamente innovadoras, hecha para los productos inteligentes del mañana), mientras que la tinta de PV NanoCell se puede usar para hacer productos portátiles e inmediatamente útiles con antenas y sensores integrados. con increíbles posibilidades de desarrollo. Otro jugador en este campo será Voltera : esta startup tiene como objetivo llevar PCB impresos en 3D a las masas con su impresora 3D de circuitos electrónicos de € 2,500, programada para enviarse a fines de 2020.
Un dron funcional impreso en 3D por Voxel8.
Al igual que para muchas otras caras de la impresión 3D, el enfoque de la electrónica de consumo impresa en 3D está en el futuro a medio y largo plazo. Sin embargo, ya hay muchas aplicaciones con las que divertirse, incluso en una impresora 3D de escritorio de bajo costo.
ProtoPasta lanzó diseños de Thingiverse para un altavoz, una linterna, un lápiz capacitivo, una lámpara e incluso un joypad funcional, todos impresos en 3D con componentes electrónicos integrados, mientras que Voxel8 dio un paso más allá con un cuadricóptero y un reloj impresos en 3D , también completamente funcional (aunque todavía no está disponible gratuitamente para reproducir en casa).
Con la electrónica impresa en 3D, como con la bioimpresión y con toda la impresión en 3D, somos solo el comienzo de algo con un potencial de desarrollo casi infinito. Las tecnologías están casi aquí, todo lo que se necesita es una chispa para iniciar un nuevo ciclo de innovación.
– Davide Sher
