Inżynierowie w Uniwersytet Teksasu w Austin opracowują nową metodę druku 3D o nazwie Holographic Metasurface Nano-Lithography (HMNL), której celem jest szybsze, wydajniejsze i bardziej przyjazne dla środowiska pakowanie elektroniki do układów półprzewodnikowych.
„Naszym celem jest fundamentalna zmiana sposobu pakowania i produkcji elektroniki” – powiedział Michael Cullinan, profesor nadzwyczajny na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Walker w Cockrell School of Engineering i kierownik projektu. „Dzięki HMNL możemy tworzyć złożone, wielomateriałowe struktury w jednym kroku, skracając czas produkcji z miesięcy do dni”.
W skład zespołu badawczego wchodzą współpracownicy z Uniwerset Utah, Zastosowane materiały, Jasne technologie krzemowe, Elektroniki, Northropa Grummana, Półprzewodniki NXPI Mikrospiekanie Teksasui uzyskał grant w wysokości 14,5 mln dolarów od firmy DARPA wesprzeć inicjatywę. Celem projektu jest przezwyciężenie ograniczeń konwencjonalnej produkcji chipów poprzez wykorzystanie unikalnych możliwości HMNL.
Przełamywanie ograniczeń tradycyjnej produkcji
Konwencjonalna produkcja elektroniki jest powolna i pracochłonna, a budowanie urządzeń warstwa po warstwie. To etapowe podejście ogranicza swobodę projektowania i powoduje znaczne straty materiału. HMNL zapewnia szybsze i bardziej zrównoważone rozwiązanie. Najważniejszym elementem tej techniki są metapowierzchnie — ultracienkie maski optyczne, które kodują gęstą informację. Po oświetleniu maski te tworzą hologramy, które kształtują hybrydową żywicę metalowo-polimerową w złożone struktury 3D, uzyskując szczegóły delikatniejsze niż ludzki włos.
Usprawniając produkcję i ograniczając ilość odpadów, HMNL przyspiesza rozwój prototypów, jednocześnie zmniejszając wpływ produkcji na środowisko. Zespół zademonstrował technologię w postaci prototypów do szeregu zastosowań: modułów do urządzeń konsumenckich, elektroniki z możliwością rekonfiguracji do systemów obronnych, pakietów elektroniki pasujących do wymagających przestrzeni oraz pakietów aktywnych, które spełniają zarówno funkcje mechaniczne, jak i elektryczne, takie jak precyzyjne systemy kierowania wiązką do zastosowań optycznych.
„Nie chodzi tylko o to, aby elektronika była szybsza i tańsza, ale o odblokowanie nowych możliwości” – powiedział Cullinan.
Produkcja na mikroskalę
Najnowsze osiągnięcia UT Austin ujawniają większą zmianę w wytwarzaniu przyrostowym: produkcja w skali mikro i nano przechodzi z powolnych, sekwencyjnych procesów do szybkich, bogatych w geometrię i skalowalnych platform produkcyjnych.
Podobny skok widać w rozwoju druku 3D poprzez szybką wymianę rozpuszczalników (3DPX) z Uniwerset w Cambridge, Uniwerset ChapmanaI Uniwerset Hongik badacze. Zaprojektowany do produkcji ultracienkich włókien o wielkości zaledwie 1,5 µm, 3DPX natychmiastowo zestala wytłaczane polimery, tworząc długie włókna o wysokim współczynniku kształtu, których osiągnięcie konwencjonalnymi metodami jest trudne. Takie podejście otwiera skalowalne ścieżki dla struktur inspirowanych biologią w miękkiej robotyce, rusztowaniach medycznych i zaawansowanych kompozytach.
Gdzie indziej, StanfordaCLIP typu roll-to-roll (r2rCLIP) pokazuje, jak ciągłe, zautomatyzowane przepływy pracy mogą wprowadzić mikrofabrykację na terytorium prawdziwego przemysłu. Przekształcając proces CLIP w system linii produkcyjnej, który drukuje, myje, utwardza i zbiera części bez ręcznej interwencji, r2rCLIP osiąga wydajność do jednego miliona mikrocząsteczek dziennie, co stanowi radykalną poprawę w porównaniu z tradycyjnym mikrodrukiem.
The Nagrody branży druku 3D wrócili. Zgłoś swoje nominacje już teraz.
Prowadzisz start-up zajmujący się drukiem 3D? Dotrzyj do czytelników, potencjalnych inwestorów i klientów za pomocą Start-up roku w branży druku 3D konkurs.
Aby być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami dotyczącymi druku 3D, nie zapomnij zapisać się do Biuletyn branży druku 3D lub śledź nas dalej Linkedin.
Wyróżnione zdjęcie przedstawia wzór w kolorze srebrnym. Zdjęcie za pośrednictwem Uniwersytetu Teksasu w Austin.
