Naše univerzita začala jako první pracoviště v České republice používat nejmodernější 3D tiskárnu plošných spojů. Přelomová technologie koncentruje do jednoho zařízení jinak komplikovaný proces výroby desek tištěných spojů, který představuje řadu výrobních kroků a zapojení celé řady strojů. Plošné spoje dokáže tisknout v mnoha vrstvách, s proměnnou tloušťkou desky, se složitými 3D konstrukcemi vodičů a s dosud nerealizovatelnou geometrií jak jednotlivých vodičů, tak celé tištěné desky.
Zařízení DragonFly 2020 LDM v nejnovější verzi od izraelského výrobce Nano Dimension získala Fakulta mechatroniky, informatiky a mezioborových studií TUL (FM) díky podpoře z operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání. „Je to technologie, která otevírá zcela nové možnosti výroby plošných spojů. Po nastavení jednotlivých parametrů nebo importu trojrozměrného návrhu stroj najednou vytiskne celou desku, žádné další kroky už nejsou potřeba. Pro rychlé prototypování nebo netradiční vedení spojů má tato technologie obrovskou výhodu,“ nastínil možnosti špičkové tiskárny děkan FM Zdeněk Plíva.
Tiskárna umožňuje výrobu vodivé vrstvy o tloušťce 17 až 101 mikrometru s izolační vrstvou minimálně 25 mikrometru. „Maximální tloušťka desky je nastavena na tři milimetry, teoreticky tak můžeme vyrobit desku o počtu 57 vodivých vrstev s tloušťkou vrstvy 17 mikrometrů. Výhoda této technologie je však především v možnosti přechodu mezi hladinami bez nutnosti průchodů, nebo plně trojrozměrných konstrukcí, například cívek,“ přiblížil děkan Plíva.
Zařízení využívá k práci vodivé nanočástice stříbra rozptýlené v hustém roztoku a fotopolymer vytvrzovaný UV zářením, který slouží jako izolant. Obě složky ve velmi tenké vrstvě tří mikrometrů aplikují dvě tiskové hlavy. Každá hlava má 512 malých trysek. Jen pro dokreslení jejich miniaturních rozměrů – každá tryska vytváří na desce bod o průměru necelých 50 mikrometru. Pro vytvoření spolehlivé vodivé cesty na plošném spoji je potřeba šíře tří bodů, nejmenší šíře vodiče je tak 110 mikrometrů.
Tiskárna si poradí s rozličnou geometrií desek
Obrovskou výhodou nové technologie je to, že deska s plošným spojem může být plně trojrozměrná. Tisknout lze velmi složité motivy a jednotlivé vrstvy spoje se mohou propojovat nejen tradiční metodou vertikálních průchodů, ale vodiče mohou vést libovolně ve 3D prostoru, tedy pod libovolným úhlem. „To umožňuje i výrobu 3D cívek uvnitř desky, kde jednotlivé závity jsou vinuty podobně, jako bychom je vyrobili vinutím drátu. Dalším prostorem uplatnění jsou aplikace v zařízeních, kde je důležitý zástavbový tvar desky. Jsme schopni dosáhnout nižších zástavbových prostor, desky ani nemusí mít klasický plochý tvar. Mohou být různě tvarovány, zkoseny. Tvarová volnost je velká,“ uvedl Jakub Macháček, student doktorského studia na Ústavu nových technologií a informatiky FM TUL a operátor tiskárny.
Vytištění destičky velikosti kreditní karty trvá přibližně 24 hodin.
Nové zařízení fakulta využije ve výuce, například v rámci nového bakalářského studijního programu Mechatronika, který byl akreditován v roce 2018. V současné době fakulta požádala o rozšíření akreditace o specializaci zaměřené na Chytré technologie. Studenti budou v rámci ateliérových předmětů navrhovat různá zařízení a jejich součástí budou i vlastní plošné spoje. „Chytré technologie, do kterých patří i prvky Průmyslu 4.0, internetu věcí a podobně, se nutně stávají součástí výuky zejména na fakultě našeho zaměření. A toto je technologie, jejíž důležitost bude v budoucnu nepochybně narůstat,“ míní děkan Plíva.
Vedle výuky a vývoje prototypových elektronických zařízení počítá fakulta také s tím, že bude tuto technologii využívat ve spolupráci s průmyslovými podniky. Nabízí se například oblasti automotive nebo medical. Zájem již projevila mladoboleslavská Škoda Auto a jakmile to situace dovolí, budou možnosti tiskárny prezentovány i dalším zájemcům.
Adam Pluhař
Další články v rubrice
Nový lab informované architektury zkoumá adaptivní fasády nebo dřevěné konstrukce v éře digitálního designu
Na výzkum v navrhování architektury a designu za pomoci nejmodernějších digitálních nástrojů intenzivněji cílí nová Laboratoř informované architektury na Fakultě umění a architektury TUL. V jejím čele stojí architekt Saman Saffarian, někdejší žák...
Novým děkanem ekonomické fakulty bude Marek Skála
Akademický senát Ekonomické fakulty TUL zvolil na svém pondělním zasedání Ing. Mgr. Marka Skálu, Ph.D., kandidátem na děkana pro příští volební období. Rektor souhlasí se jmenováním, nový děkan tak povede fakultu v letech 2025–2028.
Novým děkanem ekonomické fakulty bude Marek Skála
Akademický senát Ekonomické fakulty TUL zvolil na svém pondělním zasedání Ing. Mgr. Marka Skálu, Ph.D., kandidátem na děkana pro příští volební období. Rektor souhlasí se jmenováním, nový děkan tak povede fakultu v letech 2025–2028.
