Voltera推出 NOVA用于3D打印柔性混合电子产品的开创性制造平台

| 3DScienceValley · 2022/10/10

PCB的制造过程属于传统的减材工艺制造范畴，通常PCB的整个表面都镀有铜，不需要铜的区域则从板上蚀刻掉。这就像将一块木头的很多材料去除掉以得到所需的形状和结构，在此过程中有很多浪费。

3D打印-增材制造与减材的方式刚好相反，可以根据需要构建材料，不是先蚀刻掉FR4基板上的铜，而是从薄的FR4基板开始，然后用导电墨水添加铜迹线。这带来了材料的节约，3D打印-增材制造可以减少多达90％的材料成本和浪费，并释放了设计和创新的自由。而在3D科学谷看来，正是这种特点，使得3D打印PCB具备了范式转移的潜能。

近日，增材电子制造技术领域的Voltera 宣布推出 NOVA，这是一个用于3D打印柔性混合电子产品的开创性制造平台。NOVA 使用直写技术在柔软、可拉伸和贴合的表面上打印电路。

NOVA 增材制造电路板
© Voltera

混合电子原形设计

据悉，这款台式机器开启了快速灵活的混合电子原型设计以及使用定制墨水和各种基材进行试验的能力。

目前，NOVA 已经被用于创新人类探索深空的方式，用于开发医学成像的皮肤传感器，以及制作可以测量心率并可以在洗衣机中经过温和洗涤的服装原型。

NOVA 的精密挤压技术使研究和开发未来产品变得更容易、更快，从而获得更可靠的结果、更快的开发时间和更低的成本。

3D打印电子产品
© 3D科学谷白皮书

根据《价值》，真正好的投资，从某一维度上看其收益在短期内可能有限，但是如果把时限拉长，或者从不同维度，不同系统来看，从范式转移的动态角度来看，其收益可能已经在不断飞速增长。

根据NOVA的用户反馈，麻省理工学院可以制造柔性电路板并将其校准到亚 10 微米的精度，麻省理工正在使用 NOVA 开发离子推进器中的电路板，如果有 20 微米的偏差，设备就会爆炸。NOVA可以实现很高的精度，而且可以实现材料调整。

3D电子全景图
© 3D科学谷白皮书

另外一家用户，约克大学电子增材制造实验室正在使用 NOVA 开发皮肤上的生物医学纹身电极。

灵活的电子产品未来

根据3D科学谷，3D打印被应用于电子领域的主要技术逻辑是3D打印可以实现的集成制造方式，可以将复杂的电路集成到由多种材料表面或内部。例如可以将导电和非导电材料在一个加工过程中进行加工，可以在刚性和柔性基板上3D打印嵌入式无源器件这些高度复杂的过程，可以实现不同拓扑结构的保形打印，可以3D打印封装在立方体中的LED，可以打印IC连接、感应器、MEMS等等，这是使用标准加工技术难以实现或者需要分成几个步骤实现的。

虽然减材制造方法非常适合传统电子产品，但电子产品的未来是灵活的——这意味着电子产品的未来是加法的。作为一种直写式数字打印机，NOVA 无需使用与丝网印刷相关的工具即可实现创新。这允许快速设计迭代，这种增材制造工艺对环境也更好，因为废物和材料污染显着减少，NOVA 可以在环保材料上印刷电路，例如可生物降解的基板。

NOVA 增材制造电路板
© Voltera

NOVA 的其他功能包括：

材料自由：只需在 NOVA 的智能分配器墨盒中填充所需材料，并使用其半自动校准程序在几分钟内开始打印。

快速交换工作区：使用真空台模块安装柔性基板，或使用定制夹具安装刚性基板。

精密点胶：使用实时、闭环压力反馈打印高分辨率特征。

集成视觉系统：使用基于智能相机的对齐和 AR 打印叠加功能快速对齐、打印和检查。

模块化平台：内置两个快速交换模块端口、插入式夹具和可选的以太网/USB/WiFi 连接。目前有两个模块可用，产品路线图中还有其他模块。

需要注意的是这些桌面型PCB 3D打印机需要与设计实现无缝衔接。根据3D科学谷的了解，Autodesk Fusion 360内置的电子电路设计软件是一款强大实用的PCB印刷电路板设计软件，软件包含了原理图编辑器、PCB编辑器和自动布线器等模块。

迈向更高的灵活性

Voltera 是一家快速扩张且盈利的科技公司，正在推动增材电子行业发生重大变化。其之前推出的V-One 桌面 PCB 打印机通过以指数方式加快创新步伐并减少因供应链中断而导致的较长交货时间，实现了现代化的电路板原型设计。V-One中使用的墨水是90％的银，即使在高达5 GHz的频率下，也非常适合数字和低功率应用。Voltera软件允许从Autodesk Fusion 360的EAGLE导入现有的CAM文件。将设计加载到软件中后，只需确定板上的2个功能部件进行对齐即可完成工作。

随着最近将 NOVA 添加到 Voltera 的产品线中，创新不再受材料或打印所需的技术的限制。根据ACAM亚琛增材制造中心，增材制造在多功能材料方面的愿景为无限组合的材料与技术，而最终的目标是点击即生产。ACAM亚琛增材制造中心定义达到这个愿景的进阶过程包括5个梯度，当前的世界范围内的发展大多还处在Level 0的水平，Level 0为功能化增材制造过程，Level 1为可预测的增材制造过程，Level 2为自动化的增材制造过程，Level 3为全自动化的增材制造包括前处理与后处理，Level 4为集成化的全自动化不同制造工艺的组合。