وقتی به تولید افزودنی فکر می کنید، تولید ویجت ها، فرم ها و معمولاً چیزی مکانیکی به ذهنتان خطور می کند. اما تولید افزودنی ممکن است به خوبی در طراحی و ساخت قطعات الکترونیکی، قطعات، بردهای مدار چاپی (PCB) و سایر مدارات الکترونیکی پیچیده استفاده شود.
ماشین های تولید افزودنی می توانند جوهرهای هادی، مقاومت، دی الکتریک و نیمه هادی تولید کنند که می توانند برای ایجاد اجزای فعال و بی اثر پردازش شوند. محافظ، آنتن ها و حسگرها تنها برخی از انواع قطعات الکترونیکی هستند که می توان ایجاد کرد.
دستگاه‌های الکترونیکی (AME) یک ابزار نوظهور پرینت سه بعدی است که دقت زیادی در اجرای طرح‌های پیچیده در ایجاد طرح‌های الکترونیکی ارائه می‌دهد. چنین طرح هایی شامل تولید افزودنی با یکپارچه سازی اجزای الکترونیکی مانند سیم پیچ ها، خازن ها، مدارهای مجتمع و بردهای مدار چاپی می شود.
AME از تکامل و پیشرفت جوهرهای دی الکتریک – یا جوهرهایی که ممکن است به عنوان رسانه های رسانا برای مدار استفاده شوند، سود برده است. جوهرها ممکن است برای “چاپ” مداری لایه بندی شوند و در ترکیب با سایر قطعات الکترونیکی استفاده شوند.
قطب بلند در چادر در دسترس بودن چاپ با موادی است که هرگز تصور نمی شد امکان پذیر باشد. چنین موجودی شامل نقره است که برای مدارهای الکترونیکی ایده آل است. از آنجایی که این فرآیند افزودنی است، برای مدارهای چاپی ایده‌آل است، زیرا به اقدامات کمتری مانند سوراخکاری نیاز دارد، زیرا لایه‌بندی پیچیده اجازه طراحی‌های پیچیده و پیچیده را می‌دهد.
مدار چاپی مدتی است که با استفاده از فرآیند لیتوگرافی “چاپ” شده است. همچنین در مسیر لایه‌بندی مواد با ضخامت‌های مختلف برای ایجاد مدارهای مجتمع کوچک قرار گرفته است. اکنون، با وجود فرآیندهای افزودنی، مجموعه‌ای از امکانات امکان چاپ بردها و مدارهایی را فراهم می‌کند که نه تنها تولید آسان‌تر، بلکه پیچیده‌تر و عملکرد بهتری نیز دارند.
ظهور خودکفایی
استفاده از تولید افزودنی برای الکترونیک در حال تبدیل شدن به یک راه حل مناسب برای یک مشکل قریب الوقوع است: اتکا به زنجیره تامین که عمدتاً در خارج از ساحل است و تمرکز زیادی در آسیا دارد. با این همه گیری، تولید در آسیا کند شد، زنجیره تامین کالاهای وارداتی کند شد و تولیدکنندگان با مشکل مواجه شدند و قادر به افزایش عرضه برای پاسخگویی به تقاضای سفارشات نبودند.
AME جایگزینی برای تراشه‌ها، بردها و قطعاتی ارائه می‌دهد که در غیر این صورت از کشورهایی می‌آیند که در آنها عرضه با مشکل مواجه شده است. اگرچه فرآیند ساخت AME می‌تواند پیچیده باشد، اما تولیدکنندگان بیشتری می‌توانند با حداقل تجهیزات و موجودی، بدون حمل و نقل و هزینه، و مهم‌تر از همه، در برنامه‌هایی که تقاضا را برآورده می‌کنند، خود را بسازند.
با این حال، فناوری AME در مراحل اولیه پذیرش است. زمان می برد تا سازندگان روش های ساخت خود را اصلاح کنند و به استانداردهای کیفی مورد نیاز دست یابند. کمی به تولید کنندگان تراشه های سنتی، PCB و سایر قطعات الکترونیکی نزدیک می شویم. با این حال، همانطور که آنها انجام می دهند، می تواند یک تغییر دهنده بازی و دفاع عالی در برابر فشار زنجیره تامین از منابع خارجی و تغییر کامل به سمت خودکفایی باشد.
طراحی مدار برای AME
مانند طراحی های مکانیکی و سازه ای، مهندسان و طراحان الکترونیکی باید نرم افزار طراحی را پیدا کرده و آن ها را تغییر دهند تا بتوانند برای AME طراحی کنند. مجوزهای طراحی سنتی برای SolidWorks Dassault و همچنین محصول نرم افزار شبیه سازی مانند زبان MATLAB Mathworks و محیط محاسباتی SIMULINK ممکن است اتخاذ شود. با این حال، طراحی سازگار برای AME با استفاده از چنین نرم افزاری زمان می برد.
ما می‌توانیم انتظار داشته باشیم که ظرف دو سال آینده، AME نه تنها توسط کسانی که تراشه‌ها و بردهای مدار چاپی را برون‌سپاری کرده‌اند، بلکه همچنین کسانی که چنین محصولاتی را در آمریکای شمالی طراحی و ساخته‌اند، به‌طور گسترده‌تری مورد استفاده و استفاده قرار گیرد.
رشد و بهبود
با تحقق این فناوری، شرکت هایی به عنوان رهبران در حال ظهور هستند که این جایگاه را به عنوان بخش کلیدی طرح رشد آن به حساب می آورند. Nano Dimension Ltd.، پیشرو در AME، اخیراً با خرید شرکت DeepCube، مجموعه توانایی های AME خود را گسترش داده است. در مجموع، این شرکت جدید یک نیروگاه برای آنچه آنها می‌گویند «پلت‌فرم‌ها و خدمات الکترونیکی مبتنی بر AI-Additively Manufactured Electronics (AME)/PE (3D-Printed Electronics)» خواهد بود.
DeepCube پلت فرم آموزشی و موتور استنتاج بلادرنگ خود را به جدول طراحی می آورد. این دستگاه در چاپگرهای سه بعدی Nano Dimension AME ادغام خواهد شد. آنها امیدوارند که این “گره های هوشمند” را به “شبکه های ساخت هوشمند” (SFN) تبدیل کنند. این نشان دهنده پیشرفت کامل فناوری با همتای یادگیری ماشین/یادگیری عمیق، چشم انداز Industry 4.0 است، جایی که، با توجه به ابعاد نانو، ” ماشین‌ها با هم همکاری می‌کنند، یاد می‌گیرند، بهینه‌سازی می‌کنند و الکترونیک چاپی را تحویل می‌دهند – اکنون قابل دستیابی است.”
در کل، دلایل زیادی برای هیجان زده شدن از طلوع AME و بهبود و پیشرفت مستمر آن وجود دارد. در بزرگترین پتانسیل خود، می تواند کل زنجیره تامین ساخت قطعات الکترونیکی پیچیده و در دسترس بودن را تغییر دهد. برای مهندسان و متخصصان پرینت سه بعدی و همه در این بخش: این فضا را تماشا کنید.
