Hunter

Működő papír-számítógép tintasugaras nyomtatóval

Steve Hodges, a Microsoft Research munkatársa a Tokiói Egyetem kutatócsoportjával kidolgozott egy módszert, amivel az elektromos áramköri lapok finom, ezüstös vonalait papírra nyomtathatja.

Ehhez akár egy hagyományos tintasugaras nyomtató is elegendő, csupán a festékpatront kell ezüst nanorészecskéket tartalmazó tintával feltölteni. A japán csapatot vezető Yoshihiro Kawahara szerint ötletük tökéletes a hobbielektronika rajongói számára, akiknek áramköreik működésének kipróbálásához csupán ki kell azokat nyomtatniuk egy darab papírra, a működésképtelen darabokat pedig egyszerűen eldobhatják. Kawahara és Hodges szerint ötletük egy űrt tölt be a 3D nyomtatásban, amivel eddig csak a különböző szerkezetek borítását lehetett előállítani, a működésükhöz szükséges áramköröket azonban nem. A 3D nyomtatás elektromosság vezetésére alkalmas elemei mindeddig nem érték el azt a szintet, hogy a gyakorlatban is alkalmazhatók legyenek.

"Egy nyomtatott áramköri lap megtervezése egyáltalán nem nevezhető triviálisnak. Annyian beszélnek arról, hogy 3D-ben kinyomtatnak egy iPhone-t, miközben a valóságban csak néhány alkatrészt tudnánk ezzel a módszerrel előállítani" - taglalta Mark Johnson, a londoni Bare Conductive alapítója, ami vezetőképes tintákat készít a hobbistáknak. Johnson úgy véli, egyszerűbb módszerekre van szükség az áramkörök előállításához, ami lendületet adna az újabb és újabb alkalmazások megjelenésének.

A Kawahara csapata által alkalmazott tinta a Mitsubishi Chemical nemrég kifejlesztett ezüstszuszpenziója. Kawahara ezt egy 80 dolláros tintasugaras nyomtatóval és egy fotópapírral próbálta ki, az eredmény pedig még őt magát is meglepte. A tintának nincs szüksége hőre, hogy kiengedje ezüsttartalmát, és a részecskeméret, a viszkozitás, valamint a felületi feszültség pont megfelelő volt a lapos ezüst vezetők papírra történő ülepítéséhez. Ahhoz hogy működő áramkörökké változtassák, a csapat forrasztás helyett - ami kiégette volna a papírt - vezető ragasztót használt a különböző alkatrészek, az ellenállások és kondenzátorok rögzítéséhez.

A kutatók egy nedvesség érzékelőt nyomtattak ki, amit növényeknél alkalmazhatnak. A szenzor az egyik áramkörével a csapadékot, a másikkal a talaj nedvességét érzékeli, észleléseit egy nyomtatott Wi-Fi antennával közvetítve. Hodges elkészített egy papír-áramkört, ami egy 3D nyomtatással készült zseblámpa kapcsolóját, LED-jét és akkuját köti össze, de vannak ezeknél bonyolultabb tintasugárral nyomtatott áramköreik is, mikroprocesszorokkal és memória csatlakozásokkal. Alapvetően a megoldás alkalmazható papíralapú számítógépek megalkotásához, melyek akkor is működnének, ha kisebb darabokra tépnék azokat. Jürgen Steimle, az MIT kutatója jelenleg is hasonló képességekkel rendelkező "redundáns" áramkörök kifejlesztésén dolgozik. Kawahara szerint 20 éven belül tényleg megvalósulhat az a vízió, mely szerint a "nyomtatás" gomb lenyomásával elkészíthetünk magunknak egy mobiltelefont.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • kvp #4
    Szerintem rapid prototyping-hoz pont jo. Ha az ember tud olyan nyomtatot szerezni ami kepes muanyaglapra (pl. cd-re) is nyomtatni, akkor akar kisszerias gyartashoz is jo, csak muanyagfoliat kell hasznalni hozza. Ugyanezt hasznaljak a japanok mar 20 eve, csak ok offszet nyomdagepeket hasznalnak. Sok laptopban es telefonban van ilyen komponens, jellemzoen kabelek es max. 2 oldalas aramkori panelek, pl. kijelzokhoz es billentyuzetekhez.

    Elonyei:
    -a hazi maratasos eljarashoz kepest: nincs vegyszer, sokkal gyorsabb
    -a raszternyakhoz kepest: nem raszteres smd-hez is jo, nem kell kezzel route-olni a vezetekeket
    -a hazilag cnc-zett nyakhoz kepest: sokkal olcsobb es pormentes
    -a legyartatomhoz kepest: kis darabszamnal sokkal olcsobb es gyorsabb
    -tovabba az ezust miatt vedo lakkreteg nelkul sem oxidalodik szet par ev alatt az egesz

    Hatranyai:
    -max. 2 oldalas nyak keszitheto ilyen modon
    -nehezebb via-kat rakni ra es nehezebb forrasztani ra (erre az aramvezeto ragasztast javasoljak, nem olcso)
    -papir hatlapnal a muanyaghoz kepest gyengebb mechanikus stabilitas
    -dragabb az ezust festek mint rezbol maratni

    Tehat mint mondtam megfelelo minosegu, papir helyett muanyag hatlappal ez egyenerteku minosegu a gyari flexibilis pcb megoldasokkal. Egyebkent a legtobb mai mobiltelefon alaplap egy soc es par kisegito aramkor meg csatlakozo es kesz is. Ma mar senki nem hasznal diszkret tranzisztorokbol epitett cpu-kat.
  • qrd0xQSt2rdvnu #3
    A címhez nincs sok köze a cikknek.
    Gyakorlati haszna majdnem nulla. Illetve kb. annyi, hogy így a hozzá nem értő hobbisták vagy akik nem akarják bepiszkítani a kezüket, egyszerűen összeragasztanak maguknak valami vackot. Hogy ebből számítógép max olyan szinten lesz, hogy egy egylapkás SoC-ra akkut és néhány csatlakozót kötnek, az is tuti biztos.
    Aki viszont képes a kezébe venni egy forrasztópákát és használni is tudja, az sokkal olcsóbban jobbat alkot. Nem kell áramköri lapkát tervezni, vannak forrszemes panelek is. De ha mégis kell, akkor arra is vannak nyomtatós eljárások vagy összevárja az ember, amíg elég sok kis cucc kell és elmegy legyártatni a NYÁK-ot.
  • asgh #2
    Másik hátránya a papíros megoldásnak, hogy a ragasztás nem nagyon viseli el az alkatrészek által keltett hőt.
  • kvp #1
    Nem meglepo, hogy a japanok alltak elo ezzel is, mivel mar a 90-es evek elejen is muanyag foliara nyomtattak sok laptop kabelet, kisebb aramkoreit. A mai atlagos mobiltelefonokban is rengeteg ilyen nyomtatott aramkor van. Az ujitas itt a papir hasznalata a muanyag folia helyett. Viszont aki mar rajzolt aramkort ezust pcb javito filccel, az tudja, hogy mukodik es plotterrel eddig is sokan keszitettek ilyeneket. Annyi tortent, hogy tintasugaras nyomtatoban, muanyag helyett papir alaplappal is kiprobaltak es mukodik. Az eljaras egyetlen hatranya az ar, ugyanis valodi ezust az alapja, ami sokkal dragabba teszi mint mondjuk egy maratott rez alapu aramkort. Viszont az ezust hatalmas elonye, hogy az oxidja is vezeti az aramot, tehat a papir miatt sem tud rozsdasodas beindulni, tovabba viszonylag konnyen forraszthato a feluletre barmilyen alkatresz.

    ps: Hazi barkacsnal en a muanyag hatlapot javaslom, mivel abba nem szivodhat be a tinta, ezert sokkal megbizhatobb aramkoroket lehet rajzolni a filccel. Az eljaras masik elonye, hogy nem csak sik feluleteken mukodik, tehat mondjuk egy modell feluleten lehet aramvezeto csikokat letrehozni, majd erre felforrasztani led-eket, vegul az osszes aramkort lefestve egy lathato kabelezes nelkuli modellt kapunk. Az egyetlen jelentosebb technologiai korlat a vezetek relative nagy ellenallasa a hagyomanyos rez nyomtatott aramkorokhoz viszonyitva.