EIPC 기술 스냅샷: Novel Laser

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"여름은 끝났습니다. 이제 다시 일을 시작합니다!" 이는 자동차 전자 기술의 발전을 주제로 EIPC 회장 Alun Morgan이 소개하고 사회를 맡은 제18회 EIPC 기술 스냅샷 웨비나(9월 14일) 초대장의 첫 줄이었습니다.

"완전히 인쇄된 스마트 부품 - 적층 제조와 센서 인쇄를 결합"이라는 제목의 첫 번째 프레젠테이션은 Fraunhofer 레이저 기술 연구소의 박막 처리 전문가인 Jonas Mertin이 발표했습니다.

그는 인쇄 전자 장치 및 내장 센서의 절연 및 전도성 코팅의 특성과 기능이 박막 처리를 통해 어떻게 향상될 수 있는지 논의하고 두 가지 접근 방식에 대해 설명했습니다. 이미 코팅된 구성 요소 표면의 레이저 기반 수정과 코팅 및 코팅을 통한 필름의 적층 생산입니다. 열 후처리.

두 번째 접근 방식을 자세히 고려하면서 그는 표면 전처리, 졸-겔 또는 나노 입자 분산액의 화학 용액 증착, 레이저 기반 건조 및 레이저 기반 기능화 등 일련의 처리 단계를 설명했습니다. 이 절차에는 배치 또는 진공 공정이 포함되지 않으며 자동화된 인라인 작업이 가능합니다. 리소스 효율적이고 유연하며 비용이 저렴합니다. 기능성 소재를 기판의 특정 영역에 적용할 수 있어 대량 제품의 개별화가 가능하며 폴리에스테르 포일과 같이 온도에 민감한 기판에서도 작업이 가능합니다.

통합된 기능을 갖춘 부품에 대한 수요는 계속해서 증가하고 있습니다. Mertin은 인쇄된 센서에 대한 여러 가지 응용 및 통합 개념을 보여주었으며 전통적인 생산 방법과 미래 지향적 기술 및 디지털 제조 방법을 결합하여 시장 관련 새로운 전략과 프로세스 혁신을 개발하는 Fraunhofer의 "Go Beyond 4.0" 등대 프로젝트를 언급했습니다. 자동차 생산과 같은 응용 분야. 그의 예에서는 재료의 적층 인쇄 및 레이저 제거를 위한 디지털 모듈이 기존 프로세스에 통합되어 압전 조기 충격 경고 센서를 자동차 도어 구조에 통합했으며, 인쇄된 레이어를 삽입하기 위한 레이저 구조화, 인쇄 및 레이저 건조를 사용했습니다. 유전체 절연층을 인쇄한 다음 절연체 위에 전기 전도층을 인쇄하고 레이저 경화합니다. 추가 예로는 내장된 스트레인 게이지와 고전력 전자 장치용 기능 레이어가 있습니다. 반제품 또는 완제품 구성요소에 기능을 직접 인쇄하는 것은 제조에 있어 쉽게 자동화된 접근 방식이며 3D 인쇄 구성요소에 다양한 기능을 추가하는 데에도 사용할 수 있습니다. 최종 제품뿐만 아니라 도구도 마찬가지입니다. Mertin의 최종 사례는 인쇄 및 레이저 소결 스트레인 게이지가 절단 팁 뒤에 내장된 3D 인쇄 밀링 커터였습니다.

전력 전자 부품의 열 관리에 대한 새로운 접근 방식은 스테인리스 스틸로 3D 프린팅된 액체 냉각식 방열판의 생산 및 응용을 설명하는 독일 IQ 진화 사업 개발 부사장인 Christopher Rocneanu에 의해 소개되었습니다. 왜 구리나 알루미늄 대신 스테인리스강을 사용하나요? 그 대답은 내식성뿐 아니라 선택적 레이저 용융을 통해 극도로 얇은 벽 구조를 형성할 수 있는 능력입니다. 도구가 필요 없는 제조 공정에는 3D-CAD 파일로 구동되는 레이저 기계를 사용하여 스테인리스강 분말을 층별로 녹이는 작업이 포함됩니다. 벽 두께가 150미크론인 복잡한 누출 없는 형상을 얻을 수 있는 반면, 구리 또는 알루미늄의 동일한 형상에는 800미크론 이상이 필요합니다.

이 공정은 신속한 프로토타이핑을 가능하게 할 뿐만 아니라 대량 생산에도 적합합니다. 금속 분말은 매우 얇은 층으로 도포되고 레이저 빔으로 녹여 레이저가 분말을 녹이는 지점에 균질한 금속 구조를 만듭니다. 분말의 나머지 부분은 변하지 않고 남아 있으며 공정이 끝나면 제거됩니다. 형상은 빔 직경, 분말의 입자 크기, 층 두께, 레이저 빔의 속도 및 출력, 연속 스캔 사이에서 선택한 피치의 함수입니다. 그 결과 스테인리스 스틸 방열판은 매우 낮은 열 저항으로 상당한 열 부하를 분산시킬 수 있습니다.