Tiskárny mohou dělat skutečné zázraky

Speciální tiskárny zvládnou vytisknout nejen elektronické součástky, ale i pohyblivé mechanismy. Využití tiskových...


Speciální tiskárny zvládnou vytisknout nejen elektronické součástky, ale i
pohyblivé mechanismy.
Využití tiskových technologií pro tvorbu elektronických obvodů má podle
odborníků množství výhod. Lze tak například levněji vyrábět prototypy i malé
série produktů, případně součástky, které by jinak byly nedostupné. A vše
nasvědčuje tomu, že by tato technologie nemusela skončit jen u tisku obvodů.
Představte si třeba, jak si takhle jednoho slunného, svátečního letního dne
projíždíte nějakým cizím městem, když vaše auto najednou přestane fungovat.
Zastavíte tedy na okraji silnice a zjistíte, že odešla elektronická součástka v
alternátoru. Naštěstí je ve městě nonstop servis, kdy si můžete nový obvod
okamžitě "vytisknout" pomocí speciální tiskárny, která na substrát nanáší
vrstvy polymerů podobných inkoustu jejich prostřednictvím vznikají elektronické
spoje a tranzistory umístěné na těch správných místech.
Mechanik součástku nainstaluje, a vy můžete pokračovat v cestě s opraveným
alternátorem. Vypadá to jako divoký sen? Ale není.

Jde to již dnes
V současnosti vědci na univerzitách a vývojoví pracovníci ve firmách pracují na
takových technologiích, s jejichž využitím mohou specializované komerční
inkoustové tiskárny vytvářet trojrozměrné součástky pomocí nanášení
jednotlivých vrstev tekutých plastických hmot.
Dosud vědci dokázali vytvořit s pomocí trojrozměrných tiskových technik
miniaturní tranzistory, existují však i specializovaná odvětví průmyslu,
jejichž výzkumníci jsou schopni tisk-nout prototypy dalších součástek. Přestože
však v laboratořích lze již dnes vytvářet odděleně tranzistory a prototypové
díly, neexistuje dosud technologie tiskáren, které by byly schopny stavět
elektrické obvody integrované do kompletních, fungujících dílů.
"Takový technologický skok by se mohl odehrát za pět či více let," říká John
Fitch, strojní inženýr z Palo Alto Research Center v Kalifornii. "Jde ale o
vizi, kterou někteří zkoušejí naplnit již dnes," tvrdí. Jednou by mohla mít
technologie umožňující zařízením tisknout trojrozměrné součástky s definovanými
elektrickými funkcemi nespočetná využití mohla by nahradit drahé křemíkové
komponenty díly vyrobenými z levného plastu nebo umožnit levně vyrábět
personalizovaná zařízení.
Technologické výzvy jsou však dosud velké, a to včetně potenciální potřeby
mnoha různých druhů materiálu, které je třeba tisknout od plastu přes ocel,
hliník až například po uhlíkový filtr. "To znamená, že každý by musel mít
tiskárnu se spoustou různých zásobníků nebo mnoho různých tiskáren," upřesňuje
Fitch. "Použité chemické postupy by byly velmi složité."
Spíše než aby se staly spotřebním zbožím, by takové tiskárny mohly odstartovat
nové odvětví kopíroven nebo jiného druhu firem, kam by mohli uživatelé odeslat
objednávku dílů e-mailem a zboží si pak osobně vyzvednout nebo si ho nechat
poslat.

Chytrý papír a visačky
Anglická firma Plastic Logic, která dnes vytváří pomocí inkoustových tiskáren
plastické tranzistory pro výrobu plochých displejů s aktivní maticí, předvídá
pro tuto technologii celou řadu nových trhů.
"Bezpochyby vidíme velké tržní příležitosti i jinde, než je jen výroba
prototypů," říká mluvčí firmy Cranch Lamble. "Plánujeme pracovat na dvou
frontách," říká. Jednou z nich jsou video displeje z takzvaného elektronického
papíru tenké, pružné zobrazovací jednotky; a druhou jsou flexibilní plastové
chytré visačky, které by bylo možno využít na spotřebitelských produktech.
Obsahovaly by elektronické obvody, které by například mohly informovat
zákazníka, že potraviny v ledničce jsou již prošlé, nebo by mohly obsahovat
budík na jedno použití v barvě na vlasy, který by upozornil, že je čas barvu
smýt.
"Vlastní vytvoření náhradních dílů podle potřeby bude trvat mnohem déle,"
upozorňuje Lamble. "Vidím to jako opravdu dlouhodobou vizi, kam může tato
technologie dojít. Rozhodně ale chceme umožnit ostatním přemýšlet o tom, čeho
lze s využitím těchto zařízení dosáhnout."

O krok dál
Také výzkumníci University of California v Berkeley pracují na technologii
tisknutelných součástek. Vyrábějí s pomocí inkoustových tiskáren flexibilní,
jednodílná trojrozměrná zařízení, kde jsou díly tvořeny po jednotlivých
vrstvách.
Tato experimentální zařízení, z nichž některá vypadají jako miniaturní řetězy,
lze natahovat nebo stlačovat, což umožňuje dosáhnout jejich pohybu a není třeba
je komplikovaně montovat k sobě. "Takzvaná flexonika neboli technika založená
na mechanice flexibilních tištěných součástí, umožňuje produkovat struktury
(označované názvem flexonic), k nimž bude jednou možno přidat ozubená kola,
hřídele a jiné mechanické součásti, stejně jako kapacitory pro skladování
elektřiny," říká Jeremy Risner, postgraduální student bioinženýrství, který na
projektu spolupracuje s Johnem Cannym, profesorem elektroinženýrství a
počítačových věd.
"Určitě si umíme představit, že vytiskneme celé hnací ústrojí, pokud k tomu
dostaneme potřebnou podporu," říká Risner. "Chceme tisknout skutečná funkční
zařízení," dodává.
Tisk pohyblivých dílů by byl pochopitelně složitější než tisk statických
součástek. "Myšlenka postavení tiskáren, které budou schopny chrlit díly z
různých materiálů, je klíčovým krokem k úspěchu," konstatuje Risner. "Deset
různých materiálů, i když se jedná jen o deset různých plastů, je opravdu
lákavou myšlenkou. Myslím, že je to ještě daleko, ale jistě by to bylo
proveditelné."

Nový průmysl
"Nakonec by se mohly objevit specializované spotřební výrobky vytvářené pomocí
technologie inkoustových tiskáren," tvrdí Fitch. "Mým dětem by se moc líbila
Lego tiskárna pro vytváření upravených kostek stavebnice upotřebitelných pro
vlastní projekty. Mohly by mít i elektrické funkce, s jejichž pomocí by mohly
kostky fungovat jako roboti," říká. "Mohou existovat trhy, kde je poptávka po
personalizovaných řešeních podobného typu natolik velká, že by podobná řešení
mohla mít komerční úspěch," uzavírá.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.