На Всероссийском конкурсе разработок молодых ученых победил проект плоттера для печати радиоэлектроники

На Всероссийском конкурсе разработок молодых учёных, который проходил в рамках Международного форума U-NOVUS в Томске, было представлено много серьезных и интересных проектов, но наше внимание привлекло устройство плоттерного изготовления узлов радиоэлектронной аппаратуры. Компактный агрегат, разрабатываемый в стенах ТУСУР, похожий видом и принципом работы на 3D-принтер, может печатать специальными чернилами для производства гибких плат.

Жюри конкурса достойно оценило работу томских ученых — в номинации «Информационно-телекоммуникационные системы. Робототехника» победила руководитель группы разработчиков 3D-плоттера, инженер кафедры конструирования узлов и деталей радиоэлектронной аппаратуры ТУСУР Анна Здрок. По окончании форума Анна рассказала нашему порталу о своем проекте.

Целью разработки стало проектирование и изготовление опытного образца 3D-плоттера, а также отработка технологии печати узлов радиоэлектронной аппаратуры. Суть проекта заключается в том, что электронные узлы и/или элементы изготавливаются путем послойного нанесения жидких материалов или, проще говоря, печати, на какое-либо основание. Можно провести аналогию с 3D-принтером, только разница заключается в том, что 3D-принтер позволяет изготавливать конструкции, не обладающие электрофизическими параметрами, а исключительно определенной формой и массогабаритными характеристиками, что и отличает его от томской разработки.

Плоттерная печать является альтернативой струйному методу — в данной технологии осуществляется непрерывная подача чернил в процессе формирования пленки. В сравнении с точечным методом образования геометрических примитивов, который реализуется в струйных принтерах, плоттерная печать позволяет получать пленки с более однородной поверхностью.

Принцип работы устройства основан на пневматическом дозировании функционального раствора в тонкую трубку (иглу) с внутренним диаметром отверстия от 0,1 мм. В устройстве для исключения влияния человеческого фактора в процессе дозирования используется шаговый двигатель. Передача движения с шагового двигателя на поршень шприца, закрепленного на направляющих стойках, осуществляется при помощи механического узла преобразования вращательного движения в поступательное. Перемещение шприцевого дозатора системой позиционирования по заданным пространственным координатам одновременно с выдавливанием токопроводящих чернил позволяет создавать необходимый рисунок на поверхности подложки.

На данном этапе устройство плоттерной печати представляет собой макет, но в перспективе оно сможет применяться в среднесерийном и мелкосерийном производстве. Области применения достаточно разнообразны: от электронной промышленности до медицины и совмещенного применения в других различных технологиях. Уже сейчас устройство было апробировано в проектах, связанных с разработкой датчиков диагностики рака, производстве компонентов СВЧ и формировании толстопленочных структур.

Идея данного проекта зародилась при участии в раннем проекте изготовления OLED-структур методом принтерной печати. Тогда для изучения технологии использовалось устройство зарубежного производства. В ходе работ были выявлены основные недостатки применяемой системы: изменение параметров чернил в ходе печати, ограниченная область применения, дорогостоящие картриджи и многое другое. После тщательного анализа западных аналогов Анна Здрок пришла к выводу, что необходимо разрабатывать собственное устройство, тем более при курсе на импортозамещение в наукоемких отраслях.

Над проектом плоттерной печати группа студентов под руководством Анны работает уже около двух лет. Одно из последних дополнений к устройству – термостол, который позволит регулировать температуру подложки.

В дальнейших планах - коммерциализация устройства, однако для этого требуются инвестиции, поэтому молодые ученые ищут партнеров, параллельно участвуя и побеждая в конкурсах, которые организовывают различные фонды. Например, одним из примеров стал конкурс «УМНИК» - выигрыш в данном, пусть и небольшом, мероприятии позволила провести ряд дополнительных исследований.

Будем надеяться, что еще одна победа во Всероссийском конкурсе позволит группе Анны закончить работу над макетом и еще на один шаг приблизиться к намеченным планам.