3Dプリント技術がエレクトロニクス業界のイノベーションを加速

近年、カメラのレンズは小型化し、その機能も急増しています。この「小型化」はエレクトロニクス業界の明確なトレンドとなり、エンジニアや科学者は、ポケットの中の携帯電話から低侵襲手術で使用される手術器具まで、ますます小型の製品を設計しています。最終製品が小型化するにつれて、デバイスの内部構造や、すべてをまとめる部品も極小サイズで製造する必要があります。

OEM にとっての 3D プリントの付加価値<br /> 消費者がより小型でカスタマイズ可能な電子機器を求め、業界がイノベーションの限界を押し広げようとしているため、優れた機能と厳しい許容誤差を備えた部品の精度が求められています。最近、エレクトロニクス業界では、従来の製造方法では実現が不可能であったり、入手に非常にコストがかかったりする高精度、高解像度の微細機能を提供できることから、3D プリントの価値を活用しています。電子機器、光学、フォトニクスなどの OEM 業界では、必要なユニット量が成形などの大量生産方法を必要としないため、3D プリントはオンデマンド製造を提供でき、イノベーションを推進するための費用対効果の高いソリューションとなります。

新しい材料が使用例を拡大

特定のアプリケーションの製造に 3D プリンティングを採用する業界が増えるにつれ、3D プリンティング企業は、さまざまな最終アプリケーションの部品を印刷するための適切な材料を顧客が確実に入手できるように、認定材料を多様化しています。医療機器用の生体適合性材料、電子機器用の静電気放電（ESD）安全材料、環境に優しい材料など、新しい材料により 3D プリント部品の使用例が拡大しています。

Boston Micro Fabrication (BMF) と Mechnano は提携し、BMF の 200 シリーズおよび 300 シリーズ 3D プリンターで使用するために Mechnano 独自の Formula1μ 静電放電 (ESD) 樹脂を提供しています。これにより、お客様はマイクロ 3D プリントによる必要な精度と精密さ、および電子部品に必要な表面仕上げを実現できるようになります。静電気防止材は、製造工程中の製品の損傷を防ぐために非常に重要です。コスト効率が高いだけでなく、ワークフローと操作の効率化にも役立ちます。

同様に、3D プリント部品の新しい表面コーティングは、製品開発の柔軟性を高めることでイノベーションを促進しています。 Horizon Microtechnologies との連携により、高精度部品を環境耐性のある金属または非金属の導電性コーティングでコーティングできるようになり、多くの顧客の使用事例が広がります。 ESD 樹脂と新しいコーティングは、業界全体、特にこれまで 3D プリントによる試作から生産への移行が不可能だった電子機器の分野で、イノベーションを促進しています。

未来は3Dプリントです<br /> エレクトロニクスは積層造形の新興市場であり、新しい材料、コーティング、小型化の動きが発展するにつれて、3D プリンティングは、従来の製造方法がサポートできる範囲を超えた継続的なイノベーションを可能にする独自の立場にあります。製品設計ツールキットに 3D プリントを導入することで、エンジニア、科学者、製品設計者は、これまで以上に業界を前進させることができるようになります。

3Dプリンティングエレクトロニクス製品事例

シエンタ
オーストラリアのキャンベラに拠点を置く3Dプリンティングエレクトロニクスの新興企業であるSyentaは、マルチマテリアル3Dプリンターの生産を加速するためのシードラウンドの資金調達で370万オーストラリアドル（250万米ドル）を調達し、顧客が半導体、バッテリー、センサーなどの非常に複雑で強力な電子機器を製造できるようにしました。

Syenta では、研究者が電気を使用して材料を望ましいパターンに堆積させます。 Syentaは純粋な添加剤電気化学印刷を採用しています。原理は非常にシンプルで、コストを効果的に削減できます。たとえば、銅製品を印刷する場合は、銅塩溶液を銅に沈着させるだけです。さらに、反応は可逆的であるため、銅は再び銅塩に変換できます。各材料は無駄なく再利用およびリサイクルできます。

電気化学 3D プリントは、高級車のクロムメッキホイールカバーなどの電気メッキに似ていますが、これは電着の一種です。しかし、3D電子印刷は違います。研究者が使用する材料はもはや「クロム」である必要はなく、さまざまな材料を使用でき、非常に小さな領域に印刷したり、複雑なパターンを作成したりすることができます。

スクリプト

△ nScryptの研究部門Sciperioが3Dプリントした回路基板

2023年4月、nScryptの研究部門Sciperioは、同社のコンフォーマル3Dプリント回路構造（PCS）が大幅な性能向上を達成し、3Dプリント電子製品の開発を促進すると発表した。同社によれば、この進歩はnScryptの高精度なFactory in a Tool技術によって可能になったという。この研究は、3D プリントされた導電性トレースとビア (PCS 内の小さな開口部) を強化することで、全体的な歩留まりとパフォーマンスの調整可能性を向上させることを目的としています。研究チームは、コンフォーマル加熱素子を備えた回路を印刷することでこれらの改善を実現しました。この回路は、ウェアラブル技術、電子機器、暖房システムなど、さまざまな用途に使用できます。

3Dプリント用の新しいセルロースブレンド

2023年7月、スイスのデューベンドルフにあるEmpaのセルロースおよび木材材料研究所の研究者たちは、ヒドロキシプロピルセルロース（HPC）の実験を開始し、大きな進歩を遂げました。この素材は 3D プリント可能で、生分解性があり、色を変えることができ、導電性があります。セルロースとカーボンナノチューブを組み合わせることで、研究チームは持続可能なセンサーとディスプレイの開発の新たな機会を発見しました。研究者たちは、新しいセルロース混合物を使用して、新技術の潜在的な用途をいくつか3Dプリントしました。これらには、機械的な変形に基づいて色が変わるひずみセンサーや、シンプルな 7 セグメントディスプレイが含まれます。

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