エアロゾルジェットプリンティング（AJP） - オプトメックの新技術が電子ウェアラブルデバイスの3Dプリントを支援

2021年11月6日、アンタークティックベアは、産業用3Dプリンターメーカーのオプトメックが、世界的に有名なOEM企業にエアロゾルジェットプリンティング（AJP）マシン3台を販売すると発表したことを知りました。
印刷システムの購入者は名前が公表されていないが、オプトメックの3D印刷技術を使用して新世代のウェアラブル電子機器の開発と製造を計画しているフォーチュン50企業であると理解されている。オプトメックのCEOであるデイブ・ラマヒ氏は、同社のAJP装置の競争力はユーザーに認められており、この印刷装置の導入は顧客が大量生産に移行するのに役立つと主張している。
△ AJPプリントされた伸縮性触覚センサー。写真提供：ケンブリッジ大学。
エレクトロニクス業界におけるAJPの可能性
Optomec の 3D プリンターは、LENS (指向性エネルギー堆積の一種) と AJP テクノロジーという 2 つの異なるテクノロジーを採用しており、後者はユーザーに電子インクを 3D 表面に直接堆積する機能を提供します。この技術は導電性銀の印刷に使用すると、10ミクロンほどの微細な特徴を実現できる高解像度の回路を作成するのに適しています。
AJPは、AJ FLEXやAerosol Jet HD2マシンとして販売されているほか、スタンドアロン製品としても販売されており、そのコンフォーマル印刷機能により、アンテナ、センサー、医療用電子機器、半導体パッケージング、ラップアラウンドディスプレイ相互接続などの分野で使用されており、世界中のメーカーの注目を集めています。
2018年にサムスンは電子機器の生産をスピードアップするためにオプトメックのエアロゾルジェット5Xシステムの1つを採用し、その後ノースロップグラマンはAJPに半導体相互接続を製造する新しい方法を考案するよう依頼した。実験では、この防衛企業はミリ波集積回路（MMIC）上に誘電体層と金の橋のような構造を3Dプリントし、安定した接続を実現した。
それ以来、オプトメックはAJPの機能をさらに顧客にとって魅力的なものにすべく開発を続け、今年初めには3D微細構造の精密製造のためのUV照明技術の特許を申請した。同社はまた、ノースロップ・グラマンのMMIC研究を基に、5Gアンテナの出力を実質的に2倍にする信号増幅相互接続ソリューションを開発している。
△2021年6月、オプトメックは、原位置加熱に基づく微細構造の3Dプリント方法に関する特許を申請しました。下の写真は、エアロゾルジェット技術を使用して3Dプリントされた微細構造を示しています。画像はOptomecより。
オプトメックの 200 万ドルのウェアラブル契約<br /> 健康状態を監視するフィットネストラッカーや血糖値モニター、あるいはファッショナブルなスマート衣料品など、ウェアラブル電子機器の人気が高まり、定着していることは間違いありません。実際、オプトメック社は、この業界は今後 10 年間でさらに巨大化し、2030 年までに年間製品売上高が 1,500 億ドルを超えると予測しています。
このようなウェアラブルデバイスの主な特徴の 1 つは、日常生活を送る際にユーザーの体に目立たないように「装着」できることです。これらの製品が効果的に機能するには、人体に適合できるほどの柔軟性が必要です。しかし、実際には、非常に精細なフレキシブル回路を製造することは非常に困難であり、ウェアラブルデバイスの分野に参入することも困難です。
オプトメック社の AJP 装置は非平面基板への印刷が可能なため、こうした課題に対応するのに適しており、同社は現在、ウェアラブルデバイスを自社開発するという野心を持つ「デジタル接続サプライヤー」から 200 万ドルの注文を受けています。
この主要顧客からの注文には、3 つの AJP システムのほか、関連ソフトウェアとデジタル製品の提供、および Optomec からの継続的なアプリケーション開発サポートが含まれています。オプトメック社は謎の顧客の今後の製品の正確な性質を明らかにしなかったが、ラマヒ氏は3Dプリントがその設計の中心であったことを明らかにし、この取引をAJPのもう一つの成功として称賛した。
ラマヒ氏はさらに、「これらの最近の受注は、オプトメックがリピート販売を生み出す能力を示すもうひとつの例です。当社は、まずアプリケーションラボでいくつかの斬新な開発を行い、プリントされた伸縮性回路や、顧客の製品設計に役立つ当社の主要な3Dコンフォーマルエレクトロニクス機能を実証しました」と付け加えた。
△Nano DimensionのDragonFlyLDM 3Dプリント技術の実演。写真提供：Nano Dimension。
3D プリントエレクトロニクス業界はまだ初期段階にあるかもしれませんが、Optomec のような企業はすでに初期の市場リーダーとしての地位を確立しようとしています。もう一つの大手エレクトロニクス 3D プリンターメーカーである Nano Dimension も最近、DragonFly システムで大きな進歩を遂げ、Fraunhofer IPA と連携してフリーフォーム印刷機能の向上を図ることに合意しました。
一方、nScrypt は、マイクロディスペンシング「SmartPump」ツールヘッドを使用して曲面に電子機器を 3D プリントする能力を実証しました。また、より実験的な電子機器の用途では、テキサス大学エルパソ校のチームが、複雑なデザインに導電性インクを塗布できる低コストの 12,000 ドルの AJP システムを開発しました。

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