Tra gli esempi di microparti realizzate con la microfabbricazione 3D di BMF, presentate da Robert Keogh a MECSPE, figurano gli involucri optoelettronici per fotonica e semiconduttori.
Dal piccolo al piccolissimo, al nanometrico. La stampa 3D è arrivata a ridurre le dimensioni aumentando le prestazioni di numerosi oggetti, anche di uso quotidiano: dagli smartphone agli stent cardiaci, dagli apparecchi acustici ai rasoi, passando per tutto il comparto della ricerca scientifica avanzata.
Lo ha spiegato a MECSPE, Robert Keogh, direttore commerciale di BMF, Boston Micro Fabrication, che sul mercato italiano consolida la sua partnership per la distribuzione con SolidManufacturing. Per un’industria ad altissima precisione.
Dopo alcuni anni a disposizione del mondo scientifico – in Italia l’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia –, il micro 3D printing technology è finalmente a disposizione dell’industria avanzata e il pubblico di MECSPE ha potuto osservare da vicino MicroArch S240 (serie 10 μm). Per presentarla è intervenuto personalmente il Keogh.
SolidManufacturing distribuisce MicroArch S240 (serie 10 μm) di BMF
“L’elettronica sta diventando sempre più piccola, più densamente integrata e sottoposta a condizioni sempre più impegnative”, spiega Keogh nel suo intervento dal palco di MECSPE: “La miniaturizzazione, il numero crescente e la maggiore densità dei componenti elettronici, insieme a velocità più elevate di trasmissione dei dati che generano più calore, sono solo alcune delle sfide che i progettisti elettronici di oggi devono affrontare”.
“Durante il processo di progettazione, gli ingegneri desiderano prototipi il più possibile vicini alla qualità del prodotto finale: ed è qui che entra in gioco la stampa 3D dei componenti elettronici”, aggiunge Keogh.
Sul mercato nazionale la multinazionale distribuisce i suoi prodotti attraverso SolidManufacturing, divisione di SolidWorld Group dedicata all’additive manufacturing industriale, che ha a catalogo MicroArch S240 (serie 10 μm) e altre tre macchine di ultraprecisione.
I campi applicativi della tecnologia BMF
Le tecnologie proposte da BMF sono altamente innovative e consentono di produrre componenti complessi e di dimensioni estremamente ridotte, con livelli di dettaglio nell’ordine di pochi millesimi di millimetro. Una possibilità che apre la strada a nuove applicazioni in settori ad alta specializzazione come elettronica, microfluidica, micromeccanica di precisione, RF & microwave e ricerca biofarmaceutica, dove la precisione è il fattore decisivo.
Un ambito applicativo particolarmente promettente è quello della micromeccanica di precisione, che richiede microstrutture meccaniche ad altissima definizione, come quelle impiegate nei dispositivi digitali o nei dispositivi di alta ingegneria.
Fino a oggi, le tecnologie additive convenzionali non consentivano di raggiungere le tolleranze necessarie per questo tipo di applicazioni. Le nuove soluzioni BMF colmano finalmente questo limite, permettendo la realizzazione di elementi nell’ordine di pochi micron con una qualità superficiale impeccabile.
Esempi applicativi della microfabbricazione 3D di BMF
Alcuni esempi di microparti realizzate con la microfabbricazione 3D di BMF presentate da Robert Keogh a MECSPE sono:
connettori elettrici e in fibra ottica, stampati con il modello microArch S240A, con specifiche significative come la dimensione di 22 x 4 x 6 mm, la risoluzione di 10 μm, la tolleranza di ± 0,025 mm;
supporti per matrici di chip e LGA-Land Grid Arrays, utilizzati in elettronica per fornire connessioni meccaniche ed elettriche. Con la miniaturizzazione dei dispositivi elettronici, anche il design delle LGA deve diventare sempre più compatto. La stampa 3D offre un metodo semplice ed economico per produrre questi componenti elettronici;
elettronica a radiofrequenza (RF) e a microonde, per applicazioni a onde millimetriche come: piccole antenne e guide d’onda complesse a pareti sottili, comunicazioni satellitari e settori automotive, radar, realtà aumentata/virtuale (AR/VR), medicale e militare;
sistemi microelettromeccanici (MEMS);
involucri optoelettronici (per fotonica e semiconduttori), per creazione di percorsi ad alta precisione e strutture di allineamento, componenti personalizzati per l’accoppiamento chip-fibra; integrazione di elementi ottici e meccanici in un unico componente;
device medici con invasività minima come gli stent. I sistemi di microfabbricazione 3D BMF stampano materiali polimerici e ceramici, includendo la possibilità di lavorare con soluzioni biocompatibili per applicazioni a uso medicale;
device per la salute e per la cura del corpo: rasoi, apparecchi acustici.
“Tradizionalmente”, riprende Keogh, “i produttori hanno utilizzato lo stampaggio a microiniezione o la microlavorazione meccanica per realizzare la maggior parte dei componenti elettronici qui elencati. Lo stampaggio e la lavorazione meccanica comportano: costi e tempi di attesa per realizzare stampi e attrezzature, con un impatto su budget e tempistiche; possibile inutilizzabilità delle attrezzature nel caso di modifiche al design”.
“Queste tecniche di microproduzione possono diventare proibitive quando si tratta di prototipazione e iterazione dei progetti: con la microfabbricazione 3D si possono ottenere risultati incredibilmente più efficienti, sia in termini di prototipazione, sia in termini di produzione”, sottolinea Keogh.
Stampanti BMF
Rivenditore esclusivo per l’Italia dei sistemi BMF è SolidManufacturing, il ramo di SolidWorld Group dedicato alla rivendita di sistemi di stampa 3D industrial grade. Sono quattro le soluzioni di stampa 3D su scala micrometrica a disposizione del mercato nazionale, tutte in grado di combinare precisione, rapidità e flessibilità produttiva.
MicroArch S230 (serie 2 μm): perfetto per applicazioni che richiedono una risoluzione ultraelevata e tolleranze ristrette. Compatibile con un’ampia gamma di materiali, MicroArch S230 è ideale per la prototipazione rapida, e per le applicazioni R&D;
MicroArch S240 (serie 10 μm): soluzione desktop ideale per produzioni industriali o di ricerca universitaria e laboratoriale, che richiede altissima risoluzione, accuratezza e precisione. Il sistema MicroArch S240 stampa materiali di qualità ingegneristica, garantendo sempre risultati di qualità eccellenti, anche su microcomponenti altamente complessi;
MicroArch S350 (serie 25 μm): può essere utilizzata non solo per la stampa di componenti in microscala ad alta risoluzione, ma anche per una gamma più ampia di componenti di piccole dimensioni che richiedono elevata accuratezza o precisione.
La stampante 3D MicroArch S350 è perfetta per ricercatori e produttori, utile sia per la prototipazione che, soprattutto, per la produzione finale con volumi compresi tra 1.000 e 30.000 pezzi. Il sistema combina un’elevata qualità dei componenti con una maggiore velocità e produttività;
MicroArch D1025: con tecnologia PuSL, stampa con una risoluzione di 10 µm o 25 µm, offrendo la stessa altissima accuratezza e precisione di tutte le stampanti 3D BMF.
Il volume massimo di stampa, che può arrivare a 10 x 10 x 7,5 cm, consente di produrre decine di componenti microstrutturati in un’unica sessione di lavoro, aprendo scenari inediti non solo per l’industria, ma anche per centri di ricerca e università.
Distribuzione in Italia dei sistemi BMF
“Mentre molti produttori cercano di stampare più in grande, noi stiamo aiutando la manifattura a dominare il ‘piccolo’, che nel settore di semiconduttori e microcomponenti è fondamentale”, spiega Daniele Rosella, Brand manager BMF per SolidManufacturing: “La nostra partnership con BMF è la risposta alla crisi globale dei semiconduttori e alla necessità di riportare la produzione in Italia”.
“Stampare microcomponenti elettronici ‘in casa’ con l’AM e con la qualità dello stampaggio a iniezione permette alle aziende italiane di non dipendere più dalle fabbriche asiatiche per la prototipazione e le piccole serie di ridurre il time-to-market dell’80%, accogliendo ordini complessi che altri competitor devono rifiutare perché tecnicamente impossibili o economicamente insostenibili”, evidenzia Rosella.
“Con i sistemi additivi di BMF stiamo portando nella manifattura italiana precisione estrema, abbattimento dei costi fissi derivanti dagli stampi e velocità di risposta al mercato”, conclude Rosella.
Distribuendo le nuove tecnologie di microfabbricazione 3D di BMF, SolidManufacturing consolida il proprio posizionamento competitivo sul territorio nazionale e conferma il proprio impegno nel rafforzare la filiera italiana della manifattura avanzata con soluzioni sempre più specifiche, adatte a soddisfare esigenze standard e complesse.
Robert Keogh, direttore commerciale di BMF, Boston Micro Fabrication.
Connettori elettrici e in fibra ottica realizzati con il sistema microArch S240 di BMF per la stampa materiali di qualità ingegneristica: assicura risultati di qualità eccellenti, anche su microcomponenti altamente complessi.
