Una piattaforma di produzione avanzata per i materiali stratificati 3D
I microsistemi multifunzionali sono attualmente costosi da produrre, richiedono lunghi tempi di produzione e necessitano di macchinari complicati. Nel caso di lotti piccoli, in particolare, il costo di produzione è proibitivo per molte piccole e medie imprese (PMI). Il progetto SMARTLAM (Smart production of microsystems based on laminated polymer films), finanziato dall’UE, ha combinato nuove proprietà dei materiali con tecnologie di fabbricazione 3D scalabili d’avanguardia, come la stampa a getto di aerosol. Il risultato è la prima realizzazione in assoluto di micro-zigrinatura, micro-saldatura, micro-taglio, micro-strutturazione e funzionalizzazione della superficie e micro-posizionamento, tutti associati in un’unica macchina. Il concetto di progettazione e produzione 3D integrata (3D-I) fornisce una piattaforma basata sulle conoscenze per sostenere il progettista dall’inizio alla fine. Integra tecnologie di laminazione adottate dalla prototipazione rapida con il trattamento di parti discrete che non possono essere sostituite con pellicole stampate o nanostrutturate. Incorpora anche tecnologie avanzate di superficie e modellazione implementate su micro e nano scala. SMARTLAM ha associato fasi di produzione riguardanti la funzione alle necessarie capacità della catena di trasformazione. Il quadro includeva anche una banca dati estesa sulle proprietà dei materiali, la valutazione dei costi e i parametri di produzione. Questi consentono una pianificazione della produzione altamente specifica, con la selezione di una catena di processo ottimale sin dall’inizio della progettazione. Le PMI, potenziali clienti nel campo delle applicazioni di illuminazione e bioanalitica hanno valutato due dimostratori. Il primo è un modulo di diodi a emissione luminosa flessibile, con percorsi di conducibilità strutturati. Il secondo è un chip microfluidico contenente microcanali ed elettrodi per l’analisi dei liquidi. SMARTLAM ha creato un nuovo paradigma per l’integrazione di processo nella prototipizzazione rapida di microprodotti 3D. Il progetto ha dimostrato come produrre a basso costo prodotti su misura, quali microdispositivi funzionali basati su strati di pellicole polimeriche. L’approccio proposto ha affrontato la fabbricazione di una serie di micro-componenti di piccole o medie dimensioni. Questo è in contrasto con la fabbricazione roll-to-roll che si occupa con la fabbricazione ad alte prestazioni di dispositivi stampati flessibili impiegati nell’elettronica di consumo, negli schermi piatti o nel fotovoltaico organico. L’attuazione della piattaforma e delle tecnologie di 3D-I SMARTLAM potrebbero produrre importanti vantaggi, tra cui uno sviluppo più veloce e una produzione su scala industriale del prodotto sia per piccole serie che per parti prodotte in massa, il 100 % di ispezione e tolleranza per i lotti medio-piccoli e importanti risparmi energetici. Nel suo insieme, la piattaforma potrebbe facilitare l’innovazione, aprire nuovi mercati e contribuire allo sviluppo di nuovi modelli di business.
Parole chiave
Produzione intelligente, microsistemi, piattaforma di produzione, SMARTLAM, produzione 3D
