Pencetakan 3D dan elektronik mungkin masih terlihat baru, tetapi teknologinya siap membawa perubahan besar pada industri ini.
Meskipun teknologi ini masih digunakan terutama sebagai alat pembuatan prototipe, manfaat pencetakan 3D – dari waktu ke pasar yang lebih cepat, kebebasan desain dan penyesuaian yang lebih besar – dapat dimanfaatkan oleh industri elektronik.
Bagaimana Cara Kerja Pencetakan 3D dengan Elektronik?
Pencetakan 3D elektronik biasanya melibatkan penggunaan teknologi pengaliran material. Dengan menggunakan proses ini, tinta konduktif dan insulasi disemprotkan pada permukaan pencetakan dalam garis setipis beberapa mikron. Sinar UV kemudian diterapkan untuk mengeraskan tinta.
Salah satu fitur penting dari pengaliran material adalah memfasilitasi pencetakan 3D multi-material. Untuk industri elektronik, ini berarti bahwa sirkuit fungsional dan enklosur dapat diproduksi secara bersamaan dalam satu proses pencetakan, yang secara signifikan menyederhanakan proses perakitan.
5 Manfaat Elektronik Pencetakan 3D
1. Pembuatan prototipe internal
Dalam industri yang kompetitif seperti elektronik, permintaan akan perangkat yang lebih kecil dan lebih tipis dengan fungsionalitas yang ditingkatkan tidak dapat dihindari.
Namun, mengembangkan prototipe Printed Circuit Board (PCB) - inti dari perangkat elektronik apa pun - dan bagian elektronik lainnya sering kali menantang, dan tugas ini sangat sering dialihdayakan. Ini biasanya menghasilkan waktu tunggu yang lama, dan outsourcing dalam konteks ini juga dapat digabungkan dengan masalah kekayaan intelektual. Namun, munculnya pencetakan 3D berarti bahwa pembuatan prototipe sirkuit dan papan sirkuit dapat dilakukan secara internal, memungkinkan produsen elektronik mengurangi biaya pengadaan sekaligus menghilangkan kekhawatiran tentang pelanggaran IP.
2. Waktu pemasaran yang lebih cepat
Memproduksi prototipe secara internal dapat menciptakan efisiensi selama tahap desain produk. Pencetakan 3D memungkinkan perputaran iterasi desain yang lebih cepat, mempercepat tahap validasi desain. Dengan mengembangkan produk lebih cepat, produsen elektronik memperoleh keunggulan kompetitif dan mencapai manufaktur yang lebih fleksibel.
3. Fleksibilitas desain
Pencetakan 3D membuka peluang untuk mendesain bentuk dan komponen yang kompleks. Misalnya, sirkuit multilayer sekarang dapat dicetak 3D pada permukaan yang tidak rata dan fleksibel, yang tidak mungkin dilakukan dengan teknik manufaktur tradisional. Pencetakan 3D juga memungkinkan para insinyur mendesain untuk fungsionalitas alih-alih kemampuan manufaktur, yang berarti bahwa struktur kompleks dengan elektronik tertanam, sensor yang dienkapsulasi, dan antena dapat lebih mudah diproduksi.
4. Penyesuaian
Pencetakan 3D memperluas kemampuan manufaktur elektronik yang disesuaikan. Insinyur di University of Minnesota, misalnya, sedang meneliti potensi sensor khusus 3D yang dicetak langsung pada kulit. Meskipun kustomisasi komponen elektromekanis melalui pencetakan 3D masih dalam tahap awal, elektronik konsumen yang disesuaikan sudah menjadi kenyataan. Pencetakan 3D dapat digunakan untuk membuat penutup elektronik yang dipersonalisasi, wadah stik USB, dan keyboard.
5. Rantai pasokan yang disederhanakan
Produsen yang memilih untuk membawa produksi elektronik mereka sendiri menggunakan pencetakan 3D dapat berdampak signifikan pada rantai pasokan. Manufaktur internal memiliki manfaat dari outsourcing yang disederhanakan atau bahkan dikurangi, mengurangi biaya terkait pengiriman dan pengiriman. Pencetakan elektronik 3D juga menurunkan biaya pergudangan dan distribusi berkat manufaktur sesuai permintaan dan peluang untuk membuat inventaris digital.
Sistem Apa yang Tersedia?
Sistem DragonFly Pro Dimensi Nano
Nano Dimension mengkhususkan diri dalam prototipe PCB multi-layer yang dicetak 3D pada berbagai substrat (kaku dan fleksibel). Printer DragonFly Pro System 3D-nya mengandalkan teknologi pengaliran material dan mampu mencetak PCB dengan berbagai fitur seperti interkonektor. Sistem Nano Dimension terkenal untuk pencetakan 3D multi-material, menggunakan tinta konduktif dan dielektrik eksklusif secara bersamaan untuk memproduksi sirkuit dan antena fungsional.
Teknologi Jet Aerosol Optomec
Optomec adalah perusahaan lain yang mengubah permainan untuk elektronik cetak D. Perusahaan yang berbasis di AS ini telah mengembangkan teknologi Aerosol Jet untuk pencetakan 3D elektronik berukuran mikron. Optomec menawarkan jajaran sistem Aerosol Jet yang mampu menghasilkan PCB fleksibel, antena konformal, sensor, dan perangkat yang saling berhubungan. Fitur penting dari printer Aerosol Jet 3D adalah bahwa printer tersebut kompatibel dengan bahan yang sudah tersedia secara komersial.
AMT Neotek
Neotech AMT yang berbasis di Jerman mengkhususkan diri dalam pencetakan 3D elektronik hibrida. Sistemnya, PJ 15X, menggabungkan platform gerak CNC dan kepala cetak berkemampuan 3D untuk menghasilkan konduktor, semi-konduktor, pola pemanas, resistor, dan banyak lagi. Mesin ini dirancang untuk aplikasi dalam pengembangan produk dan pembuatan prototipe cepat.
Printer PCB 3D BotFactory
Prototipe papan sirkuit berbiaya rendah sekarang dimungkinkan dengan jajaran printer 3D BotFactory. Sistem menggunakan teknologi inkjet untuk meletakkan tetesan kecil tinta konduktif dan isolasi pada berbagai substrat. Sistem desktop adalah salah satu opsi paling terjangkau untuk pencetakan 3D komponen elektronik yang ada di pasaran saat ini.
Melihat ke Depan
Prototyping masih merupakan aplikasi pencetakan 3D yang paling umum digunakan dalam industri elektronik. Namun, ke depan, pencetakan 3D bisa menjadi teknik yang layak untuk memproduksi sensor yang dapat dipakai atau tertanam untuk pemantauan kesehatan waktu nyata. Selain itu, sensor cetak 3D dapat dibangun ke dalam lensa untuk mengaktifkan aplikasi augmented reality, sementara elektronik tertanam yang dicetak 3D dapat digunakan pada objek dari smartphone hingga mobil, menambahkan fungsionalitas sekaligus membuatnya lebih ringan.
Namun sebelum kita melihat aplikasi ini mendapatkan daya tarik, ada beberapa tantangan yang perlu ditangani. Pertama, perangkat lunak desain perlu dikembangkan yang dapat menentukan bagaimana komponen elektronik dapat dicetak di dalam bagian itu sendiri. Saat ini, perangkat lunak desain seperti itu masih dalam tahap awal, meskipun hal ini diperkirakan akan berkembang selama beberapa tahun ke depan. Tantangan lainnya adalah pengembangan bahan yang cocok untuk pencetakan 3D pada skala nano, karena banyak komponen elektronik berukuran nanometer.
Namun, terlepas dari tantangan ini, elektronik pencetakan 3D memiliki semua peluang untuk mengikuti jalan yang sama seperti pengadopsi awal teknologi seperti otomotif dan dirgantara. Dengan semakin matangnya teknologi dan pemain baru memasuki pasar, kami berharap pencetakan 3D elektronik pada akhirnya dapat beralih dari hanya alat pembuatan prototipe menjadi produksi langsung dan akhir.
