Mechnano stellt neuen Nano vor

Das in Arizona ansässige 3D-Druck-Startup Mechnano hat in Zusammenarbeit mit Tethon3D, einem Anbieter von keramischen additiven Fertigungsmaterialien, ein neuartiges, starres Hochtemperaturmaterial für elektrostatische Entladung (ESD) entwickelt.

Das 3D-druckbare Harz wurde entwickelt, um die Herausforderung zu bewältigen, kundenspezifische nanoeinheitliche ESD-Teile herzustellen, die mehrere Zyklen eines Hochtemperatur-Wellenlötprozesses (245 °C) unter Einsatz der proprietären Kohlenstoff-Nanoröhrchen-Technologie (CNT) von Mechnano überstehen können. MechT, das hilft, statische Aufladung abzuleiten.

Bei der Herstellung verklumpen die CNTs zu Kugeln aus Millionen oder Milliarden Röhren. Beim Zusatz zu Materialien sind diese Klumpen ineffizient und können die Vorteile von Nanomaterialien nicht nutzen. Die Trennung von CNTs ist schwierig, da sie nach der Zugabe zu einem Material wieder verklumpen, also agglomerieren. Nach über einem Jahrzehnt der Forschung und Entwicklung behauptet Mechnano, dass seine proprietäre Technologie CNTs entwirrt und in diskreten Röhren isoliert. Die resultierenden CNTs sind in der Lage, bisher ungenutzte Eigenschaften zu liefern. Mechnano erreicht dies, indem er Moleküle in die Seitenwände einbringt, die die Materialeigenschaften verbessern, und Moleküle in die Rohre, die Eigenschaften hinzufügen.

Das neue Harz, C-Lite, kann mit einer breiten Palette von Photopolymerisationssystemen, darunter LCD, DLP und SLA, in 3D gedruckt werden, was eine „schnelle“ Teilefertigung mit „ultrahoher Genauigkeit“ ermöglicht. Dane Yoner, Trilogy Director of Business Development, erklärte, dass von Mechnano verbesserte Materialien wie C-Lite für Reflow-Vorrichtungen und andere Werkzeuge dem Unternehmen dabei helfen werden, seine Zykluszeiten zu verkürzen. „Unsere Kunden werden ultraschnelle Produkte erleben und wir können unseren Marktanteil erhöhen“, fügte Yoner hinzu.

Die Motivation hinter der Einführung dieses neuen Materials

Tests von C-Lite wurden für mehrere Anwendungen durchgeführt, darunter auch für einen kundenspezifischen Träger. Das Elektronikfertigungsunternehmen Trilogy-Net ließ das Bauteil durch die Standard-Reflow-Öfen und die Dampfphase laufen und stellte fest, dass es während eines einzigen Zyklus zu keinen Abweichungen bei den Abmessungen oder der Ebenheit kam. Mechnano behauptet, dass Trilogy-Net das Fehlen von Schrumpfung, Rissbildung, Erweichung oder Verformung überprüft hat, nachdem das Bauteil 50 Mal den Reflow-Ofen durchlaufen hat.

Mechnano behauptet, dass die additive Fertigung es der Elektronikindustrie ermöglichen wird, schneller auf Kundenanfragen zu reagieren, beispielsweise bei der Herstellung von ESD-Teilen zur Unterstützung des Reflow-Prozesses. Verbraucher fordern häufig kundenspezifische Träger/Paletten, um die Zusammensetzung der gedruckten Leitungen während des Reflow-Prozesses aufzubewahren. Daher betont das Unternehmen die Bedeutung der Agilität für kundenspezifische Anwendungen, die eine Reihe nicht standardmäßiger Teile für kleine Produktionsserien erfordern.

Laut Mechnano könnte die Herstellung solcher Teile mit herkömmlichen Fertigungstechniken die Produktion verlangsamen und die Kosten erhöhen, da die herkömmlichen, mit Kohlefasern beladenen Materialien in den Teilen „die heutige Elektronik nicht bewahren“.

Auswirkungen des Harz-3D-Drucks auf den Bereich der additiven Fertigung

Zuvor hat der Glas-, Elektronik-, Chemikalien- und Keramikhersteller AGC Inc. ein biokompatibles, nicht zytotoxisches Urethanacrylat-Oligomer entwickelt, das in 3D zu ultrarealistischen, patientenspezifischen Organmodellen gedruckt werden kann. AGC Inc. hat einschließlich seines neuen Oligomers ein Material mit einem niedrigen Speichermodul entwickelt, ohne dass Weichmacher erforderlich sind. Dadurch kann „U-FINE LD-301“ als Grundlage für nicht-zytotoxische Stereolithographie (SLA) oder Digital Light Processing (DLP) 3D-Druckharze dienen, die weniger anfällig für Dimensionsblutungen oder Instabilität sind. In der Praxis geht das Unternehmen davon aus, dass die medizinische Gemeinschaft sein flexibles neues Material als Methode zum 3D-Druck äußerst lebensechter, patientenspezifischer anatomischer Modelle mit breiten klinischen Trainingsanwendungen umsetzen wird.

An anderer Stelle hat der in den USA ansässige Anbieter von ultraschnellen Polymer-3D-Drucklösungen Nexa3D ein ESD-sicheres Harz für die Herstellung statisch ableitender Komponenten mithilfe der MechT-Technologie von Mechnano herausgebracht. Nach Angaben des Unternehmens basiert die Technologie von Mechnano auf mehr als einem Jahrzehnt Entwicklung und Forschung sowie über 120 erteilten und angemeldeten Patenten. Das neuartige Nexa3D xESD bietet grundlegende statische Ableitungsleistung sowie isotrope mechanische Eigenschaften, die in der Elektronikfertigungsindustrie von entscheidender Bedeutung sind. Laut Nexa3D kann das Material auch bei der Verwaltung kritischer elektrischer Teile in der Produktion eingesetzt werden.

Laut Nexa3D erfüllt xESD die Nachfrage nach schneller Fertigung und Prototypenerstellung, indem es Benutzern ermöglicht, schnell verschiedene Vorrichtungen, Greifer, Montagehilfen und Gehäuse zu entwickeln, ohne befürchten zu müssen, dass teure elektrische Teile durch ESD beschädigt werden. Entwirrte und getrennte Kohlenstoffnanoröhren können mithilfe der MechT-Technologie in einem additiven Fertigungsmaterial verteilt werden, ohne erneut zu verklumpen. Abgesehen von ESD können die hergestellten separaten Schläuche so gestaltet werden, dass sie spezifische Leistungsanforderungen erfüllen und bisher unerreichte Leistungen bieten, wie z. B. eine 50-prozentige Steigerung der Zugfestigkeit, eine 200-prozentige Steigerung der Zähigkeit und eine 850-prozentige Steigerung der Reißfestigkeit.

Wie sieht die Zukunft des 3D-Drucks in den nächsten zehn Jahren aus?

Welche technischen Herausforderungen müssen im kommenden Jahrzehnt im Bereich der additiven Fertigung bewältigt werden?

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Das abgebildete Bild zeigt das Reflow-Testteil. Bild über Mechnano.

Mit einem Hintergrund im Journalismus hat Ada ein großes Interesse an Grenztechnologien und deren Anwendung in der ganzen Welt. Ada berichtet über Aspekte des 3D-Drucks, die von der Luft- und Raumfahrt über die Automobilindustrie bis hin zu Medizin und Zahnmedizin reichen.