Roadtrip nach Voltera

Vor einigen Jahren hat unser eigener, unnachahmlicher Max einen Blog „Wollen Sie einen Voltera Desktop PCB Printer?“ veröffentlicht. das beschrieb einen PCB-Drucker, der in Kanada entwickelt und über Kickstarter finanziert wurde. Das Produkt selbst war interessant genug, aber dass es hier in Kanada hergestellt wurde, hat mich wirklich fasziniert. Ich habe mich auf die Mailingliste gesetzt, und als sie vor kurzem eine Postkarte mit der Werbung für das fertige Produkt verschickt haben, habe ich sie meinem Chef gezeigt und er hat beschlossen, dass wir eine Demo bekommen. Ich kontaktierte sie und anstatt dass sie zu uns kamen, wurden wir eingeladen, nach Voltera zu gehen. Sie sind nur eine Stunde entfernt und so lockte ein Roadtrip.

In letzter Zeit habe ich viele Diskussionen über einen signifikanten Anstieg der technischen Innovation in Kanada bemerkt. Irgendwie denke ich, dass dies der unerwartete Vorteil von Blackberrys Unwohlsein sein könnte. Da es die Jobs bei Blackberry einfach nicht gab, hat es viele Ingenieure dazu inspiriert, eigene Entwicklungen zu starten. Sie haben diese Silberstreif-Theorie hier zuerst gehört! Wie auch immer, Blackberry hat seinen Sitz in einer Stadt namens Waterloo in Ontario. Waterloo ist in der Tat Teil einer größeren Metropolregion bestehend aus 3 Städten:Kitchener, Waterloo und Cambridge. Interessant ist, dass Kitchener, gegründet von deutschen Einwanderern, ursprünglich Berlin hieß. 1916 benannten die Behörden es aus offensichtlichen Gründen in den britischen Kriegsminister um, dessen Bild wir alle kennen. Dies ist eine sehr langatmige Art, Ihnen mitzuteilen, dass Voltera in Kitchener ist.

Lord Kitchener in bekannter Pose. (Quelle:Wikipedia)

Die University of Waterloo ist eine angesehene Institution in der Ingenieur- und Wissenschaftswelt und hat eines der wenigen kooperativen Ingenieurprogramme in Kanada. Zweifellos ist es eine der Quellen dieser aufstrebenden Innovatoren. Um diese Entwicklung voranzutreiben, hat die Universität mit der „Velocity Garage“ den „größten kostenlosen Startup-Inkubator der Welt“ geschaffen. Voltera ist Teil des Unterfangens und befindet sich in diesem Gebäude.

Der Raum ist eher wie ein großes Lagerhaus, das in eine Einrichtung des Studentenwerks umgewandelt wurde – gemeinschaftliche Besprechungsräume und Kücheneinrichtungen und jedes Startup in einem Bereich mit minimaler Aufteilung. Voltera hat auch eine Werkstatt direkt neben dem Arbeitsbereich, natürlich mit Türen, die geschlossen und verriegelt werden können. Ich begann, den Grund für das neue Paradigma der Arbeitsteilung zu verstehen, über das ich in „Wie gut können Sie mit anderen zusammenarbeiten?“ geschrieben hatte. Lustigerweise gehört auch das Upverter-Paket, das ich in den Blog aufgenommen habe, zur kanadischen Innovationswelle. Als ich all diese scharfen Gesichter betrachtete, die sich auf Bildschirme und Diagramme konzentrierten, wunderte ich mich und verwarf dann die Idee, dass ich in dieser Umgebung arbeiten möchte, aber dann hatte ich das Glück, überhaupt das Gebäude betreten zu dürfen. Immerhin ist die Tinte auf meiner Geburtsurkunde trocken!

Aber ihr alle hättet gerne Antworten auf einige der Fragen, die Max (und andere in den Kommentaren) im Jahr 2014 gestellt hat, also lasst uns sehen, ob ich es geschafft habe, die Präsentation richtig aufzunehmen. Auf der Website von Voltera gibt es mehrere Videos und Bilder. Wenn Sie es also in Aktion sehen möchten, besuchen Sie es. Es gibt auch mehrere Videos auf YouTube.

Die gesamte Montage und auch Aspekte der Operation erinnerten mich wenig überraschend an einen alten X-Y-Plotter. Der Mechanismus besteht aus einem X-Y-gesteuerten Schlitten mit Z-Maß, da der Schlitten auch eine einstellbare Höhe hat. Das Bett des Gerätes ist thermisch geregelt. Mir scheint, dass der Mechanismus und das beheizte Bett sich gegenseitig ausschließen.

Abbildung 2:Der V-One. Das Heizkissen ist flach, der schwarze horizontale rechteckige Bereich und der Schlitten mit einer installierten leitfähigen Tintenpatrone ist oben rechts sichtbar. (Quelle:Voltera)

Der Schlitten kann verschiedene Köpfe tragen und dieser Ansatz trägt zur Vielseitigkeit der Vorrichtung bei. Es gibt eine Sonde, den Spurenabscheidungs-"Kopf" (bestehend aus einer Patrone mit leitfähiger Tinte und einer Düse), einen Lötpasten-Beschichtungs-"Kopf" (bestehend aus einer Lötpasten-Kartusche und einer Düse) und ein paar mehr, die ich bekommen werde zu, wie wir fortfahren. Der V-One richtet sich an das obere Ende des Hobbymarktes und an das untere Ende des professionellen Marktes - daher wurden einige Kompromisse eingegangen, um die Kosten einzudämmen. Im Rahmen dieser Wirtschaftlichkeit gibt es einige manuelle Vorgänge und das Auswechseln dieser Köpfe ist eine davon - überraschend angesichts der Genauigkeit bei der Platzierung, die sie erreichen.

Bevor Sie beginnen, müssen Sie natürlich Ihr PCB-Design im Gerber-Format haben.

Nach dem Einspannen des Platinenrohlings auf das Bett wird im ersten Schritt die Sonde in den Schlitten eingeführt und das System durchläuft die X-Y-Kalibrierung. Für die Spurenabscheidung muss die Düse innerhalb sehr enger Toleranzen über der Leiterplatte gehalten werden, und so wird die Sonde dann verwendet, um die Wellen der Leiterplatte zu erfassen und mehr als ein paar Punkte abzubilden, um die Landschaft aufzuzeichnen. Auf einer leeren Platine ist die genaue Position wahrscheinlich nicht so wichtig, aber bei bestimmten Platinen (Geduld, wir werden hinkommen) müssen Passermarken vorhanden sein, und so wird die Sonde mit zweien nach Augenmaß ausgerichtet.

Beim Ink-Jet-Spray wird die Tinte zerstäubt und mit Hochspannung beschleunigt. Auf 3D-Druckern wird das Filament normalerweise erhitzt, bis es fließt. Mir scheint, dass die leitfähige Tinte unter Druck aus der Düse extrudiert wird, der durch den Mechanismus erzeugt wird, der ein Zahnrad an der Oberseite der Patrone dreht. Die Abscheidung der Spuren ist recht schnell und dauert bei einer relativ komplexen Seite mehrere Minuten. Es gibt eine Durchflussmengenanpassung, die Sie vermutlich lernen müssen, um auf Ihre Bedürfnisse abzustimmen. An dieser Stelle sind die Spuren nass. Sie können einfach abgewischt werden – Sie müssen also aufpassen, dass Sie sie nicht mit dem Finger berühren. Sie müssen ausgehärtet werden und das ist der Hauptgrund für das kontrollierte Heizkissen. Anscheinend wird die Aushärtung verbessert, wenn die nassen Spuren nach unten in Richtung der Heizung zeigen, so dass das Board umgedreht und auf Schienen montiert wird. Es sagt viel über die viskosen Eigenschaften der Tinte aus, dass sie sich so handhaben lässt und nicht verformt wird. Das Aushärten dauert etwa 30 Minuten.