PCB stampato in 3D verso lo spazio

"L'ESA ha avuto l'opportunità di contribuire al carico utile di Woodsat e abbiamo chiesto a Zortrax di produrre una delle parti funzionali del carico utile che abbiamo progettato utilizzando PEEK", ha affermato l'ingegnere ESA Ugo Lafont. "Avevamo limiti di tempo molto stretti e l'uso del doppio processo di stampa 3D si è dimostrato una risorsa per preparare e qualificare il dimostratore in tempo".

Zortrax ha sperimentato la stampa PCB che sono anche strutturali utilizzando due forme del polimero PEEK di grado tecnico: uno conduttivo e l'altro isolante. Il PEEK è un materiale difficile da stampare, che richiede estrusione ad alta temperatura in un'atmosfera ad alta temperatura. L'azienda sta stampando i due PEEK separatamente dai due ugelli disponibili sulla sua stampante Endureal.

Inizialmente, la conduttività nel piano era buona, ma la conduttività nel piano era scarsa. Lo sviluppo dettagliato ha migliorato la situazione, a 0.8S/m a 30V – 8 volte il valore iniziale – con una maggiore forza fisica.

“I circuiti stampati in 3D utilizzati per i test a terra quasi un anno fa erano relativamente grandi e la loro geometria era semplice”, ha affermato Jacek Krywko, capo della stampa avanzata di Zortrax. “In appena un anno, abbiamo sviluppato la capacità di stampare a circuito che era molte volte più piccolo e doveva includere fori per viti, instradamento per cavi, insieme a percorsi conduttivi polimerici, assicurandosi che sopravvivesse alla fase di lancio e alle condizioni dell'ambiente spaziale. Tutto questo in un dispositivo delle dimensioni di un francobollo”. (Foto a sinistra, senza coperchio).

Zortax ha sottolineato a Electronics Weekly che non si tratta di un intero PCB, ma solo di un dimostratore della combinazione conduttiva e isolante la tecnologia, che verrà montato su un normale PCB più grande per il volo (destra). Questa ulteriore integrazione sta avvenendo presso la struttura ESTEC dell'ESA nei Paesi Bassi.

Wisa Woodsat è di per sé un CubeSat interessante, con diverse parti in legno di betulla ricoperte da un rivestimento destinato a proteggerlo dallo spazio. È prodotto dal gigante finlandese dei prodotti in legno UPM – Wisa è uno dei suoi marchi.

“I circuiti elettrici basati su polimeri PEEK stampati in 3D per i test di volo si adattano perfettamente al tema generale di questa missione per la prima volta nella storia”, ha affermato Mariusz Babula, CEO di Zortrax. "Riteniamo che i materiali innovativi e la produzione additiva renderanno lo spazio più accessibile e più facile da raggiungere per le aziende e gli scienziati di tutto il mondo".