Nieuwe ultrasone technologie kan deeltjes en componenten contactloos manipuleren

De Ultrasound Research Group van het Litouwse bedrijf Neurotechnology maakt bekend een nieuwe ultrasone 3D-printtechnologie te hebben ontwikkeld. De technologie maakt het mogelijk nagenoeg ieder object te 3D-printen, ongeacht de gebruikte materialen of componenten.

De 3D-printer maakt gebruik van ultrasone manipulatie, waarbij ultrasone golven worden gebruikt om kleine deeltjes en componenten te ‘vangen’ en bewegen. Om dit mogelijk te maken is de printer voorzien van een groot aantal ultrasone transducers (omvormers), die de zijpanelen van de printers bekleden. Deze transducers kunnen individueel worden aangestuurd, wat het mogelijk maakt kleine componenten en zelfs deeltjes te manipuleren zonder dat deze fysiek aangeraakt hoeven worden. 

Contactloze technologie

De technologie wordt door Neurotechnology dan ook contactloos genoemd. Dit is van belang, aangezien deze contactloze werkwijze het mogelijk maakt zeer gevoelige onderdelen te manipuleren zonder het risico te nemen deze te beschadigen. Onderzoekers Osvaldas Putkis van de Ultrasound Research Group van Neurotechnologie beschrijft de reeks transducers als een ‘contactloze grijper’. 

De inzet van ultrasone manipulatie heeft verschillende voordelen ten opzichte van traditionele mechanische methoden. Zo is ultrasone manipulatie:

• inzetbaar voor het manipuleren van deeltjes en componenten met sterk variërende mechanische eigenschappen en vormen. Denk hierbij aan metalen, schuim en vloeistoffen, maar ook aan complete elektronische componenten.
• geschikt voor deeltjes en componenten van nagenoeg ieder afmeting, van enkele millimeters tot submillimeter niveau.
• in staat zeer kleine componenten te manipuleren zonder dat hierbij elektrostatische krachten worden ingezet.
• inzetbaar voor het manipuleren van zeer gevoelige onderdelen zonder schade aan te brengen. 
   

Zeer veelzijdig

“Ultrasone manipulatie kan met een zeer brede reeks materialen overweg, waaronder metalen, plastic en zelfs vloeistoffen”, aldus Putkis. “Niet alleen kan het deeltjes manipuleren, het is ook geschikt voor componenten met verschillende vormen. Andere contactloze methoden zoals methoden gebaseerd op magnetisme of elektrostatische krachten kunnen deze veelzijdigheid niet bieden.” Daarnaast is de technologie zeer nauwkeurig. Indien 40KHz ultrasone golven worden ingezet is het mogelijk een nauwkeurigheid te realiseren van enkele tiende van een micron. 

Om de werking van hun 3D-printer te demonstreren heeft de Ultrasound Research Group een prototype printer ontwikkeld. In de onderstaande video is de printer in actie te zien:

In de demonstratie is te zien hoe het prototype een reeks ultrasone transducenten inzet om de elektronische componenten juist te positioneren op een te assembleren printplaat. Om zeker te stellen dat de onderdelen nauwkeurig op de juiste positie worden geplaatst, wordt een camera ingezet die continu de exacte positie van de printplaat van de elektronische componenten in beeld brengt. Vervolgens wordt een laser ingezet om de elektronische componenten op de printplaat te solderen, zonder dat hierbij fysiek contact ontstaat.

Bron: Neurotechnology