Исследование Voltera: путешествие в канадскую инновацию печати печатных плат

Года назад наш коллега Макс опубликовал убедительный блог под названием Want a Voltera Desktop PCB Printer?, детализирующий передовой принтер печатных плат, разрабатываемый в Канаде и финансируемый через Kickstarter. Концепция была интригующей, но тот факт, что это было канадским начинанием, пробудил мое любопытство. После подписки на рассылку, открытка, объявляющая готовый продукт, прибыла, и я поделился ею с моим руководителем. Он немедленно запросил демонстрацию. Когда мы спросили, Voltera пригласила нас посетить их объект в Киченере — в часе езды.

В недавние месяцы Канада увидела заметный рост технологических инноваций. Многие атрибутируют этот скачок волновому эффекту упадка BlackBerry, который побудил инженеров пивотнуть к предпринимательским предприятиям. Главный офис BlackBerry в Ватерло, Онтарио — городе, входящем в большой метрополитенский район, включающий Киченер, Ватерло и Кембридж. Интересно, Киченер изначально назывался Берлин немецкими иммигрантами, но был переименован в 1916 году в честь британского министра войны. Этот исторический факт напоминает нам, что Voltera находится в Киченере.

Лорд Киченер в известной позе. (Источник: Wikipedia)

Университет Ватерло славится своими инженерными и научными программами, обладая одной из самых известных в Канаде кооперативных инженерных программ. Для поощрения инноваций университет управляет Velocity Garage, крупнейшим в мире бесплатным инкубатором стартапов. Voltera занимает пространство внутри этого инкубатора.

Здание напоминает преобразованный склад, превращенный в студенческий союз: общие 회의 комнаты, общие кухонные удобства и индивидуальные стартап-зоны с минимальными перегородками. Рядом с рабочей зоной Voltera находится выделенная мастерская с защищенными дверями, отражающая фокус компании на защите интеллектуальной собственности. Посещение этой среды дало мне понимание коллаборативного этики, которую я обсуждал в моем посте How Well Can You Work With Others? и подсветило значимость инструментов вроде Upverter в канадской экосистеме инноваций.

Для тех, кто заинтересован в увидеть Voltera в действии, веб-сайт компании хостит многочисленные видео и изображения, и дополнительные кадры доступны на YouTube.

Механически V-One напоминает изощренный X-Y плоттер. Он имеет X-Y управляемую каретку с регулируемой Z осью и термически контролируемой печатной кроватью. Каретка поддерживает взаимозаменяемые головки — важный дизайн-выбор, балансирующий универсальность с стоимостью. Эти головки включают картридж с проводящими чернилами с соплом, картридж паяльной пасты и зонд для маппинга поверхности.

Рисунок 2: V-One. Нагревательная подушка — плоская черная прямоугольная область, а каретка с картриджем проводящих чернил видна в верхнем правом углу. (Источник: Voltera)

V-One нацелен на рынок высокого конца хоббистов и начального профессионального уровня, что объясняет некоторые ручные операции — такие как смена головок — для сохранения разумных затрат. Несмотря на эти ручные шаги, устройство достигает впечатляющей точности размещения.

Перед печатью пользователи должны предоставить Gerber-форматированный дизайн печатной платы. Рабочий процесс начинается зажимом чистой печатной платы на нагретую кровать, вставкой зонда в каретку и выполнением X-Y калибровки. Для депонирования трасс сопло должно парить в тесных толерансах над печатной платой. Зонд мапит поверхностные волны, создавая 3D-профиль, направляющий точное размещение чернил. На чистых платах точное выравнивание менее критично, но для готовых плат фидуциалы выравниваются вручную к референсным точкам зонда.

Депонирование трасс использует 잉кжет-стиль процесс: проводящие чернила атомуизируются и ускоряются высоким напряжением. Чернила экструдируются под давлением, генерируемым шестеренчатым механизмом на вершине картриджа. Депонирование быстрое, обычно завершающее сложную сторону за пару минут. Регулировка скорости потока позволяет тонкую настройку под конкретные требования платы. После депонирования трассы остаются влажными и должны обращаться осторожно; они затем высушиваются на нагретой кровати, процесс, занимающий примерно 30 минут.