Viaje por carretera a Voltera

Hace varios años, nuestro inimitable Max publicó un blog "¿Quiere una impresora PCB de escritorio Voltera?" que describía una impresora de PCB que se estaba desarrollando en Canadá y financiada a través de Kickstarter. El producto en sí era bastante interesante, pero el hecho de que se hiciera aquí en Canadá me intrigó mucho. Me inscribí en la lista de correo, y cuando recientemente enviaron una postal anunciando el producto terminado, se la mostré a mi jefe y él decidió que deberíamos obtener una demostración. Me puse en contacto con ellos y, en lugar de que vinieran a nosotros, nos invitaron a ir a Voltera. Están a solo una hora de distancia, por lo que un viaje por carretera les llamó la atención.

Recientemente, he notado mucha discusión sobre un repunte significativo en la innovación tecnológica en Canadá. De alguna manera, creo que este puede ser el lado positivo inesperado del malestar de Blackberry. Dado que los trabajos en Blackberry simplemente no estaban allí, creo que inspiró a muchos ingenieros a comenzar sus propios desarrollos. ¡Escuchaste esta teoría del lado positivo aquí primero! De todos modos, Blackberry tiene su sede en una ciudad llamada Waterloo en Ontario. Waterloo es de hecho parte de un arreglo metropolitano más grande que consta de 3 ciudades:Kitchener, Waterloo y Cambridge. Un aspecto interesante es que Kitchener, establecida por inmigrantes alemanes, originalmente se llamaba Berlín. En 1916, por razones obvias, las autoridades le cambiaron el nombre por el de Secretario de Estado británico para la Guerra, cuya imagen todos conocemos. Esta es una forma muy larga de decirle que Voltera está en Kitchener.

Lord Kitchener en una pose conocida. (Fuente:Wikipedia)

La Universidad de Waterloo es una institución de cierta reputación en el mundo científico y de la ingeniería y tiene uno de los pocos programas de ingeniería cooperativa en Canadá. Sin duda, es una de las fuentes de estos innovadores emergentes. Para impulsar este desarrollo, la universidad ha creado el "Velocity Garage", la "incubadora gratuita de empresas emergentes más grande del mundo". Voltera es parte del esfuerzo y está ubicado en este edificio.

El espacio es como un gran almacén convertido en un establecimiento de unión de estudiantes:salas de reuniones comunes e instalaciones de cocina y cada puesta en marcha en un área con particiones mínimas. Voltera también tiene un taller justo al lado del área de trabajo, obviamente con puertas que se pueden cerrar y bloquear. Comencé a comprender la razón del nuevo paradigma de intercambio de trabajo sobre el que escribí en "¿Qué tan bien puede trabajar con otros?" Curiosamente, el paquete Upverter que incluí en el blog también es parte de la ola de innovación canadiense. Mientras miraba todos estos rostros entusiastas concentrados en pantallas y diagramas, me pregunté y luego descarté la idea de que me gustaría trabajar en este entorno, pero luego tuve la suerte de que me permitieran entrar al edificio. Después de todo, ¡la tinta de mi certificado de nacimiento está seca!

Pero a todos ustedes les gustaría recibir respuestas a algunas de las preguntas que Max (y otras en los comentarios) planteó en 2014, así que veamos si logré absorber la presentación correctamente. Hay varios videos e imágenes en el sitio web de Voltera, así que si quieres verlo en acción, visítalo. También hay varios videos en YouTube.

Toda la asamblea, y de hecho algunos aspectos de la operación, como era de esperar, me recordaron a un viejo plotter X-Y. El mecanismo consta de un carro controlado X-Y con una dimensión Z ya que el carro también tiene una altura ajustable. El lecho del dispositivo está controlado térmicamente. Me parece que el mecanismo y la cama caliente son mutuamente excluyentes desde el punto de vista operativo.

Figura 2:El V-One. La almohadilla térmica es plana en el área rectangular horizontal negra y el carro con un cartucho de tinta conductora instalado es visible en la parte superior derecha. (Fuente:Voltera)

El carro es capaz de transportar diferentes cabezas y este enfoque contribuye a la versatilidad del dispositivo. Hay una sonda, el "cabezal" de deposición de trazas (compuesto por un cartucho de tinta conductora y una boquilla), un "cabezal" de deposición de pasta de soldadura (compuesto por un cartucho de pasta de soldadura y una boquilla) y algunos más que obtendré a medida que avanzamos. El V-One está dirigido al segmento superior del mercado de aficionados y al segmento inferior del profesional, por lo que se han hecho algunos compromisos para contener los costos. Hay algunas operaciones manuales como parte de esta economía y cambiar estos cabezales es una de ellas, sorprendente dada la precisión en la colocación que logran.

Obviamente, antes de comenzar, debe tener su diseño de PCB en formato Gerber.

Después de sujetar la PCB en blanco a la cama, el primer paso es insertar la sonda en el carro y el sistema pasa por la calibración X-Y. Para la deposición de trazas, la boquilla debe mantenerse dentro de tolerancias muy ajustadas por encima de la PCB y, por lo tanto, la sonda se usa para detectar las ondulaciones de la PCB, mapeando más de unos pocos puntos para registrar el paisaje. En un PCB en blanco, la ubicación exacta probablemente no importe realmente, pero en el caso de ciertas placas (paciencia, llegaremos allí) es necesario que haya datos fiduciales, por lo que la sonda se alinea con dos de estos a simple vista.

Con el spray de inyección de tinta, la tinta se atomiza y acelera con alto voltaje. En la impresora 3D, el filamento normalmente se calienta hasta que fluye. Me parece que la tinta conductora se extruye fuera de la boquilla bajo la presión creada por el mecanismo que hace girar un engranaje dentado en la parte superior del cartucho. La deposición de las trazas es bastante rápida, tarda varios minutos en un lado relativamente complejo. Hay un ajuste de la cantidad de flujo que supongo que aprenderá a ajustar según sus necesidades. En este punto, las huellas están húmedas. Simplemente puede limpiarlos, por lo que debe tener cuidado de no tocarlos con el dedo. Tienen que curarse y esa es la razón principal de la almohadilla térmica controlada. Aparentemente, el curado se mejora con las huellas húmedas hacia el calentador, por lo que la placa se voltea y se monta sobre rieles. Dice mucho sobre las propiedades viscosas de la tinta que se pueda manipular así y no deformarse. El curado tarda unos 30 minutos.