Санкт-Петербург
Москва
Екатеринбург
Н.Новгород
Печатное дело

Печатное дело

чермет цена за кг

2 Июня 2015

Дмитрий Кашкаров, руководитель проектов
kdv@dipaul.ru

2.jpg

Деятельность компании «Диполь» как ведущего российского поставщика знаний, внедряющего инновационные решения на отечественном рынке, требует постоянного мониторинга потенциально интересных технологий и установления партнерских отношений с их ведущими разработчиками. В поиске новых решений для заказчиков наши сотрудники отправляются в командировки по всему миру. В том числе и на другую сторону планеты.


  3.jpg

В ноябре 2014 году мы с моей коллегой Наталией Разумневой, руководителем направления печатной электроники, отправились в город Санта-Клара (Калифорния, США) на Printed Electronics USA 2014, мероприятие, проводимое IDTechEx – ведущей международной независимой аналитической компании в области развития прорывных технологий.
Это мероприятие, длившееся четыре дня, включало в себя конференции, выставку, мастер-классы, визиты на всемирно известные компании в самом сердце «Кремниевой долины».
Printed Electronics USA 2014 объединило под крышей выставочного центра Санта-Клары несколько конференций по следующим тематическим направлениям:
- Печатная электроника (Printed Electronics);
- Трехмерная печать (3D Printing);
- Аккумулирование и хранение энергии (Energy Harvesting and Storage);
- Графен и двухмерные материалы (Graphene and 2D Materials);
- Интернет вещей (Internet of Things);
- Суперконденсаторы (Supercapacitors);
- Носимые технологии (Wearable Technology).

Печатная электроника (Printed Electronics)

Под печатной электроникой понимаются технологии создания электронных устройств на различных материалах (бумага, пластик, ткань и т.д.) с помощью нанесения функциональных чернил (токопроводящих, полупроводниковых, резистивных) различными способами печати (трафаретная, оффсетная, каплеструйная печать и т.д.).
В рамках конференции и выставки по этой теме был представлен широкий ряд технологий и оборудования для создания светодиодов на основе полимерной органики (OLED), солнечных батарей (органическая фотовольтаика – OPV), сенсоров, электрохромных ячеек (ячеек, поверхности которых меняют свойства под воздействием электричества).

Компания «Диполь» давно и успешно предлагает решения в области печатной электроники. Это каплеструйные принтеры для нанесения паяльной пасты MY500 и MY600 компании Mycronic (MYDATA) и инновационная установка создания внутренних слоев печатных плат Lunaris компании Mutraxc.
К преимуществам каплеструйной печати можно отнести отказ от трафаретов для нанесения функциональных материалов (паяльной пасты - для принтеров Mycronic и резиста – для установки Lunaris). Это существенно увеличивает гибкость использования оборудования, позволяет осуществлять частые переналадки. Это особенно актуально при мелкосерийном и опытном производстве.


Трехмерная печать (3D Printing)

4.jpg
Еще больше поражает воображение тема трехмерной печати (3D-печать) – послойного создания физических объектов по 3D-модели, получаемой в результате моделирования или 3D-сканирования.
Эта сухая формулировка на самом деле открывает мир безграничных возможностей создания новых объектов. К основным преимуществам 3D-печати можно отнести возможность создавать объекты любой геометрии и при этом отказаться от механической обработки. Уже сейчас с помощью 3D-печати создают вещи, которые раньше казались фантастикой. На 3D-принтере печатают даже автомобили!

5.jpg
В сентябре 2014-го года на выставке International Manufacturing Show в Чикаго был представлен автомобиль Strati (разработчик - компания Local Motors_, изготовленный с помощью трехмерной печати. В этом автомобиле не печатались только аккумулятор, двигатель и подвеска. Время печати Strati иля составило всего 44 часа, а состоит он всего из 40 частей. Максимальная скорость автомобиля составляет 65 км/ч, максимальное расстояние движения на одной зарядке – около 200 км.
Активно исследуются и используются возможности использования 3D-печати и в авиастроении. Компанией Boeing созданы десятки тысяч некритических для полета деталей для десяти моделей самолетов. А так называемый «лайнер мечты» Airbus A380 Dreamliner содержит около 30 деталей, изготовленных с помощью 3D-печати.
Более того, уже есть примеры использования «распечатанных» деталей и критически важных частей авиатехники. В мае 2013 года китайской компанией AVIC Laser был продемонстрирован титановый элемент истребителя J-20 или J-31, изготовленный с помощью 3D-печати. Представители компании AVIC Laser сообщили, что 3D-печать использовалась для производства 7 разных видов самолетов, стратегического авианосца Y-20, палубного истребителя J-15, авиалайнера C919 и нового поколения истребителей-невидимок.
В настоящее время различные организации и корпорации (такие как NASA, General Electric) ведут разработки по трехмерной печати металлических частей реактивных двигателей.
3D-принтеры в настоящее время получают все большее прикладное значение. Уже сейчас «печатают» оружие, дома и даже кондитерские изделия.
На Printed Electronics USA 2014 мы имели возможность познакомиться с производителями оборудования и материалов, а также с возможностями трехмерной печати, которые мы можем в дальнейшем предложить нашим заказчикам в качестве лучших решений.

Аккумулирование и хранение энергии (Energy Harvesting and Storage)

Слово «Harvesting» с английского языка переводится как «сбор урожая», что очень метко описывает технологии сбора энергии из внешних источников (солнечная, термальная, кинетическая энергия, энергия ветра, энергия, получаемая за счет градиента концентрации соли в воде). Использование таких технологий аккумулирования энергии особенно актуально для небольших беспроводных автономных устройств, например в сенсорных сетях или в «носимой» электронике.
Для широкого распространения таких технологий необходимо уменьшить стоимость сбора и хранения энергии. Существенное влияние на это может оказать печатная электроника. Уже используются печатаемые органические солнечные элементы или солнечные элементы на основе сенсибилизированных красок. Для мобильных устройств применяются печатаемые элементы для сбора тепловой и колебательной энергии.
Отдельный трек в этой теме был посвящен суперконденсаторам (ионисторам), которые уже используются, например, в электромобилях и автобусах. Кстати, в проекте «Ё-мобиль» суперконденсатор рассматривался как основное средство для накопления электроэнергии. Жаль, что эти планы так и остались только проектом.
В рамках мероприятия были представлены решения в области автомобилестроения (General Motors), авиакосмической промышленностей (NASA), использования в технологиях «умный дом» (Intel).

Графен (Graphene)

Графен - это модификация углерода толщиной в один атом. Материал обладает рядом важных характеристик, таких как высокая механическая прочность, высокая теплопроводность и высокая степень подвижности электронов.
В контексте печатной электроники графен используется как основа для функциональных красок и паст. Из таких красок уже разрабатываются продукты, относящиеся к печатной электронике, например, антенны для радиочастотной идентификации (RFID), «умная упаковка» и т.д.
На мероприятии были представлены как производители самого графена, так и производители материалов на его основе. Надо сказать, что единственным докладчиком из России на Printed Electronics USA 2014 стал представитель московского подразделения компании Nokia, и тема его выступления была посвящена именно графену, что неудивительно. В области исследований по этой теме советская школа занимала лидирующие позиции, а в 2010 году Нобелевская премия по физике за «передовые опыты с двумерным материалом – «графеном» была присуждена А.К. Гейму и К.С. Новоселову.

Интернет вещей (Internet of Things)

Интернет вещей – это концепция вычислительной сети, где устройства, оснащенные встроенными технологиями (сенсорами, процессорами и т.д.) могут сами взаимодействовать друг с другом. Ярким примером Интернета вещей может служить концепция «умного дома», в которой  датчики и всевозможные устройства, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают комфорт, безопасность и ресурсосбережение.
Переход от Интернета людей к Интернету вещей повлечет значительное увеличение количества электронных приборов и устройств. Интернет вещей хранит в себе большое количество вызовов лучшим умам планеты: речь идет и о протоколах обмена данными между устройствами, и о вопросах безопасности.

Носимые технологии (Wearable Technology)

Печатная электроника активно используется для уменьшения стоимости устройств, которые можно просто распечатать недорогими материалами на дешевых подложках, а то и просто на элементах конструкций.
Носимые технологии это предметы одежды или аксессуары, являющиеся одновременно и электронными устройствами.
На конференции активно обсуждались следующие направления:
1.    Интеграция носимых электронных устройств в повседневную жизнь (например, браслет, который отслеживает, сколько в день прошел человек, сколько потратил калорий, в какое время спал и т.д.).
2.    Нанесение функциональных чернил на одежду (например, одежда, которая может светиться или которая отслеживает окружающую температуру).
При перечислении прикладных примеров носимой электроники невольно вспоминаешь фильм «Назад в будущее», где главный герой переносится на несколько десятилетий вперед. В фильме фигурирует 2015 год, но киноодежда будущего уже отстает от представленных на конференции примеров!

Выставочное пространство Кремниевой долины

Перечисленные конференции предваряли ключевые доклады, дающие представление о тесной взаимосвязи названных направлений.

6.jpg

На мой взгляд, фотография, сделанная во время презентации представителя компании Jaguar Land Rover Research, очень показательна. Изображенный на ней автомобиль содержит более 70 электронных устройств управления и более 100 сенсоров. Здесь же показан потенциал печатной электроники и графена (производство сенсоров), технологий аккумулирования и хранения энергии (питание сенсоров и вычислительных устройств), Интернета вещей (взаимодействие сенсоров и устройств) и носимой электроники (планшет в руках пользователя).
В свободное от докладов время мы исследовали улицы выставки. Я не оговорился, выставка действительно условно делилась на Демонстрационную и Производственную улицы.

7.jpg

Демонстрационная улица представляла собой самую большую в мире коллекцию продуктов печатной электроники в одном месте, а на Производственной улице можно было посмотреть и узнать, как производится печатная электроника.
Несмотря на занятость, очень хотелось посмотреть и на саму Кремниевую долину. Для меня, как дипломированного специалиста в области разработки и производства вычислительной техники, сочетание слов «Кремниевая долина» звучит магически, а возможность увидеть малую родину таких гигантов, как Intel, HP, Atmel, Altera, Apple, Google – важное событие. Некоторые давние партнеры «Диполя» также «родились» в Кремниевой долине – Keysight Technologies (ранее Agilent Technologies), Sentek Dynamics, Crystal Instruments.
Кремниевая долина – это место в Калифорнии к юго-западу от Сан-Франциско площадью около 1000 кв. км., где сосредоточено огромное количество компаний в области электроники и информационных технологий. Свое название это место получило из-за кремния – элемента, используемого при производстве полупроводниковых приборов, а впервые термин «Кремниевая долина» обнародован журналистом Доном Хофлером в 1971-м году в еженедельнике Electronic News. Стоит отметить, что в России часто используют словосочетание «Силиконовая долина». Путаница в терминологии рождена схожестью написания слов «silicon» (кремний) и «silicone» (силикон, полиорганосилоксан). Последний широко известен применением в пластической хирургии.
Нам удалось побывать в кузнице кадров Silicon Valley - Стэнфордском университете, месте рождения долины – у гаража Уильяма Хьюлетта и Дэвида Паккарда, а также в некоторых ее гигантах: Atmel, Apple, Google.

8.jpg

Идея создания первого в мире высокотехнологичного региона «Кремниевая долина» зародилась у профессора Стэнфордского университета Фредерика Термана, призывавшего своих студентов основывать свои собственные компании в области электроники в этом регионе, вместо того, чтобы наниматься в уже существующие компании на востоке (восточном побережье США). Первые два студента, последовавшие его совету – это Уильям Хьюлетт и Дэвид Паккард, начавшие в 1938 году в этом гараже города Пало-Альто разработку своего первого продукта – генератора звуковых волн.
Центральный офис Hewlett-Packard и сейчас находится в Пало-Альто. В соседнем городе Санта-Кларе находится штаб-квартира многолетнего партнера «Диполя» - компании Agilent Technologies, которая, кстати, была основана в 1999 году в результате стратегического разделения все той же компании Hewlett-Packard.
Одним из факторов быстрого роста компаний в «Кремниевой долине» является наличие на этой территории Стэнфордского университета, послужившего кузницей кадров и арендодателем земли для многих компаний. Основатель университета Лиланд Стэнфорд, железнодорожный магнат времен Калифорнийской золотой лихорадки, а позже и губернатор Калифорнии завещал университету большие территории – около 32 кв.км. Согласно завещанию Стэнфорда, эти земли университет продать не мог. После Второй мировой войны в университете значительно увеличилось количество студентов, потребовались дополнительные средства. Декан инженерного факультета и большой патриот своего университета Фредерик Терман предложил сдавать имеющиеся земли в долговременную аренду за невысокую плату высокотехнологичным компаниям. Так возник Стэнфордский индустриальный парк. Университет получил дополнительные средства, выпускники получили возможность найти место работы, не покидая региона, компании – недорогую аренду и высококвалифицированные кадры.
Лично для меня Стэнфордский университет и теплая местная погода стали самими яркими впечатлениями от США. Я не удивлен, что Стэнфордский университет на протяжении многих лет занимает высшие строки в различных рейтингах. Наверное, это связано с тем, что попадают туда только лучшие: университет тщательно выбирает своих будущих студентов и принимает всего 7% от числа желающих. Все студенты нацелены на учебу и применение своих знаний. В университете дается широкая свобода в проведении исследований, приветствуются междисциплинарные работы. Помогают им в этом 21 лауреат Нобелевской премии и большое количество других именитых ученых.

dipaul_magazine_2014_N5_BLOCK-94.jpg
Недалеко от университета находится дом, где жил и умер известный студент, который так его и не окончил, но с большим теплом относился к заведению – один из основателей компании Apple Стив Джобс. Его творение – компания Apple находится в соседнем городе Купертино на улице под известным для программистов названием «Бесконечный цикл» (Infinite loop).

92.jpg
После Пало-Альто и Купертино нас ждало еще одно важное для мира информационных технологий место – компания Google, сооснователем которой является наш бывший соотечественник Сергей Брин.
Офис Google больше напоминает гостиницу на курорте, где царит дух неформальной обстановки и играет музыка. Даже не верится, что здесь разрабатываются технологии, которыми мы уже активно пользуемся или будем пользоваться в будущем.

9.jpg

Надеюсь, в будущем у представителей Кремниевой долины будет много поводов для того, чтобы посетить Россию для знакомства с современными решениями и поиска партнеров. Пока же мы берем на себя миссию знакомства соотечественников с новыми технологиями и внедрения этих технологий. Более подробно мы обсудим это в следующих выпусках нашего журнала «Эксперт +».
Ждем ваших обращений и вопросов, связанных с перечисленными направлениями.