Roadtrip naar Voltera

Enkele jaren geleden publiceerde onze eigen onnavolgbare Max een blog "Want a Voltera Desktop PCB Printer?" waarin een PCB-printer werd beschreven die in Canada werd ontwikkeld en via Kickstarter werd gefinancierd. Het product zelf was interessant genoeg, maar dat het hier in Canada werd gemaakt, maakte me echt geïntrigeerd. Ik heb mezelf op de mailinglijst gezet en toen ze onlangs een ansichtkaart stuurden met reclame voor het eindproduct, liet ik het aan mijn baas zien en hij besloot dat we een demo moesten krijgen. Ik nam contact met hen op en in plaats van dat ze naar ons kwamen, werden we uitgenodigd om naar Voltera te gaan. Ze zijn slechts een uur rijden en dus lonkte een roadtrip.

Onlangs heb ik veel discussie opgemerkt over een aanzienlijke stijging van de technologische innovatie in Canada. Op de een of andere manier denk ik dat dit het onverwachte voordeel kan zijn van de malaise van Blackberry. Omdat de banen bij Blackberry er gewoon niet waren, denk ik dat het veel ingenieurs heeft geïnspireerd om hun eigen ontwikkelingen te starten. Je hoorde deze zilveren voeringtheorie hier als eerste! Hoe dan ook, Blackberry is gevestigd in een stad genaamd Waterloo in Ontario. Waterloo maakt in feite deel uit van een grotere grootstedelijke regeling bestaande uit 3 steden:Kitchener, Waterloo en Cambridge. Een interessant terzijde is dat Kitchener, opgericht door Duitse immigranten, oorspronkelijk Berlijn heette. In 1916 hebben de autoriteiten het om voor de hand liggende redenen omgedoopt tot de Britse minister van Oorlog, wiens beeld we allemaal kennen. Dit is een erg langdradige manier om je te vertellen dat Voltera in Kitchener zit.

Lord Kitchener in een bekende pose. (Bron:Wikipedia)

De Universiteit van Waterloo is een instelling met enige reputatie in de technische en wetenschappelijke wereld en heeft een van de weinige co-op engineeringprogramma's in Canada. Het is ongetwijfeld een van de bronnen van deze opkomende vernieuwers. Om deze ontwikkeling te stimuleren heeft de universiteit de "Velocity Garage" gecreëerd, de "grootste gratis startup-incubator ter wereld". Voltera maakt deel uit van het streven en bevindt zich in dit gebouw.

De ruimte lijkt op een groot magazijn dat is omgebouwd tot een studentenvereniging - gemeenschappelijke vergaderruimten en keukenfaciliteiten en elke startup in een gebied met minimale scheidingswanden. Voltera heeft ook een werkplaats direct naast het werkgebied, uiteraard met deuren die kunnen worden gesloten en vergrendeld. Ik begon de reden te begrijpen voor het nieuwe paradigma van het delen van werk waarover ik schreef in "Hoe goed kun je met anderen samenwerken?" Grappig genoeg maakt het Upverter-pakket dat ik in de blog heb opgenomen ook deel uit van de Canadese innovatiegolf. Terwijl ik naar al die scherpe gezichten keek die geconcentreerd waren op schermen en diagrammen, vroeg ik me af en verwierp toen het idee dat ik in deze omgeving zou willen werken, maar toen had ik het geluk dat ik zelfs het gebouw mocht binnenkomen. De inkt op mijn geboorteakte is immers droog!

Maar jullie zouden allemaal graag antwoord willen op enkele van de vragen die Max (en anderen in de commentaren) in 2014 stelde, dus laten we eens kijken of ik erin geslaagd ben de presentatie correct te absorberen. Er zijn verschillende video's en foto's op de website van Voltera, dus als je het in actie wilt zien, ga er dan naar toe. Er zijn ook verschillende video's op YouTube.

De hele assemblage, en inderdaad aspecten van de operatie, deed me niet verrassend denken aan een oude X-Y-plotter. Het mechanisme bestaat uit een X-Y gestuurde slede met een Z-afmeting aangezien de slede ook in hoogte verstelbaar is. Het bed van het apparaat wordt thermisch geregeld. Het lijkt mij dat het mechanisme en het verwarmde bed elkaar wederzijds uitsluiten.

Figuur 2:De V-One. Het verwarmingskussen is plat, het zwarte horizontale rechthoekige gebied en de wagen met een geïnstalleerde geleidende inktpatroon is rechtsboven zichtbaar. (Bron:Voltera)

De wagen kan verschillende koppen dragen en deze benadering draagt ​​bij aan de veelzijdigheid van het apparaat. Er is een sonde, de "kop" voor sporenafzetting (bestaande uit een geleidende inktpatroon en een mondstuk), een soldeerpasta-afzetting "kop" (bestaande uit een soldeerpasta-patroon en mondstuk) en nog een paar die ik zal krijgen naar als we verder gaan. De V-One is gericht op de high-end van de hobbyistenmarkt en de low-end van de professionele - daarom zijn er enkele compromissen gesloten om de kosten te beheersen. Er zijn enkele handmatige bewerkingen als onderdeel van deze economie en het verwisselen van deze koppen is er een van - verrassend gezien de nauwkeurigheid bij plaatsing die ze bereiken.

Voordat u begint, moet u natuurlijk uw PCB-ontwerp in Gerber-formaat hebben.

Nadat de blanco print op het bed is geklemd, is de eerste stap het plaatsen van de sonde in de slede en doorloopt het systeem de X-Y-kalibratie. Voor sporenafzetting moet het mondstuk binnen zeer nauwe toleranties boven de PCB worden gehouden en daarom wordt de sonde vervolgens gebruikt om de golvingen van de PCB te detecteren, waarbij meer dan een paar punten in kaart worden gebracht om het landschap vast te leggen. Op een blanco PCB maakt de exacte locatie waarschijnlijk niet zoveel uit, maar in het geval van bepaalde boards (geduld, we komen er wel) moeten er fiducials zijn en dus wordt de sonde met het oog op twee van deze uitgelijnd.

Met inkjetspray wordt de inkt verneveld en versneld met hoogspanning. Op een 3D-printer wordt het filament normaal verwarmd totdat het stroomt. Het lijkt mij dat de geleidende inkt uit het mondstuk wordt geëxtrudeerd onder druk die wordt gecreëerd door het mechanisme dat een getand tandwiel aan de bovenkant van de cartridge draait. De afzetting van de sporen is vrij snel, het duurt enkele minuten voor een relatief complexe kant. Er is een aanpassing van de stroomhoeveelheid waarvan ik denk dat u deze leert afstemmen op uw behoeften. Op dit punt zijn de sporen nat. Je kunt ze er gewoon afvegen, dus je moet oppassen dat je ze niet met je vinger aanraakt. Ze moeten worden uitgehard en dat is de belangrijkste reden voor het gecontroleerde verwarmingskussen. Blijkbaar wordt de uitharding verbeterd als de natte sporen naar beneden gericht zijn in de richting van de verwarming, dus het bord wordt omgedraaid en op rails gemonteerd. Het zegt veel over de stroperige eigenschappen van de inkt dat het zo kan worden gehanteerd en niet kan worden vervormd. Het uitharden duurt ongeveer 30 minuten.