A DP Patterning vállalatot Staffan Nordlinder alapította 2006-ban a svédországi Norrköpingben. A cég a kezdetek óta folyamatosan kutatja és fejleszti DPP (Dry Phase Patterning – szárazfázisú rajzolatkészítési) gyártástechnológiáját. A fejlesztések 2001-ben kezdődtek el, amikor Staffan Nordlinder tudósként dolgozott a svéd RISE (Research Institutes of Sweden – Svéd Kutatóintézet) intézményben. Ez vezetett el a mindmáig tartó intenzív együttműködéshez és a DPP-technológia folyamatos fejlesztéséhez.
A DPP-technológiával vezetőrajzolatok alakíthatók ki hajlékony anyagokon. Működési elve lényegében ugyanolyan egyszerű, mint kilyukasztani egy papírlapot, vagy mint a hagyományos dombornyomás: a kialakítandó rajzolat negatív mintázatát tartalmazó forgó szerszám egy forgó marókoronghoz nyomja a hordozóanyagot, amelynek felszíne ultravékony vezetőréteggel van bevonva. A marógép mechanikailag eltávolítja a felső réteget, miközben az ez alatti hordozóanyag érintetlen marad. Az eljárás eredményeként a vezetőrajzolat marad vissza a laminátumon, és ezzel feltekercselve előáll a hajlékony áramköri hordozó.
Az eljárásnál különféle hordozók használhatók, például PET (polietilén-tereftalát), PC (polikarbonát), PI (poliimid) és PEN (polietilén-naftalát). A felső réteg a kívánt vastagságtól függően lehet alumínium (Al), réz (Cu) vagy rézzel bevont alumínium (CCA). A DPP-eljárással nem elektronikai és nem vezetőképes termékek is előállíthatók, például műanyag vagy papírdíszítések, háromdimenziós funkcionális szerkezetek – például mikrofluidikai csatornák – vagy elektronikus alkatrészek kiegyenlítésére szolgáló üregek.
Ennek a szabadalmaztatott eljárásnak az előnyeit az elektronikaialkatrész-gyártók azonnal igénybe vehetik – például jobb költséghatékonyságot és rövidebb átfutási időket érhetnek el, valamint vegyszerektől és veszélyes anyagoktól mentes, környezetbarát, fenntartható termelést alakíthatnak ki, sőt még a fémforgácsokat is újrahasznosíthatják. Fontosak a biztonsági szempontok is: ha a gyártó ezt a technológiát építi be a folyamataiba, megvédi az összes szellemi tulajdonjogát. A DP Patterning vállalat egyik sajátos jellemzője, hogy gépei képesek egyazon gyártósoron egyidejűleg prototípusgyártást és tömeggyártást is végezni. Hagyományos módszerekkel ezt nagyon nehéz lenne biztosítani a hosszú átfutási idők és a többnapos tesztelések miatt.
Gyorsaság és precizitás a beépített automatizálási technológia révén
A rendkívül vékony anyagok és a néhány mikrométeres tartományba eső eltávolítandó rétegvastagságok miatt nyilvánvaló, hogy a DPP-eljárás csak csúcstechnológiás automatizálási megoldásokkal és a lehető legtöbb részfolyamat egyetlen átfogó rendszerbe történő integrálásával valósítható meg. A DP Patterning ezért már megalapítása óta együttműködik a Beckhoff vállalattal. Kezdetben egy processzor biztosította az alrendszerek külső rendszerrel való kommunikációját. A vállalat 2016 óta kizárólag a Beckhoff technológiáját használja: az AX 5000 típusú szervohajtások, a kezelőfelületek, a be- és kimeneti egységek és most már a képfeldolgozás is tökéletesen integrálva van a TwinCAT Vision szoftvert futtató PC-alapú vezérlésbe. Az operátor teljesen a kezelőfelületbe integrált módon, közvetlenül a TwinCAT kezelőfelületről vezérelheti az anyageltávolítást. Ez könnyebbé teszi az eszköz használatát és a marási paraméterek beállítását is.
A fóliákon lévő fémréteg vastagsága mintegy tízszer vékonyabb az emberi hajszálnál, ezért a feldolgozás során rendkívüli pontosságra és 100 nm tartományú beállításokra van szükség. „A Beckhoff termékeinek egyik legnagyobb előnye, hogy rendkívül gyors folyamatciklusokat tudunk velük megvalósítani” – fejtette ki Jakob Sagatowski, a DP Patterning szoftvermérnöke. „Más vezérlésgyártók megoldásaihoz képest nagyszerű eredményeink vannak. Gépeink teljes sebesség esetén egy ezredmásodperc alatt közel 0,5 mm-t haladnak előre a rajzolat kimarásában, ami 0,5 m/s-os futószalag-sebességnek felel meg, és sokkal gyorsabb, mint amivel a gyakorlatban jelenleg általában találkozhatunk.”
További alapvető követelmény a gyártási adatok rögzítése és archiválása. „Technológiánkat folyamatosan fejlesztjük, amihez adatkövetés szükséges – minél több adat áll rendelkezésre, annál jobb” – nyilatkozta Staffan Nordlinder. A gyártósor-elrendezések optimalizálásához tehát fontos az adatbázishoz való kapcsolódás és a tömeges adatok tárolása. Mindezt jelentősen megkönnyíti a PC-alapú vezérlés: egyrészt, a DP Patterning minden programot problémamentesen tud futtatni ipari PC-n, így egyszerűbbé válik a rendszer felkonfigurálása is; másrészt ez lehetővé teszi, hogy az ügyfelek költséghatékony, készen kapható hardvermegoldásokat használjanak.
A mesterséges intelligencia alkalmazási lehetőségei
Valahányszor nagy adatmennyiségek elemzéséről van szó, ma már mindig fontos téma a mesterséges intelligencia (AI – Artificial Intelligence) vagy a gépi tanulás (ML – Machine Learning). Különösen igaz ez az innovatív DP Patterning vállalatra, amely folyamatosan keresi az újabb technológiai áttöréseket. Jakob Sagatowski erről a következőket fejtette ki: „Ennek része lehet a mesterséges intelligencia alkalmazása, például az előrejelző karbantartás és a gyártásoptimalizálás finomítása a TwinCAT Machine Learning gépi tanulási megoldás segítségével.” Gondolkodnak a képfeldolgozás használatának kiszélesítésén is: most a TwinCAT Vision szoftverrel és speciális funkciókkal szeretnék észlelni, valamint megjelölni a szakadt huzalozásokat, automatikusan kihagyva azokat a folyamat további lépéseiből.
Cikkünk eredetileg a GyártásTrend magazin szeptemberi lapszámában jelent meg, amely ezen a linken olvasható.
