Viagem para Voltera

Vários anos atrás, nosso próprio Max inimitável publicou um blog “Quer uma impressora PCB de mesa Voltera?” que descreveu uma impressora PCB que estava sendo desenvolvida no Canadá e financiada pelo Kickstarter. O produto em si era interessante o suficiente, mas o fato de estar sendo feito aqui no Canadá me deixou muito intrigado. Eu me coloquei na lista de mala direta e, quando recentemente enviaram um cartão-postal anunciando o produto acabado, mostrei ao meu chefe e ele decidiu que deveríamos fazer uma demonstração. Eu os contatei e ao invés de eles virem até nós, fomos convidados a ir para Voltera. Eles estão a apenas uma hora de distância e, portanto, uma viagem rodoviária acenou.

Recentemente, observei muitas discussões sobre um aumento significativo na inovação tecnológica no Canadá. De alguma forma, acho que essa pode ser a vantagem inesperada do mal-estar do Blackberry. Como os empregos no Blackberry simplesmente não existiam, acho que isso inspirou muitos engenheiros a iniciar seus próprios desenvolvimentos. Você ouviu essa teoria do forro de prata aqui primeiro! De qualquer forma, o Blackberry é baseado em uma cidade chamada Waterloo em Ontário. Waterloo é, na verdade, parte de um arranjo metropolitano maior que consiste em 3 cidades:Kitchener, Waterloo e Cambridge. Um aparte interessante é que Kitchener, fundada por imigrantes alemães, originalmente se chamava Berlim. Em 1916, por razões óbvias, as autoridades o rebatizaram com o nome de Secretário de Estado da Guerra britânico, cuja imagem todos conhecemos. Esta é uma maneira muito prolixa de dizer que Voltera está em Kitchener.

Lord Kitchener em uma pose bem conhecida. (Fonte:Wikipedia)

A Universidade de Waterloo é uma instituição com alguma reputação no mundo científico e de engenharia e tem um dos poucos programas de engenharia cooperativa no Canadá. Sem dúvida, é uma das fontes desses inovadores emergentes. Para estimular esse desenvolvimento, a universidade criou a “Velocity Garage”, a “maior incubadora de startups gratuita do mundo”. Voltera faz parte do empreendimento e está localizada neste prédio.

O espaço é como um grande armazém transformado em um estabelecimento de união estudantil - salas de reuniões e cozinhas comunitárias e cada partida em uma área com particionamento mínimo. Voltera também possui uma oficina bem ao lado da área de trabalho, obviamente com portas que podem ser fechadas e trancadas. Comecei a entender a razão para o novo paradigma de compartilhamento de trabalho sobre o qual escrevi em "Você consegue trabalhar bem com outras pessoas?" Curiosamente, o pacote Upverter que incluí no blog também faz parte da onda de inovação canadense. Enquanto olhava para todos esses rostos agudos concentrados em telas e diagramas, me perguntei e depois descartei a ideia de que gostaria de trabalhar neste ambiente, mas tive sorte de poder entrar no prédio. Afinal, a tinta da minha certidão de nascimento está seca!

Mas todos vocês gostariam de respostas para algumas das perguntas que Max (e outras nos comentários) fez em 2014, então vamos ver se consegui absorver a apresentação corretamente. Existem vários vídeos e fotos no site de Voltera, então se você quiser vê-lo em ação vá até ele. Existem também vários vídeos no YouTube.

A montagem inteira, e de fato os aspectos da operação, sem surpresa me lembraram de um antigo plotter X-Y. O mecanismo consiste em um carro controlado por X-Y com dimensão Z, pois o carro também tem altura ajustável. A cama do dispositivo é controlada termicamente. Parece-me que o mecanismo e a cama aquecida são operacionalmente mutuamente exclusivos.

Figura 2:O V-One. A almofada de aquecimento é plana na área retangular horizontal preta e o carro com um cartucho de tinta condutor instalado é visível no canto superior direito. (Fonte:Voltera)

O carrinho é capaz de transportar diferentes cabeças e esta abordagem contribui para a versatilidade do dispositivo. Há uma sonda, a "cabeça" de deposição de traços (composta por um cartucho de tinta condutora e um bico), uma "cabeça" de deposição de pasta de solda (composta por um cartucho de pasta de solda e um bico) e mais alguns que irei obter à medida que avançamos. O V-One é voltado para o segmento alto do mercado amador e o segmento inferior do profissional - portanto, alguns compromissos foram feitos para conter os custos. Existem algumas operações manuais como parte dessa economia e mudar esses cabeçotes é uma delas - surpreendente, dada a precisão no posicionamento que alcançam.

Obviamente, antes de começar, você precisa ter o design do seu PCB no formato Gerber.

Depois de prender a placa de circuito impresso em branco na base, a primeira etapa é inserir a sonda no carro e o sistema passa pela calibração X-Y. Para a deposição de traços, o bico deve ser mantido dentro de tolerâncias muito restritas acima do PCB e então a sonda é então usada para detectar as ondulações do PCB, mapeando mais do que alguns pontos para registrar a paisagem. Em um PCB vazio, a localização exata provavelmente não importa, mas no caso de certas placas (paciência, chegaremos lá), é necessário que haja fiduciais e, portanto, a sonda é alinhada com duas delas a olho.

Com o spray de jato de tinta, a tinta é atomizada e acelerada com alta voltagem. Na impressora 3D, o filamento normalmente é aquecido até fluir. Parece-me que a tinta condutora é extrudada para fora do bico sob pressão criada pelo mecanismo de rotação de uma engrenagem dentada na parte superior do cartucho. A deposição dos vestígios é bastante rápida, demorando vários minutos para um lado relativamente complexo. Existe um ajuste de quantidade de fluxo que eu acho que você aprende a ajustar para atender às suas necessidades. Neste ponto, os vestígios estão molhados. Você pode simplesmente limpá-los - portanto, tome cuidado para não tocar com o dedo. Eles têm que ser curados e essa é a principal razão para a almofada de aquecimento controlada. Aparentemente, a cura é melhorada com os vestígios de umidade voltados para baixo em direção ao aquecedor, de modo que a placa é virada e montada em trilhos. Diz muito para as propriedades viscosas da tinta que ela pode ser manuseada assim e não ser deformada. A cura leva cerca de 30 minutos.