Explorando Voltera: Uma Jornada na Inovação Canadense de Impressão de PCB

Anos atrás, nosso colega Max publicou um blog convincente titulado Want a Voltera Desktop PCB Printer?, detalhando uma impressora de PCB inovadora sendo desenvolvida no Canadá e financiada via Kickstarter. O conceito era intrigante, mas o fato de ser um empreendimento canadense despertou minha curiosidade. Após inscrever-me na mailing list, um cartão postal anunciando o produto finalizado chegou, e compartilhei com meu supervisor. Ele imediatamente solicitou uma demonstração. Quando inquirimos, a Voltera nos convidou a visitar sua instalação em Kitchener — uma viagem de uma hora de carro.

Nos últimos meses, o Canadá viu um surto notável em inovação tecnológica. Muitos atribuem esse aumento ao efeito cascata do declínio da BlackBerry, que levou engenheiros a pivotar para empreendimentos empreendedores. A sede da BlackBerry fica em Waterloo, Ontario — uma cidade que faz parte de uma área metropolitana maior compreendendo Kitchener, Waterloo e Cambridge. Curiosamente, Kitchener era originalmente chamada Berlim por imigrantes alemães mas foi renomeada em 1916 para homenagear o Secretário de Estado Britânico para a Guerra. Este detalhe histórico nos lembra que a Voltera está localizada em Kitchener.

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

A Universidade de Waterloo é renomada por seus programas de engenharia e ciência, ostentando um dos currículos de co-op de engenharia mais proeminentes do Canadá. Para nutrir inovação, a universidade opera o Velocity Garage, a maior incubadora de startups gratuita do mundo. A Voltera ocupa um espaço dentro desta incubadora.

O prédio se assemelha a um armazém convertido em união estudantil: salas de reunião comunitárias, cozinhas compartilhadas, e áreas individuais de startup com particionamento mínimo. Adjacente ao workspace da Voltera está um workshop dedicado com portas seguras, refletindo o foco da empresa em proteção de propriedade intelectual. Visitar este ambiente deu-me insight sobre o ethos colaborativo que discuti em meu post How Well Can You Work With Others? e destacou a significância de ferramentas como Upverter no ecossistema de inovação do Canadá.

Para interessados em ver a Voltera em ação, o site da empresa hospeda numerosos vídeos e imagens, e footage adicional está disponível no YouTube.

Mecanicamente, o V-One se assemelha a um plotter X-Y sofisticado. Apresenta um carriage controlado X-Y com eixo Z ajustável, e uma print bed termicamente controlada. O carriage suporta cabeças intercambiáveis — uma escolha de design importante que equilibra versatilidade com custo. Estas cabeças incluem um cartucho de tinta condutiva com bico, um cartucho de pasta de solda, e uma probe para mapeamento de superfície.

Figura 2: O V-One. O heating pad é a área retangular preta plana e o carriage com cartucho de tinta condutiva é visível no canto superior direito. (Fonte: Voltera)

O V-One visa o mercado de hobbyistas high-end e profissionais entry-level, o que explica algumas operações manuais — como troca de cabeças — para manter custos razoáveis. Apesar desses passos manuais, o dispositivo alcança precisão de colocação impressionante.

Antes da impressão, usuários devem fornecer design de PCB formatado em Gerber. O fluxo de trabalho começa fixando o PCB em branco na heated bed, inserindo a probe no carriage, e realizando calibração X-Y. Para deposição de traces, o bico deve pairar dentro de tolerâncias apertadas acima do PCB. A probe mapeia ondulações de superfície, criando um perfil 3-D que guia colocação precisa de tinta. Em PCBs em branco o alinhamento exato é menos crítico, mas para placas finalizadas fiducials são alinhados manualmente aos pontos de referência da probe.

Deposição de trace usa processo estilo ink-jet: tinta condutiva é atomizada e acelerada com alta voltagem. A tinta é extrudada sob pressão gerada por mecanismo gear-driven atop do cartucho. Deposição é rápida, tipicamente completando um lado complexo em questão de minutos. Um ajuste de flow-rate permite fine-tuning para combinar requisitos específicos de placa. Uma vez depositados, os traces permanecem úmidos e devem ser manuseados cuidadosamente; são então curados na heated bed, processo que leva aproximadamente 30 minutos.