L'acqua è l'ingrediente segreto quando si taglia al laser la ceramica per realizzare circuiti

[Ben Krasnow] di Applied Science stava sperimentando il taglio di lastre di ceramica poco costose con il suo economico laser a CO2 quando scoprì che (proprio come previsto) lo shock termico del raggio di CO2 avrebbe causato incrinature e rotture del pezzo. Dopo molte sperimentazioni, trovò una soluzione semplice: l'immersione sotto un sottile strato d'acqua era sufficiente per rimuovere il calore in eccesso, tenendo a bada lo shock termico, ed eventualmente tagliare il materiale. Sono state scoperte alcune tecniche precedenti, che riteniamo siano questa tesi di dottorato (PDF) dell'Università di Manchester nel Regno Unito. Questa è un'ottima lettura per chiunque voglia approfondire questa tecnica un po' più a fondo.

Il laser cutter CO2 è uno strumento molto versatile, in grado di tagliare e incidere un'ampia gamma di materiali, molti dei quali di origine naturale, come cartone, pelle e legno, oltre ad alcune plastiche e altri materiali sintetici. Ma ci sono anche materiali che generalmente sono vietati, come metalli, ceramica e tutto ciò che non assorbe adeguatamente la lunghezza d'onda del laser o è troppo riflettente, quindi avere un'altra corda al proprio arco è una buona cosa. Dopotutto, non tutti hanno accesso a un laser a fibra.

Dopo aver eliminato il problema di come tagliare la ceramica, la cosa è diventata ancora più interessante. Ha proceduto a depositare tracce conduttive sufficientemente robuste da poter essere saldate. È stata realizzata una maschera con un foglio di vinile e una spatola utilizzata per depositare uno spesso strato di particelle di argento e vetro di dimensioni pari o inferiori a 1 um. Questo è stato poi sinterizzato in un piccolo forno, controllato con un Raspberry Pi con PicoReFlow, e dopo un po' di sfregamento, la resistenza superficiale era di 2 mΩ/quadrato molto utilizzabili. Fori tagliati con il laser, insieme a del materiale argentato che viene spinto attraverso la spatola attraverso i fori senza alcuno sforzo aggiuntivo. È davvero carino!

Un po' di pasta saldante e alcune parti sono state aggiunte alla scheda demo e, con un'ulteriore svasatura, senza una vera ragione se non quella che poteva, sono state rifuse semplicemente applicando l'alimentazione direttamente alla scheda. Sulla superficie inferiore è stata applicata una traccia riscaldante, rendendo la tavola capace di rifluire automaticamente. Ora è fantastico!

Grazie [Baldpower] per il suggerimento!