XJET 3D-gedruckte Antenne für die Freigabe eines superschnellen 5G-Netzwerks an der University of Delaware

XJet Ltd., das Unternehmen für additive Fertigung, gab auf der RAPID + TCT bekannt, dass die University of Delaware (UDEL) ein XJet Carmel 1400 AM-System installiert hat. UDEL wird den keramischen 3D-Druck von XJet verwenden, um die neueste Antennentechnologie namens “Passive Beam Steering” für unter anderem das 5G-Netzwerk zu entwickeln.

Das XJet Carmel 1400 AM-System, das die NanoParticle Jetting (NPJ) -Technologie verwendet, löst ein entscheidendes Problem bei der Einführung des 5G-Netzwerks. Im Vergleich zu 4G / 3G liefern 5G-Signale 10 bis 20-mal schnellere Daten, sind jedoch empfindlicher gegenüber Objekten und Inferenzen und erfordern eine erhebliche Erhöhung der Anzahl von Antennen, um das Problem zu lösen. Die vorhandene Antennentechnologie ist einfach zu teuer, um die für 5G erforderliche Infrastruktur erfolgreich zu skalieren.

Laut Mark Mirotznik, Professor für Elektrotechnik an der Universität von Delaware, hat das Forschungsteam spezielle Software und Algorithmen entwickelt, mit denen kleine, leichte und kostengünstige 5G-Antennen entworfen werden können. Das Problem der Universität war, dass es anscheinend kein Herstellungsverfahren gab, um die Linse mit der komplexen Struktur, den kleinen Kanälen und den erforderlichen Materialeigenschaften herzustellen. Die Universität entdeckte dann XJet.

„Die Entdeckung von XJet NanoParticle Jetting war für uns ein echter Aha Moment. Mit einem Schlag haben wir unsere bisherige Frustration gelöst, indem wir sowohl die Materialeigenschaften als auch die geometrischen Eigenschaften erreicht haben, die für unsere Lösung wesentlich sind. NPJ ist das einzige Verfahren, das in der Lage ist, die Innenwände jedes Kanals mit der Genauigkeit und Glätte herzustellen, die erforderlich sind, um die Wellenrichtung beizubehalten – jedoch in Keramik. Die Keramik von XJet ist eine isotrope Keramik mit einer Dichte von 100 Prozent und der richtigen Dielektrizitätskonstante, die das Signal nicht „absorbiert“ und schwächt. Wörtlich könnte eine geringfügige Abweichung der Toleranz dazu führen, dass das Signal an den falschen Ort geleitet wird, und das kann man sich nicht leisten“, bestätigt Mirotznik.

Die an der Youngstown State University (YSU) durchgeführten Untersuchungen mit dem XJet Carmel 1400-System (im Besitz des Youngstown Business Incubator und betrieben von der Universität) stützen die Ergebnisse der University of Delaware in Bezug auf Dichte, isotrope Eigenschaften, Dielektrizitätskonstante und die Verwendung von XJet für die Entwicklung von Geräten wie der 5G-Antenne.

„Wir haben Untersuchungen durchgeführt, um Art und Eigenschaften des mit XJet bedruckten Zirkonoxids zu ermitteln. Dies legt nahe, dass die Kristallstruktur der Drucke nahezu gleichmäßig ist; Die Dielektrizitätskonstante ist hoch, während der Verlustfaktor niedrig ist, und beide sind ähnlich dem Wert, der von einem nicht gedruckten Kristall erwartet wird. Diese hohe Dielektrizitätskonstante mit geringem Verlust eröffnet das Potenzial für den 3D-Druck einer Vielzahl von Mikrowellengeräten, einschließlich Antennen, Linsen und Filter. Mit dem Material wurden zwei einfache dielektrische Resonatorantennen demonstriert, die zeigen, dass die gemessenen Materialeigenschaften tatsächlich für die genaue Konstruktion solcher Geräte mit elektromagnetischen Simulationswerkzeugen verwendet werden können“, sagt Professor Eric MacDonald, Friedman-Lehrstuhl für Fertigung, YSU.

„Die Anwendung der NanoParticle Jetting-Technologie für Antennen an der Universität von Delaware ist wirklich wegweisend. Es wird erwartet, dass 5G eine echte Revolution in der drahtlosen Technologie und damit in der Konnektivität zur Unterstützung autonomer Fahrzeuge und intelligenter Städte, zur Fernoperation, zur Live-Streaming-Virtual-Reality und zur Aussicht auf ein grenzenloses “Internet der Dinge” bewirkt.“, Sagt Hanan Gothait, CEO von XJet.

„Um dies zu erreichen, muss die Technologie natürlich außerordentlich zuverlässig sein, und wir sind davon überzeugt, dass NPJ die idealen Voraussetzungen dafür bietet. 5G-Antennen müssen millionenfach produziert werden, um ein erfolgreiches, voll funktionsfähiges globales 5G-Netzwerk aufzubauen – und Millionen sind genau die Art von Produktivität, für die dieses System entwickelt wurde“, schließt Gothait.