Superschnelles 5G-Netz: University of Delaware setzt auf 3D-Drucker XJet Carmel 1400 zur Herstellung von Antennen für das 5G-Mobilfunknetz

 11. Juni 2019  Remziye Korner  

Die University of Delaware hat den Carmel 1400 von XJet installiert. Mit dem Keramik-3D-Drucker möchte ein Forscherteam der US-University an der Passive Beam Steering Technologie arbeiten, die bei dem 5G Netz zum Einsatz kommen wird. Das 3D-Druckverfahren soll dabei helfen den hohen Anforderungen an die Antennen des 5G-Netzes gerecht zu werden.

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Die NanoParticle Jetting™(NPJ)-Technologie vom 3D-Drucker-Hersteller XJet soll ein wichtiges Problem bei der Einführung des superschnellen 5G-Netzes lösen. Die University of Delaware hat dafür einen Carmel 1400 von XJet installiert. Der Keramik-3D-Drucker soll laut einer Pressemitteilung bei der Entwicklung der Antennentechnologie „Passive Beam Steering“ helfen, die für das 5G-Netz eingesetzt wird.

5G und die NanoParticle-Jetting-Technologie

Mit 5G werden Daten 10-20 Mal schneller als mit dem 4G- oder 3G-Netz übertragen. Die Technologie reagiert aber empfindlich auf Objekte und Interferenzen. Daher wird eine große Anzahl von Antennen benötigt. Mit der bestehenden Antennentechnologie ist dieses Vorhaben jedoch zu kostspielig.

Mark Mirotznik, Professor of Electrical Engineering an der University of Delaware, will mit einem Team Spezialsoftware und Algorithmen entwickeln, die die Konstruktion leichter, kleiner und kosteneffektiver 5G-Antennen ermöglichen. Bisher gab es aber keinen Prozess zur Herstellung einer Linse mit der komplexen Struktur, den kleinen Kanälen und den Materialeigenschaften, die diese Anwendung benötigt.

Erwünschte Materialeigenschaften durch NPJ-Technologie

Passive Beam Steering Technologie
Der Keramik-3D-Drucker soll bei der Entwicklung der Antennentechnologie „Passive Beam Steering“ helfen (Bild ©XJet).

Die NanoParticle-Jetting-Technologie von XJet löse laut Mirotznik die Probleme auf einen Schlag. Die für die geplante Lösung entscheidenden Materialeigenschaften und die geometrischen Eigenschaften können damit erzielt werden. Die Innenwände jedes Kanals können mit der erforderlichen Gleichmäßigkeit und Genauigkeit hergestellt werden, um die Wellenrichtung beizubehalten. Das isotrope, 100% hochdichte Keramikmaterial hat die richtige Dielektrizitätskonstante, die das Signal nicht abschwächt oder „absorbiert“. Die geringste Toleranzschwankung kann das Signal an einen falschen Ort führen, was nicht wünschenswert ist.

An der Youngstown State University (YSU) durchgeführte Forschungsarbeiten untermauern die Ergebnisse der University of Delaware. Laut Professor Eric MacDonald, Friedman Chair for Manufacturing an der YSU, ergaben die Forschungsarbeiten, dass die Kristallstruktur der Drucke fast gleichförmig ist. Die Dielektrizitätskonstante ist hoch, die Verlusttangente niedrig. Der Wert ist identisch mit jenem, den man von einem nicht gedruckten Kristall erwarten würde. Die Dielektrizitätskonstante mit dem geringem Verlust birgt neue Möglichkeiten für die additive Fertigung einiger Mikrowellengeräte wie Antennen, Linsen und mehr. Mehr Informationen zu der Entwicklung erhalten Sie auch zukünftig in unserem kostenlosen 3D-Druck-Newsletter (jetzt abonnieren).

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