Se l'Istituto per la tecnologia della stampa e dei media della Chemnitz University of Technology ha la sua strada, molti altoparlanti del futuro non saranno solo sottili come la carta, ma suonerà anche impressionante. Questa è una realtà nei laboratori dei ricercatori di Chemnitz, che nel 2015 ha sviluppato il pluripremiato T-Book, un libro illustrato di grande formato dotato di elettronica stampata. Se giri una pagina, inizia a suonare attraverso un altoparlante invisibile situato all'interno del foglio di carta. "Il T-Book è stato ed è una pietra miliare nello sviluppo dell'elettronica stampata, ma lo sviluppo continua tutto il tempo, " afferma il Prof. Dr. Arved C. Hübler, sotto la cui guida questa tendenza tecnologica, che sta diventando sempre più importante in tutto il mondo, è stato portato avanti per più di 20 anni.

Dalla produzione di fogli singoli alla stampa roll-to-roll

Cinque anni fa, gli altoparlanti sonori di carta di Chemnitz erano ancora fabbricati con un processo di produzione semiautomatico a foglio singolo. In questo processo, carta o fogli ordinari sono stampati con due strati di un polimero organico conduttivo come elettrodi. Uno strato piezoelettrico è interposto tra loro come elemento attivo, che fa vibrare la carta o la pellicola. Il suono forte e chiaro è prodotto dallo spostamento dell'aria. I due lati della carta dell'altoparlante possono essere stampati a colori. Poiché ciò era possibile solo in fogli singoli in formati limitati, l'efficienza di questo processo di fabbricazione relativamente lento è molto bassa. Ecco perché i ricercatori dell'Institute of Print and Media Technology hanno cercato una nuova strada verso una produzione di massa economicamente vantaggiosa da maggio 2017.

L'obiettivo del loro ultimo progetto, carta per altoparlanti stampata roll-to-roll (T-Paper in breve), doveva quindi convertire la produzione di fogli in produzione di bobine. "Ricercatori nel campo della tecnologia dei supporti di stampa, chimica, fisica, acustica, ingegnere elettrico, e l'economia di sei nazioni ha sviluppato un continuo, altamente produttivo, e affidabile produzione in rotolo di nastri di altoparlanti, " riferisce il project manager Georg C. Schmidt. Non solo hanno utilizzato il processo di stampa roll-to-roll (R2R) per questo, ma hanno anche sviluppato tecnologie in linea per altre fasi del processo, come la laminazione di strati funzionali. "Ciò consente all'elettronica di essere incorporata nella carta, in modo invisibile e protetta, " dice Hübler. Inoltre, lui dice, per la prima volta è stata ottenuta la polarizzazione in linea degli strati polimerici piezoelettrici ed è possibile il monitoraggio completo del processo in linea degli strati funzionali stampati. I risultati finali del progetto sono stati pubblicati sulla rinomata rivista Materiale avanzato nel gennaio 2021.

Nastri per altoparlanti in carta lunghi e leggeri per musei, il settore pubblicitario, e Industria 4.0

Il potenziale della carta per altoparlanti è stato esteso ad altre aree di applicazione nel progetto T-Paper. Per esempio, le installazioni di altoparlanti lunghe un metro possono ora essere prodotte in forma web o come un cerchio (T-RING). "Nel nostro prototipo T-RING, un binario lungo quasi quattro metri con 56 altoparlanti individuali è stato collegato per formare sette segmenti e modellato in un cerchio, rendendo possibile un'installazione del suono surround a 360°, " dice Schmidt. La traccia dell'altoparlante, compresi i circuiti stampati, pesa solo 150 grammi ed è composta per il 90% da carta convenzionale che può essere stampata a colori su entrambi i lati. "Ciò significa che ora sono possibili soluzioni di infotainment a basso costo nei musei, alle fiere e nel settore pubblicitario, Per esempio. Negli edifici pubblici, Per esempio, è possibile un'amplificazione sonora molto omogenea di lunghi tratti come i corridoi. Ma la stessa tecnologia di processo potrebbe diventare interessante anche per altre aree, come la produzione di sistemi di misura in linea per Industria 4.0, "dice il responsabile del progetto, guardando al futuro.