Elektronika drukowana i grafen dla obronności i kosmosu
Voltera V-One i NOVA pozwalają zespołom R&D prototypować płytki PCB, anteny, czujniki i elektronikę noszoną na miejscu – bez zlecania płytek na zewnątrz i bez sit. Grafenowe folie grzewcze i farby Blackleaf chronią drony, akumulatory i wyposażenie żołnierza przed zimnem i oblodzeniem.
Voltera NOVA drukuje grzałkę z farby przewodzącej bezpośrednio na tkaninie.
Szybkie prototypowanie elektroniki dla sektora obronnego i kosmicznego
Projekty obronne i kosmiczne wymagają wielu iteracji elektroniki: płytek sterujących, anten, czujników i grzałek. Voltera V-One i NOVA pozwalają wykonać je we własnym laboratorium, a grafenowe materiały Blackleaf dają cienkie, lekkie i równomiernie grzejące folie do ochrony sprzętu przed zimnem i oblodzeniem.
Prototyp na miejscu
V-One i NOVA drukują płytki, anteny i czujniki we własnym laboratorium – bez wysyłania dokumentacji do zewnętrznego producenta PCB i bez czekania na dostawę.
Podłoża techniczne i tekstylne
NOVA nanosi materiały na bawełnę, nylon, Kevlar®, TPU, PET, poliimid (Kapton) i papier, a V-One na sztywne laminaty, np. FR1.
Druk wielowarstwowy
Warstwy przewodzące, dielektryczne, elektrolity i luminofory nakładane jedna na drugą – od cienkich baterii po wyświetlacze elektroluminescencyjne.
Grafenowe folie zamiast metalowych grzałek
Folie grzewcze Blackleaf mają 50–300 µm grubości i minimalny promień gięcia 2 mm, a grzeją równomiernie na całej powierzchni – także na krzywiznach skrzydeł i obudów.
Elektronika dla satelitów i misji kosmicznych
CubeSaty, ładunki badawcze i demonstratory technologii przechodzą wiele iteracji elektroniki, zanim trafią do kwalifikacji środowiskowej. Na Voltera płytki testowe, anteny, mikrogrzałki i interkonekty powstają w laboratorium tego samego dnia, a zespół może od razu sprawdzić kolejną wersję projektu.
Princeton University – elektronika do CubeSatów
Studenci Mechanical and Aerospace Engineering prototypują na V-One płytki PCB do CubeSatów, czyli miniaturowych satelitów badawczych. Dzięki temu uczestniczą w całym procesie: od projektu obwodu i szybkiego prototypowania, przez integrację i testy statku, po start. Laboratorium projektowe na kampusie pozwala wykonać elektronikę satelity bez zlecania płytek na zewnątrz.
NASA Goddard – laboratorium elektroniki drukowanej
Laboratorium 3D Printing of Electronics w NASA Goddard Space Flight Center wymienia Voltera NOVA wśród swoich drukarek (linia od 100 µm, do 6 warstw, wymienne głowice). Zespół drukuje obwody i czujniki dla misji kosmicznych, także na powierzchniach zakrzywionych, co pozwala ograniczyć masę, rozmiar i pobór mocy. Wśród projektów laboratorium, realizowanych na różnych urządzeniach, są m.in. drukowana mikrogrzałka na wsporniku instrumentu ALICE misji STRIVE (ok. 10°C przyrostu przy 5,33 W), antena S-band testowana w locie balonowym, kondensator 28 pF ze srebra na Kaptonie i interkonekty zastępujące połączenia drutowe.
Drukowana antena telemetrii S-band przed lotem balonowym. Fot. NASA.
Imperial College London – tensometry dla kompozytów lotniczych
Zespół z Imperial College London (Wydział Aeronautyki) wydrukował na NOVA tensometry srebrne i węglowe na podłożu Kapton i porównał je z komercyjnymi tensometrami foliowymi na płytach z kompozytu CFRP. Tensometry srebrne miały współczynnik czułości ok. 2,75 i dobrą liniowość, porównywalne z komercyjnymi, więc nadają się do ilościowego monitorowania zmęczenia konstrukcji. Węglowe miały rezystancję rzędu kiloomów (srebrne ok. 10 Ω), ale czułość 10–12 przy rozciąganiu i dobrą powtarzalność przez 2000 cykli zmęczeniowych.
York University – samonagrzewające się skrzydła UAV
Zespół Electronics Additive Manufacturing Lab drukował na V-One srebrne elektrody na tkaninach z włókna węglowego (12K UD, 6K i 3K twill), które po infuzji żywicą epoksydową tworzyły płaskie i trójwymiarowe elementy w kształcie skrzydła. Kompozyt działa jak grzałka do odladzania skrzydeł bezzałogowców: zespół dobrał powtarzalne i skalowalne parametry druku, a grzałki osiągały temperaturę wystarczającą do topienia lodu.
Typowe zastosowania Voltera w projektach kosmicznych
- Prototypy PCB dla CubeSatów i SmallSatów: zasilanie (EPS), moduły komunikacyjne RF, telemetria i systemy kontroli orientacji (ADCS).
- Płytki testowe do walidacji komponentów przed kwalifikacją środowiskową: cyklami termicznymi, wibracjami i próżnią.
- Anteny, mikrogrzałki i interkonekty drukowane na powierzchniach zakrzywionych i podłożach elastycznych (NOVA).
- Demonstratory technologii przed przeniesieniem projektu do produkcji zgodnej z normami kosmicznymi (ECSS, NASA).
Voltera służy do prototypowania i badań. Sprzęt lotny wymaga kwalifikacji zgodnej z wymaganiami misji oraz normami ECSS lub NASA.
Prototypy elektroniki dla wyposażenia żołnierza i systemów obronnych
Voltera opisuje trzy obszary zastosowań NOVA w obronności: osobiste wyposażenie żołnierza, wyposażenie obronne i elektronikę do pracy w trudnych warunkach. Poniżej projekty wydrukowane na NOVA i V-One wraz z parametrami.
Ogrzewanie odzieży i rękawic
NOVA wydrukowała grzałkę z farby ACI SH5025 na bawełnianej rękawicy: przy 12 V osiąga ok. 40°C, a wyższe napięcie pozwala podnieść temperaturę. W innym projekcie obwód z rozciągliwej srebrnej farby na TPU, wszyty w kieszeń, nagrzewał się do 45–50°C w ciągu minuty od podłączenia baterii, a sam druk trwał poniżej 15 minut. Zastosowania: rękawice, wkładki do butów i kurtki.
Zdalne sterowanie robotami
Rękawica z tensometrami wydrukowanymi rozciągliwą srebrną farbą na TPU bezprzewodowo (2,4 GHz) steruje robotyczną dłonią z pięcioma serwomechanizmami, a palce zginają się do 60°. Płytki nadajnika i odbiornika wykonano na V-One. Takie interfejsy przydają się przy neutralizacji ładunków wybuchowych, pracach podwodnych i rozpoznaniu w strefach niebezpiecznych dla ludzi.
Anteny i znaczniki RFID UHF
Antenę RFID UHF o wymiarach 95 × 15 mm wydrukowano farbą przewodzącą na bazie miedzi (Copprint LF-301) na papierze: druk trwał ok. 15 minut, spiekanie 15 sekund w 270°C, a dopasowanie S11 wyniosło −29,4 dB przy 922,5 MHz. Według Voltera znacznik działał lepiej niż gotowe tagi rynkowe. Zastosowania: identyfikacja i śledzenie sprzętu, lokalizacja UHF oraz anteny dopasowane kształtem do dronów i pojazdów.
Drukowane baterie
Siedmiowarstwowa bateria cynkowo-manganowa wydrukowana na folii PET ma osiem ogniw, napięcie ok. 2,4 V, pojemność ok. 1 mAh i wymiary 90 × 85 × 0,75 mm. Elastyczne źródła zasilania mogą zasilać elektronikę noszoną, np. lokalizatory GPS czy czujniki ruchu, bez ciężkich akumulatorów i przewodów.
Monitorowanie stanu zdrowia
Suche elektrody EKG ze złotej i rozciągliwej srebrnej farby na TPU można zintegrować z koszulką lub pasem piersiowym, aby monitorować tętno w czasie rzeczywistym. Szczegóły projektu opisujemy na stronie o zastosowaniach medycznych.
Wyświetlacze elektroluminescencyjne
Czterowarstwowy wyświetlacz EL (warstwa przewodząca, dielektryk, luminofor i górna elektroda) wydrukowany na papierze i PET świeci po zasileniu z przetwornicy 140 V AC. Cienkie i odporne na wibracje wyświetlacze sprawdzają się w panelach sterowania i wytrzymałej elektronice. NOVA drukuje też materiały optycznie zmienne, które zmieniają kolor w świetle UV.
Grafenowe folie grzewcze i farby Blackleaf dla dronów i wyposażenia
Blackleaf to francuski producent grafenu założony w 2018 roku, z 18 patentami i zdolnością produkcyjną 36 ton rocznie. Z grafenu powstają wodne farby przewodzące NEOBLACK i elastyczne folie grzewcze BLACKHEATER, które grzeją równomiernie na całej powierzchni – również na zakrzywionych elementach, takich jak krawędzie natarcia skrzydeł.
- Grubość 50–300 µm i minimalny promień gięcia 2 mm – folia mieści się w ciasnych przestrzeniach i dopasowuje do krzywizn.
- Gęstość mocy od 0,01 do 6 W/cm², temperatura do 200°C, zasilanie od 3 do 480 V.
- Podłoża PET, TPU, PEI, PU i tekstylia, elektrody srebrne lub miedziane.
- Gotowe folie BLACKHEATER GPAD pracują w zakresie od −40 do 120°C.
- Zgodność z CE, RoHS i REACH.
- Według producenta (dane porównawcze): do 5 razy większa moc niż grzałki trawione, do 67 razy mniejsza grubość niż grzałki silikonowe i do 1,7 raza wyższa temperatura niż grzałki PTC.
Oblodzone skrzydło bezzałogowca – folia grzewcza chroni krawędź natarcia przed lodem.
Odladzanie dronów i UAV
BLACKHEATER GPAD 20+ to samoprzylepny pas 500 × 50 mm do przycięcia na wymiar: 12 V, 20 W (0,8 W/cm²), ok. 95°C przy pełnej mocy. Chroni krawędzie skrzydeł przed oblodzeniem, a akumulatory i elektronikę pokładową przed zimnem.
Ogrzewanie żołnierza i wyposażenia
Folie GPAD 10+ (zasilanie 5 V z powerbanku przez USB-C) i GPAD 11+ (złącze zaciskowe) mają 123,5 × 97 mm i osiągają ok. 45°C przy 8 W. Kompaktowa folia mieści się pod mundurem lub w kieszeni i zapewnia ciepło od ręki w terenie – chroni też elektronikę przed zimnem.
Farby grafenowe NEOBLACK
Wodne farby grafenowe do sitodruku bez toksycznych rozpuszczalników: utwardzanie 3 minuty w 120°C, przyczepność do 5B (ISO 2409) i minimalny promień gięcia 1 mm. Według producenta rezystancja powierzchniowa drukowanej warstwy zaczyna się od 24 Ω/sq/mil. Z farb NEOBLACK drukuje się własne grzałki i ścieżki.
Test systemu przeciwoblodzeniowego Blackleaf
- Folia 300 × 300 mm na PET, 48 V, 0,09 W/cm², do 120°C: temperatura na powierzchni 98–102°C.
- 600 próbek: zmienność rezystancji powierzchniowej w granicach ±5% (odchylenie 4,1% średniej).
- 7 godzin pracy przy ok. 100°C bez dryfu temperatury (41 V, 0,85 A, 34 W).
- Cykle 3 minuty grzania 50 W i 4 minuty przerwy przez 6 godzin, powtarzane przez miesiąc – bez awarii.
Projekty wojskowe Blackleaf: odzież grzewcza, tarcze i wabiki termiczne
Odzież grzewcza dla żołnierza
W projekcie Army Lab Design #1 Blackleaf zintegrował z odzieżą folie grzewcze drukowane bezpośrednio na tekstyliach. Ogrzewają równomiernie kluczowe strefy tułowia i zostały zaprojektowane do pracy w ekstremalnych warunkach.
Tarcze termiczne do szkolenia
Folia grzewcza na tarczy sylwetkowej odtwarza realistyczną sygnaturę cieplną człowieka (Army Lab Design #2). Takie tarcze służą do ćwiczeń z noktowizją, celownikami termowizyjnymi i optyką termalną – także nocą i przy ograniczonej widoczności.
Wabiki termiczne
Lekkie, elastyczne folie grzewcze mogą odwzorowywać sygnatury cieplne pojazdów i sprzętu (Army Lab Design #3). Makiety z takimi foliami pozorują cele dla systemów obserwacji i naprowadzania w podczerwieni, odciągając je od rzeczywistego sprzętu.
Folie są dostępne jako gotowe modele albo projektowane na wymiar – od określenia specyfikacji – napięcia, mocy, temperatury, wymiarów i podłoża – przez prototyp i serię pilotażową, aż po produkcję przemysłową. Projekty specjalne, takie jak tarcze i wabiki termiczne, omawiamy na indywidualne zapytanie.
Ekranowanie EMI i absorpcja fal radiowych
Przewodzące powłoki grafenowe odbijają i tłumią promieniowanie elektromagnetyczne. Wykorzystuje się to w ekranowaniu elektromagnetycznym (EMI/EMC) oraz w materiałach pochłaniających fale radiowe – szczególnie tam, gdzie metalowa obudowa, siatka lub metalizacja są niepraktyczne.
Bez metalu i platerowania
Wodna powłoka grafenowa nakładana natryskiem tworzy ciągłą warstwę przewodzącą na tworzywach, kompozytach, tekstyliach i szkle – bez siatki metalowej i bez metalizacji.
Skuteczność dobierana do projektu
O skuteczności ekranowania decyduje przede wszystkim rezystancja powierzchniowa warstwy: im niższa, tym silniejsze tłumienie. Reguluje się ją grubością nałożonej warstwy i doborem wariantu materiału.
Typowe zastosowania
Obudowy i osłony elektroniki z tworzyw i kompozytów, panele, tkaniny techniczne oraz elementy, które muszą spełniać wymagania zgodności elektromagnetycznej (EMC).
V-One, NOVA czy Blackleaf – co wybrać?
Voltera V-One – płytki PCB i elektronika sterująca
- Druk ścieżek srebrną farbą przewodzącą na FR1 (ścieżka i odstęp od 200 µm), wiercenie, pasta lutownicza i reflow w jednym urządzeniu.
- Płytki testowe, sterujące i odbiorcze – np. do rękawicy sterującej robotem.
- Prototypy PCB dla CubeSatów i demonstratorów technologii.
Voltera NOVA – anteny, czujniki i grzałki
- Druk na podłożach elastycznych, rozciągliwych i tekstylnych: TPU, PET, Kapton, Kevlar®, bawełna.
- Farby i pasty o lepkości od 1 000 do 1 000 000 cP (według danych producenta; zakres zależy od reologii materiału, średnicy dyszy i parametrów dozowania), druk wielowarstwowy.
- Pole druku 220 × 300 mm – anteny, tensometry, baterie, wyświetlacze EL.
Blackleaf – grafenowe folie i farby
- Gotowe folie grzewcze BLACKHEATER GPAD lub folie projektowane na wymiar.
- Wodne farby grafenowe NEOBLACK do sitodruku własnych grzałek.
- Ścieżka od prototypu, przez serię pilotażową, do produkcji przemysłowej.
Co można zaprototypować
Konkretną konfigurację urządzenia, materiałów i podłoży dobieramy do Twojego projektu.
Zobacz Voltera w projektach lotniczych i obronnych
Voltera w Princeton – elektronika dla lotnictwa i kosmosu
Studenci Mechanical and Aerospace Engineering budujący satelity. Film w języku angielskim.
Druk anten RFID z farby miedzianej na NOVA
Druk anteny UHF, spiekanie i montaż układu RFID. Film w języku angielskim.
Podgrzewana rękawica drukowana na bawełnie
Druk grzałki na tkaninie i pomiar kamerą termowizyjną. Film w języku angielskim.
NOVA: elektronika sztywna, elastyczna i rozciągliwa
Przegląd możliwości druku na różnych podłożach. Film w języku angielskim.
Jak wygląda współpraca z Chemikonics
1. Opisz zastosowanie
Napisz, co chcesz prototypować lub chronić przed zimnem: płytki, anteny, czujniki, grzałki czy folie. Podaj podłoże, wymiary, zasilanie i warunki pracy – nie musisz mieć gotowego projektu.
2. Dobieramy rozwiązanie
Podpowiadamy, czy lepszy będzie V-One, NOVA, gotowa folia Blackleaf, czy folia projektowana na wymiar, oraz jakie farby, pasty i podłoża będą potrzebne.
3. Przygotowujemy ofertę
Otrzymujesz indywidualną ofertę dopasowaną do zastosowania, harmonogramu i budżetu.
Najczęściej zadawane pytania
Czy drukarki Voltera nadają się do projektów kosmicznych?
Tak, na etapie badań i prototypowania. Studenci Princeton University prototypują na V-One płytki do CubeSatów, a laboratorium elektroniki drukowanej NASA Goddard ma w wyposażeniu Voltera NOVA. Sprzęt lotny wymaga jednak kwalifikacji zgodnej z wymaganiami misji oraz normami ECSS lub NASA.
Jakie zastosowania obronne można prototypować na Voltera NOVA?
M.in. grzałki w odzieży i rękawicach, tensometry do sterowania robotami, anteny i znaczniki RFID UHF, cienkie baterie na PET, elektrody do monitorowania stanu zdrowia oraz wyświetlacze elektroluminescencyjne. Płytki sterujące i odbiorcze wykonuje się na V-One.
Na jakich podłożach drukuje Voltera NOVA?
Na bawełnie, nylonie, tkaninach aramidowych typu Kevlar®, TPU, PET, poliimidzie (Kapton), papierze, szkle i ceramice. V-One drukuje na sztywnych laminatach, np. FR1.
Czym są folie grzewcze Blackleaf BLACKHEATER?
To cienkie (50–300 µm) i elastyczne folie grzewcze z grafenowej farby Blackleaf. Grzeją równomiernie na całej powierzchni i osiągają do 200°C, a gotowe modele GPAD pracują w zakresie od −40 do 120°C. Służą m.in. do odladzania skrzydeł dronów, ogrzewania akumulatorów i elektroniki oraz odzieży.
Czy folię grzewczą Blackleaf można zaprojektować na wymiar?
Tak. Blackleaf projektuje folie według podanego napięcia (3–480 V), mocy (0,01–6 W/cm²), temperatury, wymiarów i podłoża (PET, TPU, PEI, PU, tekstylia). Proces prowadzi od prototypu, przez serię pilotażową, do produkcji przemysłowej.
Czy oferujecie materiały do ekranowania EMI i absorpcji fal radiowych?
Grafenowe materiały przewodzące mogą odbijać i pochłaniać fale elektromagnetyczne, co wykorzystuje się w ekranowaniu EMI i w materiałach pochłaniających fale radiowe. To rozwiązania dobierane indywidualnie, dlatego szczegóły przedstawiamy na konkretne zapytanie.
Czy Chemikonics dostarcza rozwiązania do podmiotów sektora obronnego?
Tak. Chemikonics jest autoryzowanym dystrybutorem Voltera i Blackleaf w Polsce i przyjmuje zapytania również od podmiotów sektora obronnego. Zapytania przyjmujemy przez formularz na tej stronie lub pod adresem sales@chemikonics.com.
Publikacje i materiały badawcze
- Philibert M., Pan Y., Aliabadi F. M. H., Sharif Khodaei Z., Direct ink writing of flexible strain gauges for IoT-enabled structural health and usage monitoring of aerospace composites, Smart Materials and Structures 35(9) (2026) 095011. DOI →
- Idris M. K. i in., Printing electronics directly onto carbon fiber composites: unmanned aerial vehicle (UAV) wings with integrated heater for de-icing, Engineering Research Express 2(2) (2020) 025022. DOI →
- Ba H. i in., Lightweight, few-layer graphene composites with improved electro-thermal properties as efficient heating devices for de-icing applications, Carbon 182 (2021) 655–668. Pierwszy autor jest afiliowany przy BlackLeaf SAS. DOI →
- NASA Goddard Space Flight Center, 3D Printing of Electronics Laboratory. nasa.gov →
Powiązane strony
Voltera V-One – drukarka PCB
Druk ścieżek, wiercenie, pasta lutownicza i reflow w jednym urządzeniu.
Voltera NOVA – druk elektroniki elastycznej
System dozowania materiałów do anten, czujników i grzałek.
Farby i materiały grafenowe
Folie grzewcze BLACKHEATER i farby NEOBLACK firmy Blackleaf.
Zaprototypuj elektronikę dla obronności i kosmosu we własnym laboratorium
Opisz swoje zastosowanie, a przygotujemy indywidualną ofertę na Voltera V-One, NOVA lub rozwiązania grafenowe Blackleaf.
Masz pytania? Sprawdź FAQ produktów Chemikonics.
Zapytaj o ofertę
Obronność i kosmos