Zetamix Epsilon (Ɛ)

Nanoe ist ein französisches Unternehmen, das auf die Entwicklung und Herstellung innovativer Hochleistungsmaterialien spezialisiert ist. Das Unternehmen ist vor allem für seine 2018 eingeführte Zetamix-Linie zugänglicher Keramik- und Metall-Filamente bekannt. Eines der in der Zetamix-Linie angebotenen Materialien ist das Zetamix Epsilon Filament, ein dielektrisches Material für Hochfrequenz (HF)-Anwendungen, hauptsächlich im Bereich von 300 MHz bis 30 GHz (VHF/UHF-Fernsehen, UKW-Radio, Mobiltelefone, GPS, Wi-Fi, 4G und Satellitenkommunikation).

Video 1: Ein Webinar zur Einführung des Zetamix Epsilon Filaments. Quelle: Nanoe.

Dielektrische Materialien sind elektrische Isolatoren, das heißt, sie können keinen elektrischen Strom leiten und sind eher dissipativ (Verlusttangente). Der Hauptzweck dielektrischer Materialien besteht darin, elektromagnetische Wellen abzubremsen oder von ihrem ursprünglichen Verlauf abzulenken, und je höher die Dielektrizitätskonstante ist, desto stärker wird der Wellenverlauf abgelenkt. Das Epsilon Filament ist in drei Varianten der Dielektrizitätskonstante erhältlich - 2.2, 4.5 und 7.5 - und besteht aus einem Bindemittel auf Polyolefinbasis und feinem Titanoxid (TiO₂)-Pulver, wobei das Verhältnis von der Filament-Variante abhängt. Darüber hinaus kann die Permittivität des 3D-Prägungsteils durch Variationen der Füllung und des Extrusionsverhältnisses fein abgestimmt werden.

Bild 1: Die verschiedenen RF-Oberflächen, die mit dem Epsilon Filament 3D-gedruckt wurden. Quelle: Nanoe.

Zusätzlich zu seinen dielektrischen Eigenschaften zeichnet sich das Zetamix Epsilon Filament durch niedrige dielektrische Verluste, hohe Hitzebeständigkeit (bis zu 115 ºC HDT) und einfache Anwendung aus. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass das Epsilon Filament im Gegensatz zu anderen Zetamix Filamenten keine Nachbearbeitung erfordert. Das bedeutet, dass mit ihm gedruckte 3D-Teile sofort nach dem Druck verwendet werden können, ohne dass ein Entbindern oder Sintern erforderlich ist, und dass größere und komplexere Strukturen gedruckt werden können, was bei anderen keramischen Materialien, die D&S erfordern, aufgrund der Größenbeschränkungen durch die Nachbearbeitungsgeräte nicht möglich ist. Dies macht das Epsilon Filament für alle Arten von Anwendern extrem zugänglich, insbesondere für diejenigen, die am 3D-Druck großer Objekte interessiert sind oder die nicht über eine Entbinderungs- und Sinterungsanlage verfügen.

Bild 2: Eine lenkbare Antenne mit niedrigem Profil und dielektrischen Metasurfaces, die mit dem Epsilon Filament 3D-gedruckt wurde. Quelle: Nanoe.

Das Zetamix Epsilon Filament ist eine einstufige 3D-Drucklösung, die das bietet, was die traditionelle Fertigung (CNC-Bearbeitung) für Hochfrequenzanwendungen nicht bieten kann. Es können nämlich viele effektive Lösungen hergestellt werden, um die steigende Nachfrage nach Kompaktheit und Effizienz bei Telekommunikationsgeräten zu erfüllen. 

Bild 3: Eine 3D-gedruckte RF-Linse ist viel kompakter als ihr CNC-gefrästes Gegenstück. Quelle: Nanoe.

Darüber hinaus ermöglicht das Zetamix Epsilon Filament die Herstellung sehr viel komplexerer Formen oder die Produktion von Kleinserien, wodurch die Kosten für die herkömmliche Herstellung gesenkt werden können. Die Zetamix Epsilon Filamente ermöglichen die Herstellung einer Vielzahl von Komponenten wie Deflektoren, HF-Linsen, reflektierende HF-Linsen, dielektrische Resonatorantennen oder zirkular polarisierte dielektrische Helix-Antennen.