Wissenschaftler der Universität Barcelona und der Universitat Politècnica de Catalunya haben ein verbessertes, zuverlässigeres UHF-RFID-Tag (Radio Frequency Identification) entworfen und in 3D gedruckt.Das Bestandsverfolgungsgerät des Teams verfügt über ein bikonisches Antennendesign mit eingebetteten Drahtstreifen, um die Gesamtbandbreite zu verbessern, und eine dielektrische Beschichtung, um zu verhindern, dass das Signal gestört wird.Zusammenfassende Tests haben gezeigt, dass das Tag nahtlos in bestehende Netzwerke integriert werden kann, was möglicherweise seinen Einsatz als Bestandsverwaltungstool in neuen Bereichen wie der Medizin-, Bau- oder Automobilbranche ermöglicht.Das Potenzial der additiven Fertigung bei der Entwicklung kompakterer Antennensysteme wurde bereits in einem breiten Spektrum von Endanwendungen realisiert.Beispielsweise versuchen Wissenschaftler derzeit, kostengünstige Antennen für das britische 5G-Netz in 3D zu drucken, während das Luft- und Raumfahrtunternehmen SENER Aeroespacial einen Metallsensor für die Weltraummission PROBA-3 druckt.In ähnlicher Weise verwenden Forscher der University of Delaware (UDEL) einen XJet Carmel 1400 3D-Drucker, um neben anderen mikrowellenbezogenen Geräten ihre eigenen 5G-Antennen zu entwickeln.Jetzt hat das in Barcelona ansässige Team die RFID-Technologie als einen weiteren möglichen Nutznießer der Kosteneinsparungen und komplexen Geometrien identifiziert, die durch Fertigungstechniken im 3D-Druck ermöglicht werden.RFID-Chips werden in industriellen Bereichen häufig als Mittel zur Bestandsverfolgung, zur Kontrolle des Personalzugangs und für verschiedene logistische Anwendungen eingesetzt, aber sie haben immer noch Einschränkungen.Wenn die Geräte an Orten mit veränderlichen elektromagnetischen (EM) Bedingungen betrieben werden, kann der Aktivierungsbereich des Chips manchmal eingeschränkt sein.Insbesondere Krankenhäuser verursachen häufig Fehlfunktionen von RFID-Tags, da EM-Geräte in der medizinischen Versorgung weit verbreitet sind und die Strahlungseffizienz der Tracking-Chips dadurch beeinträchtigt werden kann.Anderswo, in der Automobil- und Baubranche, hat die Unfähigkeit von RFID-Geräten, vollständig eingetaucht zu funktionieren, ihre Verwendung in bestimmten Bereichen des Fertigungsablaufs ebenfalls verhindert.Das aktualisierte RFID-Gerät des Barcelona-TeamsUm die Einschränkungen bestehender RFID-Tags zu überwinden, entwarfen die Forscher ein neuartiges Antennenlayout, das eine Signalreaktanz verhindert, wenn das Gerät in ein anderes Medium eingetaucht wird.Das Chipdesign des Teams umfasst zwei symmetrische Hauptstrahler, ein Anpassungsnetzwerk und eine dielektrische Beschichtung, die für den Betrieb bei bestimmten Frequenzen optimiert ist.Der Körper der Antenne weist eine doppelkonische Struktur mit einer Metallplatte in der Mitte auf, die mit einer Dielektrizitätskonstante von 2,8 und einem Verlustfaktor von 0,02 vorprogrammiert wurde.Zwei quadratische Metallstreifen werden ebenfalls beidseitig um die Platte gewickelt und über ein Loch verbunden, was letztendlich die Anpassung der Breitbandigkeit der Antenne an die eines RFID-Chips ermöglicht.Durch die Nutzung fortschrittlicher EM-Simulationssoftware beim Design ihres Geräts konnten die Forscher es für die Verwendung mit gängigen RFID-Frequenzen optimieren.Sobald das Endprodukt des Teams fertig war, stellten sie seine dielektrische Beschichtung durch 3D-Druck seines zylindrischen Polymerkörpers in zwei Hälften her, bevor sie sie verbanden, um die Antenne im Inneren einzukapseln.Die Antenne wurde auch mit leitfähiger Silbertinte beschichtet, die als Keim für einen Kupfergalvanisierungsprozess verwendet wurde.Nach der Fertigstellung wurden die konischen Strukturen des Geräts mit einer dünnen Schicht der Legierung bedeckt, die es ihm ermöglichte, erfolgreich Signale zu empfangen und zu übertragen.Nachfolgende Tests zeigten einige Diskrepanzen zwischen den Simulationen der Wissenschaftler und der Leistung ihres Prototyps, insbesondere im Hinblick auf die Bandbreite.Angesichts der Komplexität der Geometrie des Geräts variierte die Genauigkeit des endgültigen Designs in bestimmten Bereichen, was sich auf das EM-Verhalten des Chips auswirkte.Als der endgültige Prototyp des RFID-Chips des Teams mit einem kommerziellen „Alien ALR-9900+“-Lesegerät evaluiert wurde, schnitt er dennoch deutlich besser ab.Sobald das Gerät in die Luft gehoben wurde, konnte es aus einer Entfernung von 4,5 Metern gelesen werden, und wenn der Chip vollständig eingetaucht war, behielt es eine Erkennungsreichweite von 40 Prozent bei, was mit Simulationen übereinstimmte.Folglich betrachtete das Forschungsteam ihr Design als gelungen und das fertige Gerät als einzigartig, da es für eingebettete Anwendungen optimiert ist.Tests haben gezeigt, dass das RFID-Tag in der Lage war, die Auswirkungen externer Bedingungen effektiv zu minimieren, was seinen Einsatz in neuen Branchen mit besonders unregelmäßigen EM-Bedingungen ermöglichen könnte.Die Ergebnisse der Forscher sind in ihrem Artikel mit dem Titel „3D-Printed UHF-RFID Tag for Embedded Applications“ detailliert beschrieben.Das Papier wurde von Neus Vidal, Josep Maria Lopez-Villegas, Jordi Romeu, Arnau Salas Barenys, Aleix Garcia-Miquel, Giselle Gonzalez-Lopez und Luis Jofre mitverfasst.Um über die neuesten 3D-Drucknachrichten auf dem Laufenden zu bleiben, vergessen Sie nicht, den Newsletter der 3D-Druckindustrie zu abonnieren oder uns auf Twitter zu folgen oder unsere Seite auf Facebook zu liken.Sie suchen einen Job in der additiven Fertigungsindustrie?Besuchen Sie 3D Printing Jobs für eine Auswahl an Rollen in der Branche.Das abgebildete Bild zeigt das Innere des 3D-gedruckten RFID-Tags der Forscher.Foto über die Universität Barcelona.Paul hat einen Abschluss in Geschichte und Journalismus und ist leidenschaftlich daran interessiert, die neuesten Technologienachrichten zu finden.© Copyright 2017 |Alle Rechte 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