Si l'Institut de technologie de l'impression et des médias de l'Université de technologie de Chemnitz réussit, de nombreux haut-parleurs du futur ne seront pas seulement aussi fins que du papier, mais cela semblera également impressionnant. C'est une réalité dans les laboratoires des chercheurs de Chemnitz, qui, en 2015, a développé le T-Book primé à plusieurs reprises, un livre illustré grand format équipé d'électronique imprimée. Si vous tournez une page, il commence à sonner à travers un haut-parleur situé de manière invisible à l'intérieur de la feuille de papier. "Le T-Book était et est une étape importante dans le développement de l'électronique imprimée, mais le développement se poursuit tout le temps, " dit le Prof. Dr. Arved C. Hübler, sous la direction de qui cette tendance technologique, qui prend de plus en plus d'importance dans le monde, est en marche depuis plus de 20 ans.

De la production feuille à feuille à l'impression rouleau à rouleau

Il y a cinq ans, les haut-parleurs sonores en papier de Chemnitz étaient encore fabriqués selon un processus de production semi-automatique à feuille unique. Dans ce processus, du papier ou des feuilles ordinaires sont imprimés avec deux couches d'un polymère organique conducteur comme électrodes. Une couche piézoélectrique est prise en sandwich entre eux en tant qu'élément actif, ce qui fait vibrer le papier ou le film. Un son fort et clair est produit par déplacement d'air. Les deux côtés du papier du haut-parleur peuvent être imprimés en couleur. Comme cela n'était possible que dans des feuilles individuelles dans des formats limités, l'efficacité de ce procédé de fabrication relativement lent est très faible. C'est pourquoi les chercheurs de l'Institute of Print and Media Technology cherchent depuis mai 2017 une nouvelle voie vers une production de masse rentable.

Le but de leur dernier projet, papier d'enceinte imprimé roll-to-roll (T-Paper en abrégé), était donc de convertir la production de tôles en production de rouleaux. "Les chercheurs des domaines de la technologie des médias imprimés, chimie, la physique, acoustique, ingénierie électrique, et l'économie de six pays ont développé une très productif, et la production fiable de rouleaux de bandes de haut-parleurs, " rapporte le chef de projet Georg C. Schmidt. Non seulement ils ont utilisé le processus d'impression roll-to-roll (R2R) pour cela, mais ils ont également développé des technologies en ligne pour d'autres étapes de processus, comme le laminage de couches fonctionnelles. « Cela permet à l'électronique d'être intégrée dans le papier de manière invisible et protégée, " dit Hübler. De plus, il dit, La polarisation en ligne des couches polymères piézoélectriques a été obtenue pour la première fois et une surveillance complète du processus en ligne des couches fonctionnelles imprimées est possible. Les résultats finaux du projet ont été publiés dans la célèbre revue Matériaux avancés en janvier 2021.

Toiles d'enceintes en papier longues et légères pour les musées, l'industrie de la publicité, et Industrie 4.0

Le potentiel du papier pour haut-parleur a été étendu à d'autres domaines d'application dans le projet T-Paper. Par exemple, les installations de haut-parleurs d'un mètre de long peuvent désormais être fabriquées sous forme de bande ou de cercle (T-RING). "Dans notre prototype T-RING, une piste de près de quatre mètres de long avec 56 haut-parleurs individuels a été connectée pour former sept segments et en forme de cercle, rendre possible une installation de son surround à 360°, " dit Schmidt. La piste d'enceinte, y compris les circuits imprimés, ne pèse que 150 grammes et se compose à 90 % de papier conventionnel pouvant être imprimé en couleur sur les deux faces. « Cela signifie que des solutions d'infodivertissement à faible coût sont désormais possibles dans les musées, dans les salons professionnels et dans l'industrie de la publicité, par exemple. Dans les bâtiments publics, par exemple, une sonorisation très homogène de longs tronçons tels que des couloirs est possible. Mais la technologie des procédés elle-même pourrait également devenir intéressante pour d'autres domaines, tels que la production de systèmes de mesure en ligne pour l'industrie 4.0, " dit le chef de projet, regardant vers l'avenir.