• XJet NanoParticle Jetting: the only technology able to solve the manufacturing and performance issues of Passive Beam Steering for superfast antenna applications
• Isotropic, 100 percent density materials combined with accuracy and surface finish of XJet NPJ deliver the application

Detroit, USA – May 21, 2019 – XJet Ltd., the additive manufacturing company, announced at RAPID + TCT today that the University of Delaware (UDEL) has installed an XJet Carmel 1400 AM System. UDEL will use XJet ceramic 3D printing to develop cutting-edge antenna technology called ‘Passive Beam Steering’, for amongst other applications, the 5G network.

The XJet Carmel 1400 AM System, using NanoParticle Jetting^™ (NPJ) technology, solves a crucial problem in the roll-out of the 5G network. In comparison to 4G/3G, 5G signals deliver data 10-20 times faster, however they are more sensitive to objects and inference, requiring a vast increase in the number of antennas to solve the issue. Existing antenna technology is simply too expensive to enable the successful scaling up of infrastructure required by 5G.

According to Mark Mirotznik, Professor of Electrical Engineering, University of Delaware, their research team has developed special software and algorithms to enable the design of small, lightweight, cost-effective 5G antennas. The issue facing the university was that, seemingly, no manufacturing process existed to produce the lens with the complex structure, small channels and material properties required. The university then discovered XJet.

“Discovering XJet NanoParticle Jetting was a real lightbulb moment for us. In one stroke, it solved our previous frustration in achieving both the material characteristics combined with the geometric properties essential to our solution. NPJ is the only process capable of producing the inner walls of each channel with the accuracy and smoothness required to retain wave direction – but in ceramic. XJet’s ceramic is an isotropic, 100 percent density ceramic with the right dielectric constant, which does not ‘absorb’ and weaken signal. Quite literally, any tiny variation in tolerance could lead to diversion of the signal to the wrong place, and that couldn’t be afforded,” affirms Mirotznik.

Research conducted at Youngstown State University (YSU), using the XJet Carmel 1400 system (owned by the Youngstown Business Incubator and operated by the university), further supports the results of the University of Delaware with regards to density, isotropic properties, dielectric constant and the use of XJet for the development of devices such as the 5G antenna.

“We carried out research to establish the nature and properties of XJet printed Zirconia. This suggested the crystal structure of the prints are nearly even; the dielectric constant is high while the loss tangent is low and are both similar to the value expected from a non-printed crystal. This high dielectric constant with low loss opens the potential for 3D printing of a variety of microwave devices including antennas, lenses, and filters. Two simple dielectric resonator antennas were demonstrated with the material, showing that the measured material properties can indeed be used for accurate design of such devices with electromagnetic simulation tools,” says Professor Eric MacDonald, Friedman Chair for Manufacturing, YSU.

“The University of Delaware’s application of NanoParticle Jetting technology for antennas is truly pioneering. 5G is expected to bring about a true revolution in wireless technology, and with it the connectivity to support everything from autonomous vehicles and smart cities, to long-distance surgery, live-streaming virtual reality and the prospect of a limitless ‘Internet of Things’,” says XJet CEO Hanan Gothait.

“Clearly, to achieve that, the technology must be extraordinarily reliable, and we believe NPJ is ideally placed to deliver it. 5G antennas will need to be produced in the millions to deploy a successful, fully functioning 5G global network – and millions is exactly the kind of productivity this system has been designed for,” concludes Gothait.

• Le XJet NanoParticle Jetting est la seule technologie capable de surmonter les problèmes de fabrication et de performance du « Passive Beam Steering » pour les applications d’antenne ultra-rapide.
• L’application est basée sur des matériaux isotropes 100 % denses combinés à la précision et à la finition de surface de la technologie XJet NPJ.

 Detroit, États-Unis– Le 10 de juin 2019 – XJet Ltd., la société de fabrication additive, a annoncé aujourd’hui au salon RAPID + TCT que l’Université du Delaware (UDEL) avait installé une imprimante 3D XJet Carmel 1400 dans ses locaux. L’UDEL va faire appel à l’impression 3D en céramique de XJet pour développer le « Passive Beam Steering », une technologie d’antenne révolutionnaire adaptée à de nombreuses applications, dont le réseau 5G.

L’imprimante 3D XJet Carmel 1400 se sert de la technologie NanoParticle Jetting^™ (NPJ) pour surmonter un obstacle majeur au déploiement du réseau 5G. Les signaux 5G transmettent les données 10 à 20 fois plus vite que les signaux 4G/3G, mais sont plus sensibles aux objets et aux interférences. Pour remédier à ce problème, il est nécessaire d’augmenter considérablement le nombre d’antennes disponibles. Mais la technologie utilisée actuellement pour la production des antennes est trop coûteuse pour être appliquée à grande échelle aux infrastructures 5G.

Avec son équipe de recherche, Mark Mirotznik, professeur de génie mécanique à l’Université du Delaware, a développé un logiciel et des algorithmes spéciaux pour la conception d’une antenne 5G petit format légère et rentable. Mais l’université avait un problème : aucun procédé de fabrication ne semblait exister pour la production d’une lentille possédant la structure complexe, les canaux étroits et les propriétés matérielles requises. Puis elle a découvert la XJet.

« Pour nous, la découverte de la technologie XJet NanoParticle Jetting a complètement changé la donne, explique Mark Miroznik. Elle résolvait d’un seul coup notre problème, qui était de trouver la combinaison de caractéristiques matérielles et de propriétés géométriques essentielles à notre solution. Le NPJ est le seul procédé capable de produire avec précision les canaux aux parois internes lisses requis pour maintenir la direction des ondes, mais en céramique. La céramique de XJet est isotrope et 100 % dense, avec une constante diélectrique qui n’« absorbe » ni n’affaiblit le signal. Toute variation de tolérance, aussi minuscule soit-elle, risquerait d’envoyer le signal au mauvais endroit, ce qui serait totalement inacceptable. »

La recherche menée par l’Université d’État de Youngstown (YSU) avec l’imprimante XJet Carmel 1400 (qui appartient à l’incubateur d’entreprises de Youngstown et est opérée par l’université) a confirmé les résultats de densité, de propriétés isotropes et de constante diélectrique publiés par l’Université du Delaware et validé l’utilisation de la XJet pour le développement de dispositifs tels que l’antenne 5G.

« Notre recherche cherchait à établir la nature et les propriétés de la zircone imprimée avec la XJet, explique Professeur Eric MacDonald, Friedman Chair for Manufacturing de l’YSU. Elle a suggéré que les pièces imprimées avaient une structure cristalline presque parfaite et, à l’instar du cristal non imprimé, une constante diélectrique élevée et un angle de perte réduit. Cette constante diélectrique élevée à faible perte va rendre possible l’impression 3D d’une variété de dispositifs à micro-ondes, parmi lesquels antennes, lentilles et filtres. Les deux antennes à résonance diélectrique de base qui ont été testées avec ce matériau ont prouvé que les propriétés matérielles mesurées étaient adaptées à la conception précise de tels dispositifs avec des outils de simulation électromagnétique. ».

« L’Université du Delaware a appliqué la technologie NanoParticle Jetting aux antennes de façon véritablement innovante, indique Hanan Gothait, CEO de XJet. La 5G va révolutionner la technologie sans fil et fournir la connectivité nécessaire à d’innombrables applications, des véhicules autonomes aux villes intelligentes, en passant par la chirurgie à distance et la réalité virtuelle en streaming, ainsi que des perspectives illimitées pour l’Internet des objets. ».

« La 5G nécessite une technologie extraordinairement fiable, et nous sommes convaincus que le NPJ répond parfaitement à ce besoin, conclut Hanan Gothait. Pour déployer un réseau 5G entièrement opérationnel au niveau mondial, il va falloir produire des millions d’antennes 5G, et le système a été spécialement conçu pour garantir ce type de productivité. ».

• XJet NanoParticle Jetting: die einzigeTechnologie, die in der Lage ist, die Herstellungs- und Leistungsprobleme von „Passive Beam Steering“ für superschnelle Antennenanwendungen zu lösen
• Isotrope, 100 Prozent hochdichte Materialien, eine hohe Genauigkeit und die bemerkenswerte Oberflächenbeschaffenheit der von XJet NPJ gedruckten Teile sind für die Anwendung entscheidend

Detroit, USA – 10 de junio de 2019 – XJet Ltd., der Spezialist für additive Fertigung, hat heute auf der RAPID + TCT bekanntgegeben, dass die University of Delaware (UDEL) ein Carmel 1400 AM-System von XJet installiert hat. UDEL wird den XJet Keramik-3D-Drucker zur Entwicklung der innovativen Antennentechnologie „Passive Beam Steering“ verwenden, die neben anderen Anwendungen für das 5G-Netz eingesetzt wird.

Das XJet AM-System Carmel 1400, bei dem die NanoParticle Jetting^™(NPJ)-Technologie des Unternehmens zum Einsatz kommt, löst eines der größten mit der Einführung des 5G-Netzes verbundenen Probleme. 5G-Signale übertragen Daten 10 – 20 Mal schneller als 4G/3G. Sie reagieren jedoch empfindlicher auf Objekte und Interferenzen. Zur Lösung dieses Problems wird eine sehr große Anzahl von Antennen benötigt. Die bestehende Antennentechnologie ist einfach zu kostspielig, um die von 5G benötigte Infrastruktur erfolgreich zu skalieren.

Laut Mark Mirotznik, Professor of Electrical Engineering an der University of Delaware, hat das Forschungsteam der Universität Spezialsoftware und Algorithmen entwickelt, die die Konstruktion kleiner, leichter und kosteneffektiver 5G-Antennen ermöglichen. Das Hauptproblem des Forschungsteams der Universität bestand darin, dass es noch keinen Prozess zur Herstellung einer Linse mit der komplexen Struktur, den kleinen Kanälen und den Materialeigenschaften gab, die diese Anwendung erforderte. Dann wurde die Universität auf XJet aufmerksam.

„Die Entdeckung der NanoParticle-Jetting-Technologie von XJet war ein echtes Aha-Erlebnis. Sie löste auf einen Schlag unser bisheriges Problem: die Materialeigenschaften und die geometrischen Eigenschaften zu erzielen, die für unsere Lösung entscheidend waren. NPJ ist der einzige Prozess, der in der Lage ist, die Innenwände jedes Kanals mit der Genauigkeit und Gleichmäßigkeit herzustellen, die erforderlich sind, um die Wellenrichtung beizubehalten. Das von XJet verwendete Material ist ein isotroper, 100 % hochdichter Keramikwerkstoff mit der richtigen Dielektrizitätskonstante, der das Signal nicht „absorbiert“ oder abschwächt. Jede noch so geringe Toleranzschwankung kann zur Umleitung des Signals zum falschen Ort führen, und das können wir uns nicht leisten,” sagt Mirotznik.

Die an der Youngstown State University (YSU) mit einem XJet Carmel 1400 System (Eigentum von Youngstown Business Incubator und von der Universität betrieben) durchgeführten Forschungsarbeiten untermauern die von der University of Delaware erzielten Ergebnisse in Bezug auf die Dichte, die isotropen Eigenschaften, die Dielektrizitätskonstante und die Verwendung des XJet für die Entwicklung von Geräten wie 5G-Antennen.

„Wir haben Forschungen durchgeführt, um die Art und die Eigenschaften von Zirkonoxid beim Druck mit dem XJet-System zu ermitteln. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kristallstruktur der Drucke fast gleichförmig ist; die Dielektrizitätskonstante ist hoch, während die Verlusttangente niedrig ist. Beide sind nahezu mit dem Wert identisch, den man von einem nicht gedruckten Kristall erwarten würde. Diese Dielektrizitätskonstante mit geringem Verlust erschließt uns neue Möglichkeiten für den 3D-Druck einer Vielzahl von Mikrowellengeräten, einschließlich Antennen, Linsen und Filtern. Es wurden zwei einfache mit dem Material hergestellte dielektrische Resonatorantennen vorgeführt, um zu zeigen, dass die gemessenen Materialeigenschaften für das präzise Design derartiger Geräte mit elektromagnetischen Simulationstools verwendet werden können,” sagt Professor Eric MacDonald, Friedman Chair for Manufacturing, YSU.

„Die Anwendung der NanoParticle-Jetting-Technologie für Antennen an der University of Delaware ist eine bahnbrechende Entwicklung. 5G wird zweifellos eine Revolution in der Wireless-Technologie herbeiführen und die Konnektivität mit sich bringen, um alles von fahrerlosen Autos über Smart Cities bis zu Telechirurgie, Live-Streaming von Virtual-Reality-Inhalten und die Aussicht auf ein unbegrenztes „Internet of Things“ zu unterstützen’,” sagte XJet CEO Hanan Gothait.

„Um dies zu erreichen, muss die Technologie außerordentlich zuverlässig sein. Wir sind überzeugt, dass NPJ über ideale Voraussetzungen dafür verfügt. 5G-Antennen müssen in millionenfacher Stückzahl hergestellt werden, um ein erfolgreiches, voll funktionsfähiges globales 5G-Netz aufzubauen – und millionenfache Stückzahlen entsprechen genau der Produktivität, für die dieses System entwickelt wurde,” sagt Gothait.

• Inyección de nanopartículas (NPJ) de XJet: la única tecnología capaz de abordar los problemas de fabricación y rendimiento del Direccionamiento de haces pasivos para aplicaciones de antenas superrápidas
• Materiales isotrópicos con densidad 100 % combinados con la precisión y el acabado de superficie que proporciona la aplicación de NPJ de XJet

Detroit, EE. UU. –10. Juni 2019 – XJet Ltd., la empresa fabricante de aditivos, ha anunciado hoy en RAPID + TCT que la Universidad de Delaware (UDEL) ha instalado un sistema XJet Carmel 1400 AM. La UDEL utilizará la impresión cerámica en 3D de XJet para desarrollar una innovadora tecnología de antena denominada ‘Direccionamiento de haces pasivos’ destinada entre otras aplicaciones a la red 5G.

El sistema XJet Carmel 1400 AM, que utiliza la tecnología de inyección de nanopartículas NanoParticle Jetting^™ (NPJ), aborda un problema crucial en el despliegue de la red 5G. En comparación con las redes 4G/3G, las señales 5G envían los datos 10-20 veces más rápido, aunque son más sensibles a objetos e interferencias, lo que obliga a aumentar enormemente el número de antenas para superar el problema. La tecnología de antenas actual es simplemente demasiado cara para facilitar el escalado satisfactorio de la infraestructura que necesita la red 5G.

Según Mark Mirotznik, profesor de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Delaware, su equipo de investigación ha desarrollado un software especial y los algoritmos que permiten diseñar antenas 5G pequeñas, ligeras y rentables. El problema al que se enfrentaba la universidad era que, aparentemente, no existía ningún proceso de fabricación para producir las lentes con la compleja estructura, canales pequeños y propiedades materiales necesarios. La universidad descubrió entonces a XJet.

“Descubrir la tecnología de inyección de nanopartículas fue una auténtica revelación para nosotros. De un plumazo, resolvía nuestra frustración anterior con respecto a conseguir las características materiales combinadas con las propiedades geométricas esenciales para nuestra solución. El NPJ es el único proceso capaz de producir las paredes internas de cada canal con la precisión y homogeneidad necesarias para mantener la dirección de las ondas, pero en cerámica. La cerámica de XJet es isotrópica, con una densidad de la cerámica del 100 % y posee la constante dieléctrica correcta que no ‘absorbe’ ni debilita la señal. La más mínima variación en la tolerancia podía hacer literalmente que la señal se desviara al lugar equivocado, y no nos lo podíamos permitir”, afirma Mirotznik.

Las investigaciones realizadas en la Universidad Estatal de Youngstown (YSU) utilizando el sistema XJet Carmel 1400 (propiedad de Youngstown Business Incubator y operado por la universidad) respaldan aún más los resultados de la Universidad de Delaware con respecto a la densidad, propiedades isotrópicas, constante dieléctrica y uso de la tecnología XJet para el desarrollo de dispositivos como las antenas 5G.

“Llevamos a cabo nuestra investigación para determinar la naturaleza y las propiedades del circonio impreso con XJet y nos sugirió que la estructura del cristal de las impresiones era prácticamente uniforme; la constante dieléctrica es elevada al tiempo que la tangente perdida es baja y ambas presentan un valor similar al que se espera del cristal no impreso. Esta constante dieléctrica elevada con baja pérdida abre las puertas al potencial de la impresión 3D de distintos dispositivos de microondas como antenas, lentes y filtros. Se probaron dos antenas de resonador dieléctrico simples con el material que demostraron que las propiedades medidas del material pueden de hecho utilizarse para el diseño preciso de esos dispositivos con herramientas de simulación electromagnéticas”, explica el Profesor Eric MacDonald, de la Cátedra Friedman de Producción, YSU.

“La aplicación de la tecnología de inyección de nanopartículas a las antenas que ha llevado a cabo la Universidad de Delaware es verdaderamente innovadora. Esperamos que el 5G suponga toda una revolución para la tecnología inalámbrica y, con ello, la conectividad aplicada a cualquier ámbito, desde vehículos autónomos y ciudades inteligentes hasta la cirugía a distancia, la realidad virtual del streaming en directo y la posibilidad de un ‘Internet de las cosas’ sin límites”, apunta Hanan Gothait, CEO de XJet.

“Evidentemente, para lograrlo, la tecnología debe ser extremadamente fiable, y creemos que la NPJ está perfectamente posicionada para ello. Será preciso fabricar millones de antenas 5G para desplegar una perfecta red 5G global, y millones es precisamente el tipo de productividad para el que ha sido diseñado este sistema”, concluye Gothait.