💹 ↕️ 🤰🏼 الطباعة ثلاثية الأبعاد في الإلكترونيات 💃🏿 🤹🏽 🔨

طابعة 3D هي بلا شك جهاز ممتاز ، والذي أصبح لا غنى عنه للكثيرين. ولكن غالبًا ما يذهب الأشخاص بعيدًا جدًا في البحث عن تطبيقات جديدة للطباعة ثلاثية الأبعاد. لنتحدث اليوم عن إنتاج لوحات الدوائر المطبوعة وحالات REA باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد.

أولاً ، ضع في اعتبارك جميع طرق إنشاء لوحات الدوائر المطبوعة (المشار إليها فيما يلي باسم PCB).

إنتاج PP

غالبًا ما يحلم هواة الإلكترونيات بجهاز لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة في المنزل. بالطبع ، هناك التكنولوجيا العظيمة "LUT" (تقنية الكي بالليزر) ، بالإضافة إلى مقاوم الضوء الكلاسيكي. ولكن في كثير من الأحيان كسول جدا للعبث مع كل هذا ، أريد شخص يفعل كل شيء من أجلك.

وهناك العديد من المجالات لإنشاء البرامج:

إزالة الطبقة الموصلة. طحن أو كشط طبقة من الألياف الزجاجية النحاسية
إزالة الطبقة الواقية من سطح الألياف الزجاجية
تسليط الضوء على مقاومة للضوء
تطبيق طبقة واقية على الألياف الزجاجية
الطباعة المباشرة للمسارات الموصلة والعازلة على سطح المواد المختلفة
ملء التجاويف بمواد موصلة

إزالة الطبقة الموصلة. طحن أو كشط طبقة من الألياف الزجاجية النحاسية

هذه الطريقة هي الأبسط ، وحتى أن يكون لها قاطع طحن هش ورخيص للغاية للتعامل مع هذه المهمة. حتى أن العديد من المتحمسين وضعوا حفارة صغيرة على طابعاتهم ثلاثية الأبعاد وطحنوا PP بنجاح. (بالنظر إلى المستقبل ، دعنا نقول أن آلة الطحن ثلاثية الأبعاد قادرة على طحن البرامج فقط ، ولا شيء أكثر من ذلك. إن آلة الطحن والطابعة ثلاثية الأبعاد هي أجهزة مختلفة ، على الرغم من أن العديد من الشركات المصنعة تحاول دمجها).

» Roland EGX-350

حجم مجال العمل: 305 × 230 × 40 مم ؛ قوة المغزل: 50 واط ، 20000 دورة في الدقيقة ؛ عدد المحاور: 3

EGX-350 هي مجموعة ماكينات النقش Roland الأكثر شعبية. نظرًا لحجمها الصغير ، والقدرة على إجراء نقش كامل على المعادن غير الحديدية ، ومغزل عالي السرعة بسرعة دوران تصل إلى 20000 دورة في الدقيقة ، ووظيفة النقش على الأسطح المنحنية ، يجد EGX-350 تطبيقات في مجالات مختلفة من تصنيع لوحات الطباعة ، ونقش منتجات تذكارية إعلانية ، إنشاء نماذج رئيسية للشمع في المجوهرات ، ويستخدم أيضًا في الهندسة الميكانيكية لوضع العلامات ونقش لوحات الدوائر المطبوعة والأقطاب الكهربائية للتآكل الكهربائي وأكثر من ذلك بكثير.

» Roland EGX-400

حجم مجال العمل: 407 × 305 × 42.5 مم ؛ قوة المغزل: 72 واط ، 30000 دورة في الدقيقة ؛ عدد المحاور: 3

EGX-400 هي آلة نقش رولاند احترافية مصممة خصيصًا للنقش عالي السرعة. بفضل المغزل عالي السرعة بسرعة تصل إلى 30.000 دورة في الدقيقة ، والمحركات المؤازرة ذات جميع المحاور وتكنولوجيا FFP (التغذية إلى الأمام) ، والتي تفحص البرنامج عدة خطوات إلى الأمام وتسمح بتحقيق سرعة عالية وحركة سلسة على المنحنيات ، تعد Roland EGX-400 رائدة في فئتها

» Roland EGX-600

حجم مجال العمل: 610 × 407 × 42.5 مم ؛ قوة المغزل: 70 واط ، 30000 دورة في الدقيقة ؛ عدد المحاور: 3

EGX-600 هي آلة نقش Roland CAMM-2 PRO قوية وعالية الدقة مع محركات مؤازرة للنقش والطحن الاحترافي ثنائي / ثلاثي الأبعاد بسعر مناسب. EGX PRO عبارة عن سلسلة من آلات النقش المجهزة بتقنيات صناعية متطورة بقوة وآلة وسرعة آلات النقش الاحترافية ، ولكن بأسعار معقولة. تم تجهيز EGX-600 بمغزل 70 وات وسرعة دوران 30 ألف دورة في الدقيقة. آلات EGX-600 مناسبة بشكل مثالي لتصنيع طوابع الطباعة عالية الدقة للنقش وختم الإغاثة. بالإضافة إلى ذلك ، تقوم الآلات بنقش لوحات الأسماء والعلامات والميداليات والنقوش ثلاثية الأبعاد ولوحات المعلومات ولوحات الدوائر المطبوعة وغيرها الكثير.

كما ترون ، الآلات ليست أرخص ، وقلة من هواة الراديو يمكنهم تحملها. ولكن مع ذلك ، فإن تعليمات إعداد الدائرة للطحن في هذه المقالة هي: " لوحة دارة مطبوعة في المنزل ، أو كيفية صنع لوحة دارة مطبوعة في المنزل باستخدام آلة CNC ".

لا تقتصر هذه الطريقة على مطحنة واحدة ، ولكن يمكنك أيضًا استخدام ليزر قوي بما يكفي لحرق المسارات ، أو خدش المسارات باستخدام إبرة. وأيضا استخدام طريقة التآكل الكهربائي .

برنامج النقش بالليزر

الطريقة الأخيرة مثيرة للجدل تمامًا وأكثر ملاءمة للطريقة التالية.

إزالة الطبقة الواقية من سطح الألياف الزجاجية

يتم عرض طريقة إزالة الطلاء بإبرة في هذا الفيديو:

يتم استخدام علامة دائمة كطبقة واقية ، والجهاز نفسه ليس أكثر من طابعة ثلاثية الأبعاد.

بنفس الطريقة ، يمكن استخدام أي وحدة ليزر للحرق من خلال الطبقة الواقية العليا ، يليها النقش.

تسليط الضوء على مقاومة للضوء

يبدو أن هذه الطريقة معروفة منذ فترة طويلة ، وماذا يمكنك أن تجد طريقة جديدة؟ ولكن هنا ، فإن أي جهاز CNC يأتي لمساعدتنا. بعد كل شيء ، لا يمكن أن يحرق الليزر لوحًا أو طبقة واقية فحسب ، بل يضيء أيضًا المناطق الضرورية من لوحنا باستخدام مقاوم للضوء. فيما يلي بعض المشاريع على سبيل المثال:

LaserExposer - يتم استخدام المسح الضوئي بالليزر من الطابعة للحصول على صورة. إذا قمت بعمل القليل من السحر ، يمكنك إنشاء طابعة ثلاثية الأبعاد جيدة من هذا الجهاز.

DiyouPCB - في هذه الحالة ، الميكانيكا والإلكترونيات أبسط. ولكن يتم استخدام نفس المبدأ. يؤخذ صمام الليزر من رأس محرك BlueRay.

تطبيق طبقة واقية على الألياف الزجاجية

يمكن تسمية هذه الطريقة بواحدة من أبسط الطرق ، بدلاً من آلة النقش أو الليزر أو رأس الطباعة ، نعلق علامة دائمة منتظمة ونرسم لوحنا. على الرغم من البساطة بهذه الطريقة ، من الصعب جدًا تربية لوح ذي مسارات رقيقة ، وكل القيود في سمك قضيب العلامة.

لا تنسى صديقنا القديم ، أو طابعة نفث الحبر العادية للورق ، أو العديد من المعدات القديمة التي أعيد تشكيلها للطباعة على القمصان ، أو لوحات الدوائر المطبوعة. اقرأ المزيد في المقالة " الطباعة المباشرة النافثة للحبر لقالب لوحة الدوائر المطبوعة ".

الطباعة المباشرة للمسارات الموصلة والعازلة على سطح المواد المختلفة

أقرب طريقة لموضوع الطباعة ثلاثية الأبعاد هي طريقة إنشاء PP ، وفي بعض الحالات ، الحالة على الفور. لنبدأ بأبسط الأجهزة:

الرسم على سطح PCB لا يسمح فقط بتطبيق طبقة واقية ، ولكن أيضًا "طباعة" الطبقة الموصلة.

كما تعلمون ، الجرافيت هو موصل ، والذي يسمح لك برسم لوحة دوائر مطبوعة على ورقة. نعم ، الجرافيت ليس أفضل موصل ، ومن شبه المؤكد أن هذه اللوحة لن تعمل ، ولكن يمكن استبدال قلم الرصاص بقلم حبر فضي ، كما تم تنفيذه في طابعة Ex1 PCB.

ومع اقترابنا جدًا من الطابعات ثلاثية الأبعاد ، نريد تقديم مشروعين متشابهين:

Voltera : إن آلة النماذج الأولية للوحة الدوائر هي جهاز يمكنه طباعة معجون موصل أو تطبيق لحام للخبز في الفرن.

Voxel8- يستخدم هذا الجهاز نفس مبدأ تطبيق الموصلات ، ولكنه يطبع على الفور غلافًا حولها. اتضح نوعا من الدوائر المتكاملة. أثبتت الشركة إمكانات هذه التكنولوجيا باستخدام مثال لطباعة quadrocopter صغيرة. مما لا شك فيه أن هذا النهج يمكن أن يفتح آفاقًا جديدة لإنشاء دوائر معقدة متعددة الأبعاد وأجهزة كاملة ، ولكن حتى الآن تحتوي هذه التقنية على عدد من القيود. على سبيل المثال ، تثبيت كبير بما فيه الكفاية ومسارات سميكة وكثيرة الحجم ، لا يمكنك استخدام مكواة لحام.

بالمناسبة ، لا تستبعد المواد البلاستيكية الموصلة ، وعلى طابعة ذات فوهة ، من الممكن تمامًا طباعة دوائر بلاستيكية مناسبة تمامًا للتدريب.

ملء التجاويف بمواد موصلة

و على الأسلوب الأخير ، وهو أخرق بعض الشيء، ولكن المكان أن يكون. لا يسمح بالحصول على ألواح رقيقة ومضغوطة أو متعددة الطبقات. وأيضًا يزيل تمامًا آثار درجات الحرارة المرتفعة ، ولا يمكن لحامها.

كما ترون ، يمكن استخدام طابعة منزلية رخيصة بنجاح كبير لصنع PP عن طريق تحويلها إلى حفارة (ليزر أو طحن) ، أو طباعة لوحات مباشرة بالبلاستيك أو معجون. يجدر الانتباه إلى حقيقة أن جميع الأساليب المذكورة أعلاه لا تسمح بتصنيع PPs متعدد الطبقات بالكامل ، وهو حجر عثرة للعديد من هواة الراديو. نأمل أن يتم قريبا حل هذه المشكلة بنجاح.

حسنًا ، لا ينتهي تطبيق الطابعات ثلاثية الأبعاد عند هذا الحد.

مرفقات REA

إذا كان كل شيء أكثر أو أقل وضوحًا مع البرامج ، وحتى إذا لم يكن لديك أجهزة معقدة لإنشاء اللوحات تلقائيًا ، فيمكنك دائمًا الرجوع إلى LUT. هذا مع حالات للأجهزة غالبًا ما تواجه مشاكل. بالطبع ، هناك حالات REA قياسية ، ولكنها ليست دائمًا مناسبة للمنتجات محلية الصنع ، بالنسبة لها ، من الضروري مراقبة حجم اللوحة والعناصر بدقة ، وهو أمر غير مناسب دائمًا. أيضًا ، لا تنس الجانب الجمالي للقضية. في هذه الحالة ، تساعدنا طابعة FDM ثلاثية الأبعاد بشكل مثالي. السؤال الوحيد هو ما إذا كانت أي طابعة مناسبة لهذه المهام.

أثناء إعداد المقال ، شارك النمر تجربته . أبعد من كلماته:

"بمجرد أن مررت بتجربة التعرف على هذه المشكلة بدقة. تم تكليف الشركة بمهمة تطوير حالة REA على شكل خنفساء مع المزيد من تصنيع قالب لـ TPA. كما تفهم المشكلة ، كان يجب أن تبدو هذه الحالة مثل البقرة ، وكان من الضروري احتواء لوحة مربعة قياسية داخل العلبة. لم تستغرق عملية النمذجة وقتًا طويلاً ، ولكن ظهرت مشكلة غير متوقعة في مرحلة إنشاء النموذج الأولي. في تلك اللحظة ، انكسر البعد الطبقي لدينا وكان علينا أن نطلب مطبوعات على الجانب. قاموا بطباعة هذه الحالة لنا من بلاستيك PLA مع دعامات غير قابلة للذوبان وطبقة سميكة. اضطررت إلى لصق النموذج وإنهائه لفترة طويلة يدويًا.

ثم طبعا طبعت بقية النماذج على الطبقات المجددة ، وانتهت بالكامل من تصميم العلبة. بعد ذلك ، ذهب النموذج ثلاثي الأبعاد إلى المصنع. حيث يتم صنع القالب بالفعل.

من هذه القصة ، من الواضح أنه لا تتم طباعة جميع نماذج الحالات بدون مشاكل ، وكثيرًا ما تكون الطباعة باستخدام الدعامات الفورية ضرورية ببساطة. بالنسبة لمثل هذه المنتجات ، يعتبر Picaso Designer PRO 250 مثاليًا .

على سبيل المثال ، هذه الحالة من الحالة مطبوعة على Picaso Designer Pro250 مع مادتي ABS + HIPS .

من المستحيل تقريبًا إجراء طباعة عالية الجودة لهذه الأجزاء الهندسية المعقدة دون دعم قابل للذوبان.

مجموعة كبيرة من حاملي بطاقات العمل ، والتي يمكن استخدامها بنجاح أيضًا كـ "يد ثالثة" للأسلاك. كما ترى ، لا تقتصر الطابعات ثلاثية الأبعاد على حالات REA فقط.

لمحبي vaping ، يمكن أن تكون الطابعة ثلاثية الأبعاد مفيدة أيضًا عند تصميم تعديل الملاكمة محلي الصنع.

أيضًا ، لا تنسى عناصر هذه الحالات مثل المزالج والأقسام الرقيقة وما إلى ذلك. هذه العناصر ، حتى طابعات FDM المثالية ، لا تطبع بشكل مثالي ، ولا يمكنها تحمل الأحمال التي تتحملها الأجزاء المقولبة. في هذه الحالة ، تقوم طابعات SLA ، على سبيل المثال ، النموذج 2 المعروف ، بحفظ الحالة. وباستخدام البوليمرات الضوئية القابلة للحرق ، يمكنك صب جسم منتجك من المعدن (حتى الثمين).

في هذه الصورة على اليمين يوجد الجزء الأصلي من سماعات الرأس ligitech ، كما نرى فقط المزالق الرفيعة مكسورة. تم مسح هذه الطابعة وطباعتها على طابعة Formlabs Form2 3D.

لا تنس أن المنتجات المطبوعة على طابعة Formlab Form2 photopolymer لا تتطلب عمليا معالجة لاحقة ، وستتلقى على الفور منتجًا بجودة لا مثيل لها. تتيح لك هذه الطابعة إنشاء نموذج رئيسي لغطاء الصب دون معالجة إضافية ، على سبيل المثال ، الحالة المطبوعة التي قمنا بطباعتها بأقصى قدر من التفاصيل:

مع الصب اللاحق بالسيليكون:

وعدد قليل من الأغلفة. من غير المعروف مسبقًا ، سيميز القليل هذه المنتجات عن منتجات المصنع.

من الجدير بالذكر أيضًا أن هناك بوليمرات مختلفة تختلف في الخصائص الفيزيائية والكيميائية والبصرية. حتى نتمكن من طباعة بعض أجزاء الجهاز على الفور بشفافية.

الصورة