😼 👨🏾‍🎓 👩🏽‍✈️ 3D-Druck in der Elektronik 👩🏿‍🚒 🤟🏿 👩‍👦‍👦

Der 3D-Drucker ist zweifellos ein hervorragendes Gerät, das für viele unverzichtbar geworden ist. Aber oft gehen die Leute zu weit auf der Suche nach neuen Anwendungen für den 3D-Druck. Lassen Sie uns heute über die Herstellung von Leiterplatten und REA-Gehäusen mit 3D-Druckern sprechen.

Betrachten Sie zunächst alle Methoden zum Erstellen von Leiterplatten (im Folgenden als PCB bezeichnet).

PP-Produktion

Elektronikbegeisterte träumen oft von einem Gerät zur Herstellung von Leiterplatten zu Hause. Natürlich gibt es die großartige Technologie „LUT“ (Laser-Bügeltechnologie) sowie den klassischen Fotolack. Aber oft zu faul, um sich mit all dem anzulegen, möchte ich, dass jemand alles für Sie tut.

Und es gibt verschiedene Bereiche zum Erstellen von Software:

Entfernen der leitenden Schicht. Fräsen oder Schaben einer Glasfaser-Kupferschicht
Entfernen der Schutzschicht von der Glasfaseroberfläche
Fotolack-Highlight
Aufbringen einer Schutzschicht auf Glasfaser
Direktes Drucken von leitenden und dielektrischen Spuren auf die Oberfläche verschiedener Materialien
Hohlräume mit leitfähigem Material füllen

Entfernen der leitenden Schicht. Fräsen oder Schaben einer Glasfaser-Kupferschicht

Diese Methode ist die einfachste und hat sogar einen sehr wackeligen und billigen Fräser, um diese Aufgabe zu bewältigen. Viele Enthusiasten setzen sogar einen kleinen Graveur auf ihre 3D-Drucker und fräsen erfolgreich PP. (Mit Blick auf die Zukunft können wir davon ausgehen, dass eine 3D-druckerbasierte Fräsmaschine nur Fräs-Software kann, nicht mehr. Eine Fräsmaschine und ein 3D-Drucker sind unterschiedliche Geräte, obwohl viele Hersteller versuchen, sie zu kombinieren.)

» Roland EGX-350

Arbeitsfeldgröße: 305 x 230 x 40 mm; Spindelleistung: 50 W, 20.000 U / min; Anzahl der Achsen: 3

Die EGX-350 ist die beliebteste Roland-Graviermaschinenreihe. Aufgrund seiner kompakten Größe, der Fähigkeit, Nichteisenmetalle in Originalgröße zu gravieren, einer Hochgeschwindigkeitsspindel mit einer Drehzahl von bis zu 20.000 U / min und der Funktion des Gravierens auf gekrümmten Oberflächen findet der EGX-350 Anwendung in verschiedenen Bereichen von der Herstellung von Druckplatten über die Gravur von Werbesouvenirprodukten bis hin zu. Erstellen von Wachs-Meistermodellen in Schmuck und wird auch im Maschinenbau zum Markieren, Gravieren von Leiterplatten und Elektroden für die Elektroerosion und vielem mehr verwendet.

» Roland EGX-400

Arbeitsfeldgröße: 407 x 305 x 42,5 mm; Spindelleistung: 72 W, 30000 U / min; Anzahl der Achsen: 3

Die EGX-400 ist eine professionelle Roland-Graviermaschine, die speziell für die Hochgeschwindigkeitsgravur entwickelt wurde. Dank einer Hochgeschwindigkeitsspindel mit einer Drehzahl von bis zu 30.000 U / min, Allachs-Servomotoren und der FFP-Technologie (Feed Forward Processing), die das Programm mehrere Schritte vorwärts scannt und eine hohe Geschwindigkeit und reibungslose Bewegung in Kurven ermöglicht, ist der Roland EGX-400 führend in seiner Klasse

» Roland EGX-600

Arbeitsfeldgröße: 610 x 407 x 42,5 mm; Spindelleistung: 70 W, 30000 U / min; Anzahl der Achsen: 3

EGX-600 ist eine leistungsstarke und hochpräzise Roland CAMM-2 PRO-Graviermaschine mit Servoantrieben für professionelles 2D / 3D-Gravieren und Fräsen zu einem erschwinglichen Preis. EGX PRO ist eine Reihe von Graviermaschinen, die mit fortschrittlichen Industrietechnologien ausgestattet sind und die Leistung, Tischgröße und Geschwindigkeit professioneller Graviermaschinen zu erschwinglichen Preisen bieten. Der EGX-600 ist mit einer 70-Watt-Spindel und einer Drehzahl von 30'000 U / min ausgestattet. EGX-600-Maschinen eignen sich ideal zur Herstellung hochpräziser Druckstempel zum Prägen und Reliefprägen. Darüber hinaus gravieren die Maschinen Namensschilder, Etiketten, Medaillons, dreidimensionale Inschriften, Armaturenbretter, Leiterplatten und vieles mehr.

Wie Sie sehen, sind die Maschinen nicht die billigsten, und nur wenige Funkamateure können sie sich leisten. Die Anweisung zur Vorbereitung der Schaltung zum Fräsen in diesem Artikel lautet jedoch: „Eine Leiterplatte zu Hause oder wie man eine Leiterplatte zu Hause mit einer CNC-Maschine herstellt .“

Diese Methode ist nicht auf eine Mühle beschränkt, sondern Sie können auch einen ausreichend leistungsstarken Laser verwenden, um Spuren zu brennen oder Spuren mit einer Nadel zu kratzen. Und verwenden Sie auch die Methode der Elektroerosion .

Lasergravur-Software

Die letztere Methode ist ziemlich kontrovers und eignet sich besser für die folgende Methode.

Entfernen der Schutzschicht von der Glasfaseroberfläche

In diesem Video wird nur die Methode zum Entfernen von Farbe mit einer Nadel demonstriert:

Ein dauerhafter Marker wird als Schutzschicht verwendet, und die Maschine selbst ist nichts anderes als ein 3D-Drucker.

Auf die gleiche Weise kann jedes Lasermodul verwendet werden , um die obere Schutzschicht zu durchbrennen, gefolgt von Ätzen.

Fotolack-Highlight

Es scheint, dass diese Methode seit langem bekannt ist, und was können Sie sich einfallen lassen? Aber hier hilft uns jedes CNC-Gerät. Schließlich kann ein Laser nicht nur eine Platine oder Schutzschicht verbrennen, sondern auch die erforderlichen Bereiche unserer Platine mit einem Fotolack beleuchten. Hier einige Beispiele für ein Beispiel:

LaserExposer - Ein Laserscan von einem Drucker wird verwendet, um ein Bild zu erhalten. Wenn Sie ein wenig zaubern, können Sie mit diesem Gerät einen guten Fotopolymer-3D-Drucker herstellen.

DiyouPCB - in diesem Fall sind Mechanik und Elektronik einfacher. Es wird jedoch das gleiche Prinzip angewendet. Die Laserdiode wird vom Kopf des BlueRay-Laufwerks entnommen.

Aufbringen einer Schutzschicht auf Glasfaser

Diese Methode kann als eine der einfachsten bezeichnet werden. Anstelle eines Graveurs, eines Lasers oder eines Druckkopfs bringen wir einen regulären Permanentmarker an und zeichnen unser Brett. Trotz der Einfachheit auf diese Weise ist es sehr schwierig, ein Brett mit dünnen Spuren zu züchten, trotz aller Einschränkungen in der Dicke des Markierungsstabs.

Vergessen Sie nicht unseren alten Freund, einen gewöhnlichen Tintenstrahldrucker für Papier, viele umgestalten alte Geräte zum Drucken auf T-Shirts oder Leiterplatten. Lesen Sie mehr im Artikel „ Direkter Tintenstrahldruck einer Leiterplattenvorlage “.

Direktes Drucken von leitenden und dielektrischen Spuren auf die Oberfläche verschiedener Materialien

Dem Thema 3D-Druck am nächsten kommt die Methode zur Erstellung von PP und in einigen Fällen der Fall sofort. Beginnen wir mit den einfachsten Geräten: Das

Zeichnen auf der Oberfläche der Leiterplatte ermöglicht nicht nur das Aufbringen einer Schutzschicht, sondern auch das „Drucken“ der leitfähigen.

Wie Sie wissen, ist Graphit ein Leiter, mit dem Sie eine Leiterplatte auf ein Blatt Papier zeichnen können. Ja, Graphit ist nicht der beste Leiter, und mit ziemlicher Sicherheit funktioniert eine solche Platine nicht, aber der Stift kann durch einen silbernen Tintenmarker ersetzt werden, wie er im Ex1-Leiterplattendrucker implementiert wurde .

Und da wir 3D-Druckern sehr nahe kommen, möchten wir zwei ähnliche Projekte

vorstellen : Voltera : Ihre Leiterplatten-Prototyping-Maschine ist ein Gerät, das leitfähige Paste drucken oder Lötmittel zum Backen in einem Ofen auftragen kann.

Voxel8- Dieses Gerät verwendet das gleiche Prinzip zum Anbringen von Leitern, druckt jedoch sofort ein Gehäuse um sie herum. Es stellt sich eine Art integrierte Schaltung heraus. Das Unternehmen demonstrierte das Potenzial dieser Technologie am Beispiel des Drucks eines kleinen Quadrocopters. Zweifellos kann dieser Ansatz neue Horizonte für die Erstellung komplexer mehrdimensionaler Schaltkreise und ganzer Geräte eröffnen. Bisher weist diese Technik jedoch eine Reihe von Einschränkungen auf. Zum Beispiel können Sie bei einer ausreichend großen Installation und dicken, voluminösen Schienen keinen Lötkolben verwenden.

Diskontieren Sie übrigens keine leitfähigen Kunststoffe, und auf einem Zweidüsendrucker ist es durchaus möglich, Kunststoffschaltungen zu drucken, die für das Training gut geeignet sind.

Hohlräume mit leitfähigem Material füllen

Und die letzte Methode , etwas ungeschickt, aber es gibt einen Ort, an dem man sein kann. Es ist nicht möglich, dünne und kompakte Platten oder Mehrschichtplatten zu erhalten. Und beseitigt auch die Auswirkungen hoher Temperaturen vollständig, sie können nicht gelötet werden.

Wie Sie sehen können, kann ein billiger Heimdrucker sehr erfolgreich zur Herstellung von PP verwendet werden, indem es in einen Graveur (Laser oder Fräsen) umgewandelt oder direkt mit Kunststoff oder Paste gedruckt wird. Es lohnt sich, Ihre Aufmerksamkeit auf die Tatsache zu richten, dass mit allen oben genannten Methoden keine mehrschichtigen PPs vollständig hergestellt werden können, was für viele Radioenthusiasten ein Stolperstein ist. Wir hoffen, dass dieses Problem bald erfolgreich gelöst wird.

Nun, die Anwendung von 3D-Druckern endet hier nicht.

REA-Gehäuse

Wenn mit Software alles mehr oder weniger klar ist und Sie keine hoch entwickelten Geräte zum automatischen Erstellen von Boards haben, können Sie jederzeit zur LUT zurückkehren. Das mit Fällen für Geräte haben oft Probleme. Natürlich gibt es Standard-REA-Hüllen, aber sie sind nicht immer für hausgemachte Produkte geeignet. Für sie ist es notwendig, die Größe der Platte und der Elemente genau zu beachten, was nicht immer praktisch ist. Vergessen Sie auch nicht die ästhetische Seite des Problems. In diesem Fall hilft uns ein gewöhnlicher FDM 3D-Drucker perfekt. Die Frage ist nur, ob ein Drucker für diese Aufgaben geeignet ist.

Während der Vorbereitung des Artikels teilte Tiger freundlicherweise seine Erfahrungen mit . weiter von seinen Worten entfernt:

„Einmal hatte ich die Erfahrung gemacht, dieses Problem gründlich kennenzulernen. Das Unternehmen erhielt die Aufgabe, einen REA-Fall in Form eines Marienkäfers mit der weiteren Herstellung einer Form für TPA zu entwickeln. Wie Sie das Problem verstehen, sollte dieser Fall wie eine Kuh aussehen, und es war notwendig, eine quadratische Standardplatte in den Fall einzubauen. Der Modellierungsprozess dauerte nicht lange, aber bei der Erstellung des Prototyps trat ein unerwartetes Problem auf. In diesem Moment brach unsere Stratasys-Dimension zusammen und wir mussten nebenbei Drucke bestellen. Sie haben diesen Fall für uns aus PLA-Kunststoff mit unlöslichen Trägern und einer dicken Schicht gedruckt. Ich musste das Modell lange Zeit manuell kitteln und fertigstellen.

Dann haben wir natürlich die restlichen Modelle auf den renovierten Stratasys ausgedruckt und das Design des Gehäuses komplett fertiggestellt. Anschließend ging das 3D-Modell in die Fabrik. wo die Form schon gemacht ist.

Aus dieser Geschichte geht hervor, dass nicht alle Modelle von Gehäusen ohne Probleme gedruckt werden und häufig nur mit sofortigen Unterstützungen gedruckt werden muss. Für solche Produkte ist der Picaso Designer PRO 250 ideal .

So wurde beispielsweise diese Instanz des Gehäuses auf Picaso Designer Pro250 mit zwei ABS + HIPS- Materialien gedruckt .

Ein qualitativ hochwertiges Drucken derart komplexer technischer Teile ohne löslichen Träger ist nahezu unmöglich.

Eine große Menge von Visitenkartenhaltern, die auch erfolgreich als „dritte Hand“ für Drähte verwendet werden können. Wie Sie sehen können, sind 3D-Drucker nicht nur auf REA-Fälle beschränkt.

Für Fans des Dampfens kann ein 3D-Drucker auch nützlich sein, wenn er selbstgemachte Boxmods entwirft.

Vergessen Sie auch nicht die Elemente der Gehäuse wie Riegel, dünne Trennwände usw. Diese Elemente, selbst perfekte FDM-Drucker, drucken nicht perfekt und können den Belastungen, denen Formteile standhalten, nicht standhalten. In diesem Fall retten SLA-Drucker, beispielsweise das bekannte Form 2, die Situation. Mit brennbaren Photopolymeren können Sie den Körper Ihres Produkts aus Metall (auch aus Edelstein) gießen.

In diesem Bild rechts ist das Originalteil der Ligitech-Kopfhörer zu sehen, da nur die dünnen Riegel gebrochen sind. Dieser wurde gescannt und auf einem Formlabs Form2 3D-Drucker gedruckt.

Vergessen Sie nicht, dass die auf dem Formlabs Form2-Fotopolymerdrucker gedruckten Produkte praktisch keine Nachbearbeitung erfordern. Sie erhalten sofort ein Produkt von unübertroffener Qualität. Mit diesem Drucker können Sie ein Master-Modell für das Gießen von Hüllen ohne zusätzliche Bearbeitung erstellen. Beispielsweise ist das gedruckte Gehäuse äußerst detailliert: Beim

anschließenden Gießen in Silikon:

Und einige weitere Hüllen. Ohne es vorher zu wissen, werden nur wenige diese Produkte von den Fabrikprodukten unterscheiden.

Es ist auch erwähnenswert, dass es verschiedene Polymere gibt, die sich in ihren physikalischen, chemischen und optischen Eigenschaften unterscheiden. So können wir einige Teile der Geräte sofort transparent drucken.

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