☝🏽 👠 🏄 L'impression 3D en électronique 👩🏽‍🤝‍👨🏻 ◀️ 👼🏼

L'imprimante 3D est sans aucun doute un excellent appareil, devenu indispensable pour beaucoup. Mais souvent, les gens vont trop loin à la recherche de nouvelles applications pour l'impression 3D. Parlons aujourd'hui de la production de cartes de circuits imprimés et de boîtiers REA à l'aide d'imprimantes 3D.

Tout d'abord, considérez toutes les méthodes de création de cartes de circuits imprimés (ci-après dénommées PCB).

Production de PP

Les amateurs d'électronique rêvent souvent d'un appareil pour la production de circuits imprimés à domicile. Bien sûr, il y a la grande technologie «LUT» (technologie de repassage laser), ainsi que la résine photosensible classique. Mais souvent trop paresseux pour jouer avec tout ça, je veux que quelqu'un fasse tout pour vous.

Et il existe plusieurs domaines pour créer des logiciels:

Retrait de la couche conductrice. Fraisage ou raclage d'une couche de cuivre en fibre de verre
Enlever la couche protectrice de la surface de la fibre de verre
Mise en évidence de la résine photosensible
Application d'une couche protectrice sur fibre de verre
Impression directe de pistes conductrices et diélectriques sur la surface de différents matériaux
Remplissage des cavités avec un matériau conducteur

Retrait de la couche conductrice. Fraisage ou raclage d'une couche de cuivre en fibre de verre

Cette méthode est la plus simple, et même avec une fraise très fragile et bon marché pour faire face à cette tâche. De nombreux passionnés ont même installé un petit graveur sur leurs imprimantes 3D et usiné avec succès du PP. (pour l'avenir, disons qu'une fraiseuse basée sur une imprimante 3D est uniquement capable de fraiser un logiciel, rien de plus. Une fraiseuse et une imprimante 3D sont des appareils différents, bien que de nombreux fabricants essaient de les combiner).

» Roland EGX-350

Taille du champ de travail: 305 x 230 x 40 mm; Puissance de broche: 50 W, 20 000 tr / min; Nombre d'essieux: 3

L'EGX-350 est la gamme de machines de gravure Roland la plus populaire. En raison de sa taille compacte, de la possibilité d'effectuer une gravure à grande échelle sur des métaux non ferreux, d'une broche à grande vitesse avec une vitesse de rotation allant jusqu'à 20000 tr / min et de la fonction de gravure sur des surfaces courbes, l'EGX-350 trouve des applications dans divers domaines de la fabrication de plaques d'impression, la gravure de souvenirs publicitaires, la création de modèles de cire en joaillerie et est également utilisée en génie mécanique pour le marquage, la gravure de cartes de circuits imprimés et d'électrodes pour l'électroérosion et bien plus encore.

» Roland EGX-400

Taille du champ de travail: 407 x 305 x 42,5 mm; Puissance de broche: 72 W, 30000 tr / min; Nombre d'essieux: 3

L'EGX-400 est une machine de gravure Roland professionnelle spécialement conçue pour la gravure à grande vitesse. Grâce à une broche à grande vitesse avec une vitesse allant jusqu'à 30 000 tr / min, des servomoteurs tous axes et la technologie FFP (Feed Forward Processing), qui scanne le programme plusieurs étapes en avant et permet d'obtenir une vitesse élevée et un mouvement fluide sur les courbes, le Roland EGX-400 est le leader de sa catégorie

» Roland EGX-600

Taille du champ de travail: 610 x 407 x 42,5 mm; Puissance de broche: 70 W, 30000 tr / min; Nombre d'essieux: 3 L'

EGX-600 est une machine de gravure Roland CAMM-2 PRO puissante et de haute précision avec servocommandes pour la gravure et le fraisage 2D / 3D professionnels à un prix abordable. EGX PRO est une série de machines de gravure équipées de technologies industrielles avancées avec la puissance, la taille de la table et la vitesse des machines de gravure professionnelles, mais à des prix abordables. L'EGX-600 est équipé d'une broche de 70 watts et d'une vitesse de rotation de 30'000 tr / min. Les machines EGX-600 conviennent parfaitement à la fabrication de tampons d'impression de haute précision pour le gaufrage et l'estampage en relief. De plus, les machines gravent des plaques signalétiques, des étiquettes, des médaillons, des inscriptions tridimensionnelles, des tableaux de bord, des cartes de circuits imprimés et bien plus encore.

Comme vous pouvez le voir, les machines ne sont pas les moins chères et peu de radio-amateurs peuvent se les permettre. Mais encore, l'instruction pour préparer le circuit pour le fraisage dans cet article est: "Une carte de circuit imprimé à la maison, ou comment fabriquer une carte de circuit imprimé à la maison en utilisant une machine CNC ."

Cette méthode n'est pas limitée à un broyeur, mais vous pouvez également utiliser un laser suffisamment puissant pour graver des pistes ou gratter des pistes avec une aiguille. Et utilisez également la méthode de l' électroérosion .

Logiciel de gravure laser

Cette dernière méthode est assez controversée et convient mieux à la méthode suivante.

Enlever la couche protectrice de la surface de la fibre de verre

Juste la méthode pour enlever la peinture avec une aiguille est démontrée dans cette vidéo:

Un marqueur permanent est utilisé comme couche de protection, et la machine elle-même n'est rien de plus qu'une imprimante 3D.

De la même manière, n'importe quel module laser peut être utilisé pour brûler à travers la couche de protection supérieure, suivi d'une gravure.

Mise en évidence de la résine photosensible

Il semblerait que cette méthode soit connue depuis longtemps, et que pouvez-vous trouver de nouveau? Mais ici, tout appareil CNC vient à notre aide. Après tout, un laser peut non seulement brûler une planche ou une couche protectrice, mais aussi éclairer les zones nécessaires de notre planche avec une résine photosensible. Voici quelques projets pour un exemple:

LaserExposer - une numérisation laser à partir d'une imprimante est utilisée pour obtenir une image. si vous faites un peu de magie, vous pouvez faire une bonne imprimante 3D photopolymère à partir de cet appareil.

DiyouPCB - dans ce cas, la mécanique et l'électronique sont plus simples. Mais le même principe est utilisé. La diode laser provient de la tête du lecteur BlueRay.

Application d'une couche protectrice sur fibre de verre

Cette méthode peut être appelée l'une des plus simples, au lieu d'un graveur, d'un laser ou d'une tête d'impression, nous attachons un marqueur permanent régulier et dessinons notre planche. Malgré la simplicité de cette manière, il est très difficile d'élever une planche avec des pistes minces, toutes les limitations dans l'épaisseur de la tige de marqueur.

N'oubliez pas notre vieil ami, une imprimante à jet d'encre ordinaire pour le papier, de nombreux équipements de remodelage anciens pour l'impression sur des T-shirts ou des cartes de circuits imprimés. Pour en savoir plus, consultez l'article « Impression directe à jet d'encre d'un modèle de carte de circuit imprimé ».

Impression directe de pistes conductrices et diélectriques sur la surface de différents matériaux

Le plus proche du sujet de l'impression 3D est la méthode de création de PP et, dans certains cas, le cas immédiatement. Commençons par les appareils les plus simples:

dessiner sur la surface du PCB permet non seulement d'appliquer une couche de protection, mais aussi «d'imprimer» la couche conductrice.

Comme vous le savez, le graphite est un conducteur qui vous permet de dessiner une carte de circuit imprimé sur une feuille de papier. Oui, le graphite n'est pas le meilleur conducteur et une telle carte ne fonctionnera certainement pas, mais le crayon peut être remplacé par un marqueur à encre argentée, comme cela a été implémenté dans l'imprimante PCB Ex1.

Et en se rapprochant des imprimantes 3D, nous souhaitons introduire deux projets similaires:

Voltera : Votre Circuit Prototyping Machine est un appareil qui peut imprimer de la pâte conductrice ou appliquer de la soudure pour la cuisson dans un four.

Voxel8- Cet appareil utilise le même principe d'application des conducteurs, mais imprime immédiatement un boîtier autour d'eux. Il s'avère une sorte de circuit intégré. L'entreprise a démontré le potentiel de cette technologie en utilisant l'exemple de l'impression d'un petit quadricoptère. Sans aucun doute, cette approche peut ouvrir de nouveaux horizons pour créer des circuits multidimensionnels complexes et des dispositifs entiers, mais jusqu'à présent, cette technique a un certain nombre de limites. Par exemple, une installation suffisamment grande et des pistes épaisses et volumineuses, vous ne pouvez pas utiliser de fer à souder.

Soit dit en passant, ne négligez pas les plastiques conducteurs, et sur une imprimante à deux buses, il est tout à fait possible d'imprimer des circuits en plastique qui conviennent parfaitement à la formation.

Remplissage des cavités avec un matériau conducteur

Et la dernière méthode , un peu maladroite, mais il y a de la place pour être. Il ne permet pas d'obtenir des planches minces et compactes, ni multicouches. Et élimine également complètement les effets des températures élevées, ils ne peuvent pas être soudés.

Comme vous pouvez le voir, une imprimante domestique bon marché peut être utilisée avec succès pour fabriquer du PP en le convertissant en graveur (laser ou fraisage), ou en imprimant directement des cartes avec du plastique ou de la pâte. Il vaut la peine de prêter attention au fait que toutes les méthodes ci-dessus ne permettent pas de fabriquer entièrement des PP multicouches, ce qui est une pierre d'achoppement pour de nombreux amateurs de radio. Nous espérons que ce problème sera bientôt résolu avec succès.

Eh bien, l'application des imprimantes 3D ne s'arrête pas là.

Boîtiers REA

Si tout est plus ou moins clair avec le logiciel, et même si vous ne disposez pas d'appareils sophistiqués pour créer automatiquement des cartes, vous pouvez toujours revenir à LUT. Cela avec des cas pour les appareils a souvent des problèmes. Bien sûr, il existe des étuis REA standard, mais ils ne conviennent pas toujours aux produits faits maison, pour eux, il est nécessaire de respecter strictement la taille de la planche et des éléments, ce qui n'est pas toujours pratique. N'oubliez pas non plus l'aspect esthétique du problème. Dans ce cas, une imprimante 3D FDM ordinaire nous aide parfaitement. La seule question est de savoir si une imprimante convient à ces tâches.

Lors de la préparation de l'article, Tiger a aimablement partagé son expérience . plus loin de ses paroles:

«Une fois, j'ai eu l'expérience de bien connaître ce problème. La société a confié la tâche de développer un boîtier REA sous la forme d'une coccinelle avec la poursuite de la fabrication d'un moule pour les machines de moulage par injection. Comme vous comprenez le problème, cet étui aurait dû ressembler à une vache, et il était nécessaire d'installer une planche carrée standard à l'intérieur de l'étui. Le processus de modélisation n'a pas duré longtemps, mais un problème inattendu s'est posé au stade de la création du prototype. A ce moment, notre dimension stratasys s'est cassée et nous avons dû commander des tirages sur le côté. Ils nous ont imprimé ce boîtier en plastique PLA avec des supports insolubles et une couche épaisse. J'ai dû masticer et finir le modèle pendant longtemps manuellement.

Ensuite, bien sûr, nous avons imprimé le reste des modèles sur les stratasys remis à neuf, et nous avons terminé la conception du boîtier. Par la suite, le modèle 3D est allé à l'usine. où le moule est déjà fait.

De cette histoire, il est clair que tous les modèles d'étuis ne sont pas imprimés sans problème, et souvent l'impression avec des supports instantanés est simplement nécessaire. Pour de tels produits, le Picaso Designer PRO 250 est idéal .

Ainsi, par exemple, cette instance du boîtier imprimée sur Picaso Designer Pro250 avec deux matériaux ABS + HIPS .

D'accord, l'impression de haute qualité de ces pièces d'ingénierie complexes sans support soluble est presque impossible.

Un grand lot de porte-cartes de visite, qui peut également être utilisé avec succès comme «troisième main» pour les fils. Comme vous pouvez le voir, les imprimantes 3D ne sont pas limitées aux seuls cas pour REA.

Pour les fans de vapotage, une imprimante 3D peut également être utile lors de la conception de mods de boxe faits maison.

N'oubliez pas non plus les éléments des boîtiers comme les loquets, les cloisons minces, etc. Ces éléments, même les imprimantes FDM parfaites, n'impriment pas parfaitement et ne peuvent pas supporter les charges que supportent les pièces moulées. Dans ce cas, les imprimantes SLA, par exemple la célèbre Form 2, sauvent la situation et en utilisant des photopolymères combustibles, vous pouvez mouler le corps de votre produit à partir de métal (même précieux).

Dans cette image à droite, la partie d'origine du casque ligitech, car nous voyons que les loquets minces sont cassés. Celui-ci a été numérisé et imprimé sur une imprimante 3D Formlabs Form2.

N'oubliez pas que les produits imprimés sur l'imprimante photopolymère Formlabs Form2 ne nécessitent pratiquement pas de post-traitement, vous recevrez immédiatement un produit d'une qualité inégalée. Cette imprimante vous permet de créer un modèle maître pour la coulée de boyaux sans traitement supplémentaire, par exemple, le boîtier imprimé que nous avons imprimé avec un maximum de détails:

Avec une coulée ultérieure en silicone:

Et quelques autres boyaux. Ne sachant pas à l'avance, peu de personnes distingueront ces produits de ceux d'usine.

Il convient également de noter qu'il existe différents polymères qui diffèrent par leurs propriétés physiques, chimiques et optiques. Nous pouvons donc imprimer immédiatement certaines parties des appareils en transparence.