😏 ◀️ ☂️ Impressão 3D em eletrônica 👩🏽‍🚒 👨🏽‍🚀 👵🏻

A impressora 3D é sem dúvida um excelente dispositivo, que se tornou indispensável para muitos. Mas muitas vezes as pessoas vão longe demais em busca de novos aplicativos para impressão 3D. Vamos falar hoje sobre a produção de placas de circuito impresso e caixas REA usando impressoras 3D.

Primeiro, considere todos os métodos para criar placas de circuito impresso (daqui em diante referidos como PCB).

Produção PP

Os entusiastas da eletrônica sonham frequentemente com um dispositivo para a produção de placas de circuito impresso em casa. Obviamente, existe a excelente tecnologia "LUT" (tecnologia de passar a laser), bem como o fotorresistente clássico. Mas muitas vezes com preguiça de mexer com tudo isso, quero que alguém faça tudo por você.

E existem várias áreas para a criação de software:

Removendo a camada condutora. Fresagem ou raspagem de uma camada de cobre de fibra de vidro
Remoção da camada protetora da superfície da fibra de vidro
Destaque do Photoresist
Aplicação de uma camada protetora em fibra de vidro
Impressão direta de faixas condutivas e dielétricas na superfície de diferentes materiais
Cavidades de enchimento com material condutor

Removendo a camada condutora. Fresagem ou raspagem de uma camada de cobre de fibra de vidro

Esse método é o mais simples e possui uma fresa muito instável e barata para lidar com essa tarefa. Muitos entusiastas até colocam um pequeno gravador em suas impressoras 3D e usinam PP com sucesso. (olhando para o futuro, digamos que uma fresadora 3D baseada em impressora só é capaz de fresar software, nada mais. Uma fresadora e uma impressora 3D são dispositivos diferentes, embora muitos fabricantes estejam tentando combiná-los).

» Roland EGX-350

Tamanho do campo de trabalho: 305 x 230 x 40 mm; Potência do eixo: 50 W, 20.000 rpm; Número de eixos: 3

A EGX-350 é a linha de máquinas de gravação Roland mais popular. Devido ao seu tamanho compacto, a capacidade de realizar gravuras em grande escala em metais não ferrosos, um fuso de alta velocidade com velocidade de rotação de até 20.000 rpm e a função de gravação em superfícies curvas, a EGX-350 encontra aplicações em vários campos, desde a fabricação de chapas de impressão, gravura de produtos publicitários de lembranças, criando modelos mestres de cera em jóias e também é usado em engenharia mecânica para marcação, gravação de placas de circuito impresso e eletrodos para eletroerosão e muito mais.

» Roland EGX-400

Tamanho do campo de trabalho: 407 x 305 x 42.5 mm; Potência do eixo: 72 W, 30000 rpm; Número de eixos: 3

A EGX-400 é uma máquina profissional de gravação Roland projetada especificamente para gravação em alta velocidade. Graças a um eixo de alta velocidade com velocidade de até 30.000 rpm, servomotores de todos os eixos e tecnologia FFP (Feed Forward Processing), que faz a varredura do programa várias etapas adiante e permite alcançar alta velocidade e movimento suave nas curvas, o Roland EGX-400 é o líder em sua classe

» Roland EGX-600

Tamanho do campo de trabalho: 610 x 407 x 42.5 mm; Potência do eixo: 70 W, 30000 rpm; Número de eixos: 3 A

EGX-600 é uma máquina de gravação Roland CAMM-2 PRO poderosa e de alta precisão com servoconversores para gravação e fresagem 2D / 3D profissional a um preço acessível. EGX PRO é uma série de máquinas de gravação equipadas com tecnologias industriais avançadas, com potência, tamanho de mesa e velocidade de máquinas de gravação profissionais, mas a preços acessíveis. O EGX-600 está equipado com um eixo de 70 Watts e uma velocidade de rotação de 30.000 rpm. As máquinas EGX-600 são ideais para a fabricação de carimbos de impressão de alta precisão para estampagem em relevo e relevo. Além disso, as máquinas gravam placas de identificação, etiquetas, medalhões, inscrições tridimensionais, painéis, placas de circuito impresso e muito mais.

Como você pode ver, as máquinas não são as mais baratas e poucos radioamadores podem pagar por elas. Ainda assim, as instruções para preparar o circuito para fresamento neste artigo são: “Uma placa de circuito impresso em casa ou como fazer uma placa de circuito impresso em casa usando uma máquina CNC .”

Esse método não se limita a um moinho, mas você também pode usar um laser suficientemente poderoso para gravar faixas ou arranhar faixas com uma agulha. E também use o método de eletroerosão .

Software de gravação a laser

O último método é bastante controverso e é mais adequado para o método a seguir.

Remoção da camada protetora da superfície da fibra de vidro

Apenas o método de remover tinta com uma agulha é demonstrado neste vídeo:

Um marcador permanente é usado como camada protetora, e a própria máquina nada mais é do que uma impressora 3D.

Da mesma maneira, qualquer módulo a laser pode ser usado para queimar através da camada protetora superior, seguido de gravação.

Destaque do Photoresist

Parece que esse método é conhecido há muito tempo, e o que você pode criar com novos? Mas aqui, qualquer dispositivo CNC vem em nosso auxílio. Afinal, um laser pode não apenas queimar uma placa ou camada protetora, mas também iluminar as áreas necessárias da nossa placa com um fotorresiste. Aqui estão alguns projetos para um exemplo:

LaserExposer - uma digitalização a laser de uma impressora é usada para obter uma imagem. se você fizer um pouco de mágica, poderá fazer uma boa impressora 3D de fotopolímero a partir deste dispositivo.

DiyouPCB - neste caso, mecânica e eletrônica são mais simples. Mas o mesmo princípio é usado. O diodo laser é obtido da cabeça da unidade BlueRay.

Aplicação de uma camada protetora em fibra de vidro

Este método pode ser chamado de um dos mais simples, em vez de um gravador, um laser ou uma cabeça de impressão, anexamos um marcador permanente regular e desenhamos nosso quadro. Apesar da simplicidade, é muito difícil criar uma prancha com trilhas finas, todas as limitações na espessura da haste do marcador.

Não se esqueça do nosso velho amigo, uma impressora a jato de tinta comum para papel, muitos remodelam equipamentos antigos para imprimir em camisetas ou placas de circuito impresso. Leia mais no artigo “ Impressão direta por jato de tinta de um modelo de placa de circuito impresso ”.

Impressão direta de faixas condutivas e dielétricas na superfície de diferentes materiais

O mais próximo ao tópico da impressão 3D é o método de criação de PP e, em alguns casos, o caso imediatamente. Vamos começar com os dispositivos mais simples:

desenhar na superfície da PCB permite não apenas aplicar uma camada protetora, mas também "imprimir" a condutora.

Como você sabe, a grafite é um condutor, que permite desenhar uma placa de circuito impresso em uma folha de papel. Sim, a grafite não é o melhor condutor e quase certamente essa placa não funcionará, mas o lápis pode ser substituído por um marcador de tinta prata, como foi implementado na impressora PCB Ex1.

E, chegando muito perto das impressoras 3D, queremos apresentar dois projetos semelhantes:

Voltera : A sua máquina de prototipagem de placas de circuito é um dispositivo que pode imprimir pasta condutora ou aplicar solda para assar no forno.

Voxel8- Este dispositivo usa o mesmo princípio de aplicação de condutores, mas imprime imediatamente uma caixa ao redor deles. Acontece algum tipo de circuito integrado. A empresa demonstrou o potencial dessa tecnologia usando o exemplo da impressão de um pequeno quadrocóptero. Sem dúvida, essa abordagem pode abrir novos horizontes para a criação de circuitos multidimensionais complexos e dispositivos inteiros, mas até agora essa técnica tem várias limitações. Por exemplo, uma instalação suficientemente grande e trilhos grossos e volumosos, você não pode usar um ferro de soldar.

A propósito, não descarte plásticos condutores e, em uma impressora de dois bicos, é bem possível imprimir circuitos plásticos que são adequados para treinamento.

Cavidades de enchimento com material condutor

E o último método , um pouco desajeitado, mas há um lugar para estar. Não permite obter placas finas e compactas ou multicamadas. E também elimina completamente os efeitos de altas temperaturas, eles não podem ser soldados.

Como você pode ver, uma impressora doméstica barata pode ser usada com sucesso para produzir PP, convertendo-a em um gravador (laser ou fresagem), ou imprima diretamente placas com plástico ou pasta. Vale a pena prestar atenção ao fato de que todos os métodos acima não permitem fabricar totalmente PPs multicamadas, o que é um obstáculo para muitos entusiastas do rádio. Esperamos que em breve esse problema seja resolvido com sucesso.

Bem, a aplicação de impressoras 3D não termina aí.

Gabinetes REA

Se tudo estiver mais ou menos claro com o software, e mesmo se você não tiver dispositivos sofisticados para criar placas automaticamente, sempre poderá retornar ao LUT. Isso com casos de dispositivos geralmente tem problemas. Obviamente, existem casos REA padrão, mas eles nem sempre são adequados para produtos caseiros; para eles, é necessário observar rigorosamente o tamanho da placa e dos elementos, o que nem sempre é conveniente. Além disso, não se esqueça do lado estético da questão. Nesse caso, uma impressora 3D FDM comum nos ajuda perfeitamente. A única questão é se alguma impressora é adequada para essas tarefas.

Durante a preparação do artigo, o tigre compartilhou gentilmente sua experiência . mais longe de suas palavras:

“Uma vez tive a experiência de conhecer esse problema completamente. A empresa recebeu a tarefa de desenvolver um caso REA na forma de uma joaninha com a fabricação posterior de um molde para o TPA. Como você entende o problema, este gabinete deveria ter parecido uma vaca e era necessário colocar um quadro quadrado padrão dentro do gabinete. O processo de modelagem não demorou muito, mas surgiu um problema inesperado na fase de criação do protótipo. Nesse momento, nossa dimensão stratasys quebrou e tivemos que pedir impressões ao lado. Eles nos imprimiram esse estojo de plástico PLA com suportes insolúveis e uma camada espessa. Eu tive que massa e terminar o modelo por um longo tempo manualmente.

Então, é claro, imprimimos o restante dos modelos no stratasys reformado e finalizamos completamente o design do gabinete. Posteriormente, o modelo 3D foi para a fábrica. onde o molde já está feito.

A partir desta história, fica claro que nem todos os modelos de casos são impressos sem problemas, e geralmente é necessário imprimir com suporte instantâneo. Para esses produtos, o Picaso Designer PRO 250 é ideal .

Por exemplo, esta instância do estojo foi impressa no Picaso Designer Pro250 com dois materiais ABS + HIPS .

Concordar, a impressão de alta qualidade de peças de engenharia complexas sem suporte solúvel é quase impossível.

Um grande lote de titulares de cartão de visita, que também pode ser usado com sucesso como uma “terceira mão” para fios. Como você pode ver, as impressoras 3D não se limitam apenas aos casos de REA.

Para os fãs de vaping, uma impressora 3D também pode ser útil ao projetar mods de boxe caseiros.

Além disso, não se esqueça de elementos dos casos como travas, partições finas, etc. Esses elementos, mesmo as impressoras FDM perfeitas, não imprimem perfeitamente e não podem suportar as cargas que as peças moldadas suportam. Nesse caso, as impressoras SLA, por exemplo, a conhecida Forma 2. salvam a situação e, usando fotopolímeros graváveis, você pode moldar o corpo do seu produto de metal (mesmo precioso).

Nesta figura, à direita, está a parte original dos fones de ouvido da ligitech, pois vemos que apenas as travas finas estão quebradas. Este foi digitalizado e impresso em uma impressora 3D Formlabs Form2.

Não esqueça que os produtos impressos na impressora fotopolímero Formlabs Form2 praticamente não requerem pós-processamento; você receberá imediatamente um produto de qualidade insuperável. Esta impressora permite criar um modelo mestre para fundição de carcaças sem processamento adicional, como um exemplo, o estojo impresso que imprimimos com o máximo de detalhes:

Com a fundição subsequente em silicone:

e mais algumas carcaças. Não sabendo com antecedência, poucos distinguirão esses produtos dos de fábrica.

Também é importante notar que existem diferentes polímeros que diferem nas propriedades físicas, químicas e ópticas. Assim, podemos imprimir imediatamente algumas partes dos dispositivos transparentes.

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