3D-Technologien

3D-Leiterplatten sind das nächste große Thema in der additiven Fertigung

3D-Leiterplatten sind das nächste große Thema in der additiven Fertigung


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Additive Fertigung (AM) und 3D-Druck haben bereits unsere Einstellung zur Fertigung verändert. Diese Technologie, die auf den ersten Blick überfordert zu sein schien, entwickelt nun einen eigenen entwickelten Sektor in der Fertigungsindustrie.

Additive Fertigung und Schaltungen

Die additive Fertigung eignet sich gut für viele Anwendungen, bei denen Teile benötigt werden, die mit anderen Methoden wie Bearbeitung oder Spritzguss einfach nicht hergestellt werden können. Wenn es um Elektronik geht, denken Sie wahrscheinlich, dass additive Fertigung keinen Platz hat.

Derzeit gibt es jedoch zwei Produktionsmethoden, bei denen die additive Fertigung zur Integration der Elektronik in Teile verwendet wird. Es gibt 2D-Inkjet-Styling-Druckmaschinen, mit denen bereits Leiterplatten gedruckt werden.

Bei dieser Methode wird ein Druckkopf verwendet, der auf einer ebenen, flachen Druckfläche arbeitet, indem die Wahl der leitfähigen Chemikalie oder des leitenden Materials durch den Benutzer festgelegt wird. Diese Funktionalität ist der Funktionsweise der additiven Fertigung sehr ähnlich und ermöglicht die schnelle Herstellung kundenspezifischer Leiterplatten. Angesichts der derzeitigen Art und Weise, wie Leiterplatten in Massen hergestellt werden, ermöglicht diese additive Technik mühelos einmalige iterierbare Konstruktionen.

Einfach ausgedrückt ist diese zweidimensionale Drucktechnik einfach nicht so aufregend. Hier kommt die 3D-Leiterplattentechnologie ins Spiel. Diese Verfahren verwenden einen Extruderkopf, der Lötperlen oder leitfähiges Material in Schichten auf eine Druckoberfläche auftragen kann. Wenn Sie diese „Drahtdruck“ -Methode mit einem sekundären Materialkopf kombinieren, erhalten die Hersteller langsam die Möglichkeit, 3D-Leiterplatten mit komplizierter interner Verkabelung zu erstellen.

Vorteile für 3D-Druckschaltungen

Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass eine bestimmte Schaltung nicht durch die herkömmliche flache Leiterplatte eingeschränkt wird und so hergestellt werden kann, dass sie perfekt zur Form eines bestimmten Produkts passt.

Die Fähigkeit, 3D-Verbindungen in kompakten Räumen zu entwerfen, ist ansonsten bei der derzeitigen Herstellung von Leiterplatten nicht möglich.

Mit der Kombination dieser beiden Methoden, der Herstellung von additiven 2D- und 3D-Leiterplatten, beginnt sich eine drastische Veränderung in der Sichtweise und dem Bau von Projekten durch Elektrotechniker zu bilden.

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Der aktuelle Stand der AM-Industrie liegt hauptsächlich bei Maschinenbauingenieuren und -herstellern. Mit 3D-Druck und anderen additiven Techniken können Ingenieure schnell Prototypen einer bestimmten mechanischen Komponente oder Baugruppe erstellen. Trotz aller Fortschritte, die diese Branche in den letzten Jahren gemacht haben, steckt sie noch in den Kinderschuhen - und erschließt das tiefere Reich der 3D-Leiterplatten in der Neugeborenenphase.

Es ist wichtig darauf hinzuweisen, dass es einige Methoden gibt, die 3D-Leiterplatten ermöglichen und gleichzeitig darum kämpfen, Industriestandards zu werden.

Es gibt sowohl filamentbasierte Druckersysteme als auch leitfähige Tintendrucker, die jeweils in 2D oder 3D arbeiten. Der Tintenstrahldruck erfolgt normalerweise in 2D und der Druckkopf setzt eine viskose leitfähige Tinte frei, ähnlich wie bei leitfähigen Tintenstiften, die Sie in Geschäften sehen können, die beim Extrudieren reagieren und eine Schicht aus leitendem Material bilden, häufig Silber.

Der Bereich der 3D-Leiterplatten kann jedoch sowohl bei Extrusions- als auch bei Materialverfahren etwas komplexer werden. Es werden leitfähige Gele sowie eingebettete Kupferfilamente verwendet. Einige Maschinen verwenden Graphen-Substrat-Druck, und auf dem neuesten Stand des Experimentierens gibt es sogar leitfähiges Aerogel-Drucken. Jede dieser verschiedenen Druckmethoden wird hinsichtlich ihrer Praktikabilität und Verwendbarkeit eingehend untersucht. Die Idee, Schaltkreise in dieser Form herzustellen, wird die Einstellung der Ingenieure zum elektrischen Design verändern.

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Diese neue Herstellungstechnik wird, wie die meisten neuen Technologien, keine Lösung für alle Probleme des Elektrotechnikers sein. Diese Techniken werden in zwei Schlüsselbereichen zum Tragen kommen.

Es gibt eine kleine Nische in der Großfertigung, in der Schaltkreise in Materialien integriert werden könnten. Wie Sie wahrscheinlich erraten können, ist eine großtechnische Einführung von 3D-Leiterplatten in der Industrie weit entfernt.

Die drastischste Art und Weise, wie wir Veränderungen sehen werden, liegt im Bereich des Herstellers. Die Produktion von Maschinen, die für Rapid-Prototyping-Schaltungen geeignet sind, wird für Hobbyisten auf der ganzen Welt genau das verändern, was möglich ist. Hersteller, Heimwerker oder sogar Ingenieure sind möglicherweise bald in der Lage, eine Leiterplatte schnell zu prototypisieren, ohne sich mit den aggressiven Chemikalien zu befassen, die bei der Herstellung von Leiterplatten erforderlich sind.

Da additive Fertigung und Elektronik weiterhin zusammengeführt werden, wird die Aufregung um die Technologie zunehmen. Dies alles bedeutet, dass wir in Kürze möglicherweise nicht nur mechanische Teile von unserem Desktop aus drucken und prototypisieren können, sondern auch integrierte elektronische Teile. Wir sehen allmählich den Drang, praktisch alles schnell zu prototypisieren ... und diese Fähigkeit könnte unsere Bildungssysteme, unsere Jobs und unsere Hobbys radikal verändern. Das nächste Zeitalter der schnellen Fertigung rückt näher.


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Bemerkungen:

  1. Marx

    Lacht immer noch!

  2. Gaston

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  3. Thomas

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  6. Rans

    Verwende nicht



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