PCBA-Technologie - Über 3D-Druck und additive Fertigung in PCBA

Im Folgenden finden Sie eine Einführung in den 3D-Druck und die additive Fertigung in PCBA

Entgegen der landläufigen Meinung, 3D-Druck und additive Fertigung sind nicht dasselbe, aber aus Bequemlichkeit, sie können austauschbar verwendet werden. Gemäß ASTM F2792-12A "Standardterminologie für additive Fertigungstechnik", 3D-Druck ist "die Herstellung von Objekten durch Ablagen von Materialien mit Druckköpfen, Düsen, oder andere PCB-Druckertechnologie."

Der Prozess beginnt mit der 3D-Modellzeichnung, die auf einer beliebigen Standard-CAD-Software erstellt wird. Anschließend wird die 3D-Modelldatei über ein natives Programm oder einen Dateikonverter eines Drittanbieters in ein Stereolithographiedateiformat konvertiert. Einige Drucker verwenden diese Dateikonvertierungsfunktion als Teil ihrer Druckersoftware-Suite. Die Datei wird dann in eine Sprache konvertiert, die von gcode oder Druckern verstanden wird, wodurch die Datei im Wesentlichen als Querschnittsschnitt des Teils erstellt wird. Dieser Schritt wird normalerweise als "Schneiden" bezeichnet.

Nachdem die Zeichnung geschnitten wurde, kann der Drucker mit dem Drucken beginnen. Für fast alle 3D-Drucker ist der obige Prozess derselbe, und der Druckprozess selbst ist der Hauptunterschied. Sobald die 3D-Zeichnung im Sicherungsherstellungsdrucker geschnitten ist, kann der Drucker mit dem Drucken beginnen. Die Hauptkomponenten des Druckers sind das Druckbett, der Extruder, das heiße Ende und die Materialien. Das Material für diese Technik ist in der Regel ein Faden auf einer Spule. Dieses Filament wird in einen Extruder eingespeist, der Drehmoment und Extrusion verwendet, um die Geschwindigkeit des Filaments zu steuern, das in das heiße Ende eintritt. Sobald das Filament am heißen Ende ist, wird es erhitzt und geschmolzen.

Das geschmolzene Material wird durch den Extruder aus dem heißen Ende gepresst, der mehr Material von der Spitze verdrängt. Das heiße Ende besteht normalerweise aus Aluminium, und das geschmolzene Material wird auf der Bauplatte gemäß dem von der Software angegebenen Muster abgeschieden. Wenn das Material durch das heiße Ende abgelagert wird, bewegt sich die Bauplatte auf der X-, Y- oder Z-Achse, abhängig von den Bauteilanforderungen des gedruckten Inhalts. Bei einigen Druckern bleibt die Bauplatte stationär und das heiße Ende bewegt sich in der kartesischen Ebene, um den Druck zu erzeugen. Dieses Verfahren beschreibt die Fuse Manufacturing (FFF), eine der derzeit vom Unternehmen verwendeten Technologien.

Die Sicherungsherstellung wird derzeit hauptsächlich für Kunststoffe eingesetzt. Wenn Metalldruck erforderlich ist, wird direktes Metall-Lasersintern verwendet, um Metallteile zu drucken. Der Prozess der Erstellung eines dreidimensionalen Modells für Direktmetalllasersinterdrucker ist wie oben beschrieben; Der Druckprozess ist jedoch ganz anders. Aufgrund der hochwertigen Komponenten und Hilfsprozesse, die erforderlich sind, um den effektiven Betrieb der Maschine und die Qualität des Drucks zu gewährleisten, nehmen Metalldrucker in der Regel eine große Fläche ein. Die Hauptkomponenten von Metall sind die Herstellung von Platten, Beschichtungsmaschinen, Lasern und Pulvern.

Vor dem Druck der Metallteile wird die Baukammer mit einem Inertgas, in der Regel Argon, gefüllt. Damit soll sichergestellt werden, dass während des Prozesses keine Oxidation stattfindet. Die Bauplatte und die Rückwasserklinge, an der sich das Pulver befindet, werden nivelliert. Dies kann manuell erfolgen, aber die meisten Drucker können automatisch auf Niveau kalibriert werden, bevor der Druck gestartet wird. Nachdem die Teile nivelliert sind, können Sie mit dem Drucken beginnen. Der Laser sintert das Pulver in der Querschnittsgeometrie des Teils. Sobald das Sintern dieser Schicht abgeschlossen ist, bewegt sich das Rückwasserblatt auf der Seite des Aufbaubereichs auf der gesinterten Schicht und bedeckt die Oberseite mit einer neuen Pulverschicht.

Die auf der Sinterschicht neu beschichtete Pulverschicht ist sehr wichtig für die Integrität und Qualität des Druckerzeugnisses. Wenn das Überzugspulver zu viel ist, Der Laser kann die untere und die obere Schicht nicht zusammen sintern. Wenn zu wenig Pulver vorhanden ist, Der Laser kann das bereits gesinterte Pulver sintern, resultierend in unterschiedlichen Schichthöhen beim Leiterplattendruck. Die gleichmäßige Verteilung des Pulvers und die richtige Menge an Pulver sind derzeit die Schlüsselbereiche, die die erneute Beschichtung des Pulvers auf seiner Oberfläche beeinflussen. Pulverschichten werden neu beschichtet und mit Laser gesintert, bis die Leiterplattenteil ist abgeschlossen.