Tecnología PCBA - Sobre la impresión 3D y la fabricación aditiva de pcba

La siguiente es la introducción de la impresión 3D y la fabricación aditiva en pcba.

Contrariamente a lo que se cree ampliamente, la impresión 3D y la fabricación aditiva no son las mismas, pero por conveniencia, pueden ser intercambiables. Según la ASTM f2792 - 12a "terminología estándar técnica para la fabricación aditiva", la impresión 3D es "la fabricación de objetos depositando materiales mediante el uso de cabezales de impresión, boquillas u otras técnicas de impresoras de pcb".

El proceso comienza dibujando modelos 3d en cualquier software CAD estándar. A continuación, el archivo del modelo 3D se convierte en un formato de archivo de litografía estereoscópica a través de un programa local o un convertidor de archivos de terceros. Algunas impresoras utilizan esta función de conversión de archivos como parte de su kit de software de impresoras. A continuación, el archivo se convierte en un gcode o en un lenguaje que la impresora pueda entender, creando básicamente el archivo como una sección transversal de la pieza. Este paso suele llamarse "corte".

Después de cortar el gráfico, la impresora puede comenzar a imprimir. Para casi todas las impresoras 3d, el proceso anterior es el mismo, y el proceso de impresión en sí es la principal diferencia. En una impresora de fabricación de fusibles, una vez que los dibujos 3D se cortan, la impresora puede comenzar a imprimir. Los principales componentes de la impresora son la cama de impresión, la exprimidora, el extremo caliente y el material. El material de esta técnica suele ser un hilo en el carrete. Este filamento se envía a la exprimidora, que utiliza el PAR y la extrusión para controlar la velocidad a la que el filamento entra en el extremo caliente. Una vez que el filamento está en el extremo caliente, se calienta y se derrite.

El material fundido es exprimido por la máquina de extrusión del extremo caliente, y la máquina de extrusión exprime más material de la parte superior. El extremo caliente suele estar hecho de aluminio y el material fundido se deposita en la placa de construcción de acuerdo con el patrón especificado por el software. Cuando el material se deposita a través del extremo caliente, la placa de construcción se mueve sobre los ejes x, y o z, dependiendo de los requisitos de la pieza para el contenido impreso. En algunas impresoras, las placas de construcción permanecerán estáticas y el extremo caliente se moverá en el plano cartesiano para crear la impresión. El proceso describe la fabricación de fusibles (fff), una de las tecnologías utilizadas actualmente por la compañía.

En la actualidad, la fabricación de fusibles se utiliza principalmente en materiales plásticos. Si se necesita impresión de metal, se utiliza la sinterización láser de metal directo para imprimir piezas metálicas. El proceso de creación de un modelo tridimensional para una impresora de sinterización láser de metal directo se describe anteriormente; Sin embargo, el proceso de impresión es muy diferente. Las impresoras metálicas suelen ocupar grandes áreas debido a la necesidad de componentes de alta calidad y procesos auxiliares para garantizar el funcionamiento efectivo de la máquina y la calidad de impresión. Los principales componentes del metal son la fabricación de placas, máquinas de recubrimiento, láseres y polvos.

Antes de imprimir las piezas metálicas, la Cámara de construcción se llenará de gas inerte, generalmente argón. Esto es para garantizar que no se produzca oxidación durante el proceso. La placa de construcción y la hoja de retroceso donde se encuentra el polvo se nivelarán. Esto se puede hacer manualmente, pero la mayoría de las impresoras pueden calibrarse automáticamente al nivel antes de que comience la impresión. Después de nivelar la pieza, se puede comenzar a imprimir. El láser quemará el polvo en la geometría de sección transversal de la pieza. Una vez finalizada la sinterización de la capa, la hoja de retroceso en un lado de la zona de construcción se moverá sobre la capa de sinterización y se cubrirá con una nueva capa de polvo en la parte superior.

La capa de polvo repintada sobre la capa de sinterización es muy importante para la integridad y calidad de los productos impresos. Si el polvo de recubrimiento es excesivo, el láser no puede quemar la capa inferior y la capa superior juntos. Si el polvo es demasiado pequeño, el láser puede quemar el polvo que se ha quemado, lo que resulta en diferentes alturas de capa en la impresión de pcb. La distribución uniforme del polvo y la cantidad correcta de polvo son las áreas clave que afectan el repintado de la superficie del polvo en la actualidad. La capa de polvo será repintada y sinterizada por láser hasta que se complete el componente de pcb.