De Opkomende Trend van 3D-printen in PCB-prototyping: Voordelen en Toekomstpotentieel

7 december 2017

3D-printen of additieve fabricage wordt altijd geprezen als een revolutionair "nieuw proces". Hoewel de technologie al de laatste 30 jaar bestaat, wordt het nog steeds aangeduid als de toekomstige technologie. Waarom? Alleen omdat de mogelijkheden van deze technologie zich uitbreiden. Additieve fabricage is een sleutelproductieproces geworden. Echter, er zijn diverse gebieden in de productie waar 3D-printen nog nieuw is. Elektronica is zo'n gebied, dat nog het potentieel van deze productie moet verkennen. Echter, 3D-printen wordt populair bij contract printplaat (PCB) fabrikanten. Waarom? De post verkent diverse redenen die hebben bijgedragen aan de populariteit onder elektronische fabrikanten.

Korte Discussie over 3D-printen

In wezen is 3D-printen een proces, waarbij een object wordt geproduceerd door opeenvolgende toevoeging van dunne lagen. Deze lagen worden bovenop elkaar geplaatst. Dit proces wordt uitgevoerd met een 3D-printer, die aan een computer is gekoppeld. 3D-modelleringssoftware is een vereiste voor het creëren van 3D-gemodelleerde onderdelen. Een 3D-geprint onderdeel kan worden gemaakt met diverse materialen zoals kunststoffen, roestvrij staal, harsen, brons, zilver, titanium, goud, keramiek, etc.

Ken de onderliggende voordelen van 3D-printen in PCB-assemblage en -productie

Vandaag de dag gebruiken elektronische fabrikanten 3D-printen om prototype PCB's te creëren, om de volgende redenen:

• Verkort productietijd: Traditionele PCB-productie omvat verschillende processen, zoals etsen, lithografie, verpakken, etc. Echter, 3D-printen integreert al deze processen in één enkele bouwproces. Dit helpt de productietijd te verminderen.
• Makkelijk om complexe PCB's te bouwen: Elektronica is een van de snelstgroeiende industriesectoren. Er is een hoge vraag naar geavanceerde en complexe PCB's. Additieve Fabricage of AM stelt bedrijven in staat om complexe, niet-standaard assemblages, alsmede curvilineaire vormen gemakkelijk te bouwen. Dus, PCB-fabrikanten zijn vrij om innovatieve PCB's te ontwerpen. Ook kunnen ze deze productontwerpen eenvoudig optimaliseren met verbeterde functies en minder fouten.
• Gemakkelijke printbaarheid op niet-vlakke oppervlakken: Het bouwen van niet-vlakke PCB's is altijd een uitdaging voor PCB-ontwerpers en assemblageservices die traditionele PCB-assemblage- en productietechnieken volgen. Echter, 3D-printen stelt deze services in staat om te experimenteren met niet-vlakke oppervlakken. Enkele voorbeelden van dergelijke ontwerpen zijn zonnestrips, sensoren, glucoseteststrips, elektronische wearables, etc.
• Minimaal materiaalverspilling: 3D-printer stelt PCB-fabrikanten in staat om de productie gemakkelijk te controleren. Hoewel diverse geavanceerde technieken fabrikanten in staat stellen materiaalverspilling te minimaliseren, scoort 3D-printen er bovenuit. Het stelt hen in staat om materiaal neer te leggen wanneer het vereist is.
• Lager onderdeelgewicht: Compacte afmetingen en lichtgewicht componenten zijn een hype in de PCB-industrie. PCB-fabrikanten worden gedreven door uitdagingen om onderdeelgewichten te verlagen. Additieve fabricage helpt hun hun doelen gemakkelijk te bereiken. Het helpt ze controle te krijgen over nauwkeurige afmetingen, alsook losse bedrading en kabels te elimineren.
• Helpt chemicaliën te vermijden: 3D-printen is een milieuvriendelijk proces, omdat geen chemicaliën betrokken zijn. De meeste PCB-fabrikanten voeren etsen uit om overbodig materiaal van de PCB te verwijderen. Bij etsen wordt een chemisch middel gebruikt om het materiaal te verwijderen. Echter, 3D-printen helpt het gebruik van chemicaliën te vermijden, omdat het een gecontroleerd proces is en materiaal alleen wordt gelegd wanneer vereist.

De bovenstaande voordelen suggereren waarom 3D-printen populariteit wint onder PCB-fabrikanten. Echter, met traditionele PCB-productie kunnen doorlooptijden weken of maanden duren wat leidt tot meerdere iteraties. Dit kan hun time-to-market mogelijkheden serieus beïnvloeden. 3D-printen van PCB's in-house zal PCB-fabrikanten helpen creatief te blijven zonder de ontwikkelingsdeadline te riskeren. Deze techniek zal ook helpen om aan de veranderende behoeften van klanten te voldoen, die customisatie en miniaturisering eisen.