Technologies 3D

Les circuits imprimés 3D sont la prochaine grande nouveauté de la fabrication additive

Les circuits imprimés 3D sont la prochaine grande nouveauté de la fabrication additive

La fabrication additive (FA) et l'impression 3D ont déjà changé notre façon de penser la fabrication. Cette technologie qui paraissait exagérée au début est en train de se tailler son propre secteur développé dans l'industrie manufacturière.

Fabrication additive et circuits

La fabrication additive est bien adaptée à de nombreuses applications où des pièces sont nécessaires qui ne peuvent tout simplement pas être facilement produites à l'aide d'autres méthodes telles que l'usinage ou le moulage par injection. En ce qui concerne l'électronique, cependant, vous pensez probablement que la fabrication additive n'a pas sa place.

Cependant, il existe actuellement deux méthodes de production qui utilisent la fabrication additive pour intégrer l'électronique dans les pièces. Il existe des machines d'impression de style jet d'encre 2D qui sont déjà utilisées pour imprimer des circuits imprimés.

Cette méthode utilise une tête d’impression qui fonctionne sur une surface d’impression plane et plane en définissant le choix de l’utilisateur du produit chimique ou du matériau conducteur. Cette fonctionnalité est très similaire au fonctionnement de la fabrication additive et permet une production rapide de circuits imprimés personnalisés. Compte tenu de la manière actuelle dont les cartes de circuits imprimés sont fabriquées en masse, cette technique additive permet des conceptions itérables uniques avec facilité.

En termes simples, cependant, cette technique d’impression bidimensionnelle n’est tout simplement pas si excitante. C’est là que la technologie des circuits imprimés 3D entre en jeu. Ces procédés utilisent une tête d'extrudeuse qui peut déposer des perles de soudure ou de matériau conducteur sur une surface d'impression en couches. Associez cette méthode «d'impression par fil» à une tête de matériau secondaire et les fabricants gagnent lentement la capacité de créer des cartes de circuits imprimés 3D avec un câblage interne complexe.

Avantages des circuits d'impression 3D

L’avantage de cette technique est qu’un circuit donné n’est pas contraint par le circuit imprimé plat traditionnel et peut être conçu pour épouser parfaitement la forme d’un produit donné.

Avoir la capacité de concevoir des connexions 3D dans des espaces compacts est quelque chose qui est autrement impossible dans la manière dont les cartes de circuits imprimés sont actuellement produites.

Avec la combinaison de ces deux méthodes, la fabrication additive de circuits imprimés 2D et 3D, un changement radical dans la façon dont les ingénieurs électriciens voient et construisent les projets commence à se former.

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L'état actuel de l'industrie de la FA réside principalement dans les ingénieurs mécaniques et les fabricants. L'impression 3D et d'autres techniques additives permettent aux ingénieurs de prototyper rapidement un composant ou un assemblage mécanique donné. Même avec tous les progrès qui ont entouré cette industrie ces dernières années, elle n'en est encore qu'à ses balbutiements - ce qui fait le royaume plus profond des cartes de circuits imprimés 3D dans la phase nouveau-né.

Il est important de souligner qu'il existe quelques méthodes qui permettent la création de cartes de circuits imprimés 3D et luttent simultanément pour devenir des normes de l'industrie.

Il existe à la fois des systèmes d'imprimante à filament et des imprimantes à encre conductrice, chacun fonctionnant en 2D ou en 3D. L'impression à jet d'encre est généralement 2D et implique que la tête d'impression libère une encre conductrice visqueuse, similaire aux stylos à encre conductrice que vous pourriez voir dans les magasins qui réagissent lors de l'extrusion, formant une couche de matériau conducteur, souvent de l'argent.

Cependant, le domaine des circuits imprimés 3D peut devenir un peu plus complexe dans les méthodes d'extrusion et de matériaux. Des gels conducteurs sont utilisés ainsi que des filaments de cuivre intégrés. Certaines machines utilisent l'impression sur substrat en graphène, et à la pointe de l'expérimentation, il y a même l'impression d'aérogel conducteur. Chacune de ces diverses méthodes d'impression fait l'objet de recherches approfondies sur son caractère pratique et sa convivialité. L'idée de fabriquer des circuits sous cette forme changera la façon dont les ingénieurs conçoivent la conception électrique.

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Cette nouvelle technique de fabrication, comme la plupart des nouvelles technologies, ne sera pas une solution à tous les problèmes de l’ingénieur électricien. Ces techniques feront une émergence dans deux domaines clés.

Il existe un petit créneau dans la fabrication à grande échelle qui pourrait permettre aux circuits de s'intégrer dans les matériaux. Comme vous pouvez probablement le deviner, toute adoption à grande échelle par l'industrie des cartes de circuits imprimés 3D est loin.

La façon la plus radicale de voir le changement est dans le domaine du créateur. La production de machines capables de prototyper rapidement des circuits modifiera exactement ce qui est possible pour les amateurs du monde entier. Les fabricants, les bricoleurs ou même les ingénieurs pourraient bientôt être en mesure de prototyper rapidement une carte de circuit imprimé sans avoir à gérer les produits chimiques agressifs nécessaires à la fabrication de PCB.

Alors que la fabrication additive et l'électronique continuent d'être fusionnées, l'enthousiasme autour de la technologie augmentera. Tout cela signifie que bientôt nous pourrons peut-être imprimer et prototyper non seulement des pièces mécaniques à partir de notre bureau, mais également des pièces électroniques intégrées. Nous commençons à voir une poussée pour prototyper rapidement pratiquement n'importe quoi… et cette capacité pourrait changer radicalement nos systèmes éducatifs, nos emplois et nos loisirs. Le prochain âge de la fabrication rapide approche à grands pas.


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