การพิมพ์ 3 มิติของ PCBs เป็นไปได้หรือไม่?

ฉันเพิ่งเห็นภาพนี้เกี่ยวกับการพิมพ์ PCB 3D บนเว็บไซต์มันสามารถใช้งานได้จริงหรือไม่? มันจะเจ๋งมากถ้ามันมีประโยชน์ในชีวิตจริง

มันสามารถทำงานได้ ฉันเพิ่งเห็นลำโพงทั้งหมดที่สร้างขึ้นโดยใช้เครื่องพิมพ์ 3D แบบหลายวัสดุ ในอนาคตมันจะเป็นไปได้อย่างแน่นอนที่จะพิมพ์วงจร 3 มิติและส่วนประกอบแม่เหล็กไฟฟ้า (มอเตอร์ ฯลฯ ) ภายในผลิตภัณฑ์โดยไม่มีการวางแผนสำหรับการเปิดใด ๆ ความก้าวหน้าที่แท้จริงสำหรับแอปพลิเคชันที่จ่ายเงินเป็นจำนวนมากสำหรับซีลตัวอย่างเช่น นอกจากนี้ยังอาจแทนที่วงจรเฟล็กซ์แบบแข็งซึ่งช่วยให้คุณมี PCB ที่โค้งงอ (เพื่อหุ้มกล้องด้วย PCB เป็นต้น)

อย่างไรก็ตามทุกวันนี้ชิ้นส่วนที่ทำจากวัสดุหลายชนิดจำเป็นต้องมีเครื่องพิมพ์ 3 มิติซึ่งจะสลับระหว่างวัสดุโดยอัตโนมัติ (เรากำลังพูดถึงหลายแสนดอลลาร์) หรือหยุดและอนุญาตให้เปลี่ยนวัสดุก่อนดำเนินการต่อในส่วนที่เหลือ โปรดทราบว่าคุณไม่สามารถใช้วัสดุใด ๆ : แม้ว่าพลาสติกและเรซินจะตายง่ายและโลหะต้องการเทคนิคที่แตกต่างกัน (เช่นการหลอมด้วยผงโดยใช้เลเซอร์) โดยทั่วไป แต่สามารถทำได้อย่างน่าเชื่อถือหากคุณทิ้งเงินไว้บนโต๊ะ ตระหนักถึงวิธีการใด ๆ ที่พิสูจน์แล้ว (นอกเหนือจากต้นแบบแรก ๆ ) ในการพิมพ์ไฟเบอร์กลาสหรือโพลีอิไมด์ดังนั้น PCB ของคุณจะต้องหนากว่า PCB ที่มีอยู่จะไม่จัดการอุณหภูมิเช่นกันหรือจะมีแรงดันพังทลายที่ต่ำกว่า แรงดันไฟฟ้าสูง) ตัวอย่างเช่น ยิ่งไปกว่านั้น, มีการชุบเพื่อปรับปรุงการผสมพันธุ์ของการเชื่อมต่อและการบัดกรี คุณอาจไม่ทราบเรื่องนี้ แต่ลามิเนตที่มีอยู่นั้นทันสมัยมากและใช้วัสดุที่ยังไม่พร้อมสำหรับการพิมพ์ มันไม่จำเป็นในทุกอุตสาหกรรมและไม่แน่นอนสำหรับใช้ในประเทศ

คุณสมบัติของวัสดุเป็นสิ่งหนึ่งและความแม่นยำก็เป็นอีกสิ่งหนึ่ง กระบวนการในการสร้าง PCBs ในปัจจุบันนั้นมีความแม่นยำอย่างมาก แม้แต่ PCB ราคาถูกก็มีชั้น 12-18um หลายสิบชั้นรอบเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.1 มม. ที่สมบูรณ์แบบรางบางเพียง 0.1 มม. และเว้นระยะ y 0.1 มม. ด้วยรูปร่างที่แม่นยำดังนั้นคุณจะไม่เห็นความแตกต่างใด ๆ กับ CAD ของคุณ ดูซูม 10 เท่าและกล้องจุลทรรศน์ที่มีกำลังขยายเท่ากัน (ฉันไม่เคยมีปัญหากับกับดักกรด) มันอาจฟังดูเหมือน overkill แต่ไม่ใช่ คุณอาจไม่ต้องการชั้นหลายสิบ แต่ระยะห่าง 0.1 มม. เป็นเรื่องธรรมดามากในวงจรที่มีความหนาแน่นรวมถึงส่วนประกอบที่ติดตั้งบนพื้นผิวและคุณไม่ต้องการให้ 45 ° mitres ของคุณสั้นด้วยเส้นที่อยู่ติดกัน

ในที่สุดฉันคาดว่าเวลาสร้างจะสูงขึ้น Photolithography การกัดกรด ฯลฯ เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างรวดเร็วและมีการวางสายการประกอบเพื่อให้ปริมาณงานสูงมาก: จุ่ม PCB จำนวนหลายสิบแผ่นลงในถังเคลื่อนย้ายไปอีกอันหนึ่งในขณะที่อีกแผงควบคุมเกิดขึ้น เวลาคือเงินเมื่อพูดถึงการผลิต ฉันจะไม่ซื้อเครื่องพิมพ์ 3D ที่ทันสมัยที่สร้าง 25 PCBs ใน 3 ชั่วโมงเมื่อฉันสามารถสร้างหลายร้อยในเวลาเดียวกันโดยใช้เครื่องจักรและสารเคมีที่แพร่หลาย

เมื่อเทคโนโลยีนั้นพร้อมจะเป็นข่าวดีสำหรับแอปพลิเคชั่นมากมาย (แม้ว่าฉันจะสงสัยว่าไม่ใช่ทั้งหมด) ในขณะเดียวกันก็ไม่คุ้มค่า

เนื่องจากฉันเข้าใจว่ามีสองปัญหาหลักเกี่ยวกับ PCB ที่พิมพ์ 3 มิติทั้งสองเกี่ยวข้องกับวัสดุนำไฟฟ้าที่พิมพ์ได้

1. วัสดุมีราคาแพง (โดยทั่วไปจะใช้เงินเป็นหลัก) สิ่งนี้สามารถทนต่อการออกแบบขั้นพื้นฐาน แต่งานที่ต้องใช้ความเร็วสูงจำเป็นต้องใช้เครื่องบินดินและพลังงานซึ่งเริ่มกินวัสดุอย่างรวดเร็วจริง
2. ค่าการนำไฟฟ้านั้นแย่กว่าทองแดงมาก นั่นหมายถึงการสูญเสียที่ยิ่งใหญ่กว่าใน PCB

แม้แต่การพิมพ์ pcb 3 มิติก็ยังไม่เป็นไปได้ในทางปฏิบัติ

1. ประสิทธิภาพ: ทั้งต้นทุนและเวลา
2. ความแม่นยำ: มันไม่สามารถพิมพ์สายที่ดีที่สุด
3. ความทนทาน: มันอาจใช้พลาสติกเป็นฉนวน / กระดาน
4. ความซับซ้อน: สามารถพิมพ์ได้กี่เลเยอร์