Tecnologias 3D

Placas de circuito impresso 3D são a próxima grande novidade na fabricação de aditivos

Placas de circuito impresso 3D são a próxima grande novidade na fabricação de aditivos


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A manufatura aditiva (AM) e a impressão 3D já mudaram a maneira como pensamos sobre a manufatura. Esta tecnologia que parecia ter sido superestimada no início, agora está conquistando seu próprio setor desenvolvido na indústria de manufatura.

Fabricação de aditivos e circuitos

A manufatura aditiva é adequada para muitas aplicações onde são necessárias peças que simplesmente não podem ser facilmente produzidas usando outros métodos como usinagem ou moldagem por injeção. Quando se trata de eletrônicos, porém, você provavelmente pensa que a manufatura aditiva não tem lugar.

No entanto, existem atualmente dois métodos de produção que utilizam manufatura aditiva para integrar eletrônicos em peças. Existem máquinas de impressão de estilo a jato de tinta 2D que já são usadas para imprimir placas de circuito.

Este método utiliza uma cabeça de impressão que funciona em uma superfície de impressão plana e nivelada, estabelecendo a escolha do usuário do produto químico ou material condutor. Essa funcionalidade é muito semelhante à maneira como a manufatura aditiva funciona e permite uma produção rápida de placas de circuito personalizadas. Dada a maneira atual como as placas de circuito são fabricadas em massa, essa técnica aditiva torna possível designs iteráveis ​​únicos com facilidade.

Simplificando, porém, esta técnica de impressão bidimensional simplesmente não é tão emocionante. É aí que a tecnologia de placa de circuito impresso 3D entra em jogo. Esses métodos usam uma cabeça de extrusora que pode depositar grânulos de solda ou material condutor em uma superfície de impressão em camadas. Junte este método de “impressão em fio” com um cabeçote de material secundário e os fabricantes estão aos poucos ganhando a capacidade de criar placas de circuito impresso 3D com fiação interna intrincada.

Vantagens dos circuitos de impressão 3D

A vantagem desta técnica é que um determinado circuito não é restringido pela placa PCB plana tradicional e pode ser feito para se ajustar perfeitamente à forma de um determinado produto.

Ter a capacidade de projetar conexões 3D em espaços compactos é algo que, de outra forma, seria impossível nas formas como as placas de circuito são produzidas atualmente.

Com a combinação desses dois métodos, fabricação de placas de circuito aditivo 2D e 3D, uma mudança drástica na forma como os engenheiros elétricos veem e constroem projetos está começando a se formar.

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O estado atual da indústria de AM depende principalmente de engenheiros mecânicos e fabricantes. A impressão 3D e outras técnicas aditivas permitem que os engenheiros desenvolvam rapidamente um protótipo de um determinado componente mecânico ou conjunto. Mesmo com todos os avanços que cercaram esta indústria nos últimos anos, ela ainda está na infância - tornando-se o domínio mais profundo das placas de circuito impresso em 3D na fase de recém-nascido.

É importante ressaltar que existem alguns métodos que permitem placas de circuito impresso em 3D e, simultaneamente, lutam para se tornarem padrões da indústria.

Existem sistemas de impressora baseados em filamento e impressoras baseadas em tinta condutora, cada um operando em 2D ou 3D. A impressão a jato de tinta é geralmente 2D e envolve a cabeça de impressão liberando uma tinta condutora viscosa, semelhante às canetas de tinta condutora que você pode ver em lojas que reagem após a extrusão, formando uma camada de material condutor, muitas vezes prata.

O reino das placas de circuito 3D pode ficar um pouco mais complexo em métodos de extrusão e materiais, no entanto. Géis condutores são usados, bem como filamentos de cobre embutidos. Algumas máquinas utilizam impressão de substrato de grafeno e, na vanguarda da experimentação, existe até a impressão de aerogel condutiva. Cada um desses vários métodos de impressão está passando por extensas pesquisas quanto à sua praticidade e usabilidade. A ideia de fabricar circuitos dessa forma mudará a maneira como os engenheiros pensam sobre o projeto elétrico.

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Esta nova técnica de fabricação, como a maioria das novas tecnologias, não será uma solução para todos os problemas do engenheiro elétrico. Essas técnicas surgirão em duas áreas principais.

Existe um pequeno nicho na fabricação em grande escala que poderia permitir que os circuitos se integrassem aos materiais. Como você provavelmente pode imaginar, porém, a adoção de placas de circuito impresso 3D em grande escala pela indústria está longe.

A maneira mais drástica de vermos mudanças é no reino do criador. A produção de máquinas capazes de circuitos de prototipagem rápida alterará exatamente o que é possível para entusiastas em todo o mundo. Fabricantes, DIYers ou mesmo engenheiros podem em breve ser capazes de criar um protótipo de placa de circuito sem lidar com os produtos químicos necessários para a fabricação de PCBs.

Conforme a manufatura aditiva e a eletrônica continuam a se fundir, o entusiasmo em torno da tecnologia aumentará. Tudo isso significa que em breve poderemos imprimir e prototipar não apenas peças mecânicas de nossa mesa, mas também peças eletrônicas integradas. Estamos começando a ver o impulso de criar protótipos rapidamente de praticamente qualquer coisa ... e essa capacidade pode alterar radicalmente nossos sistemas educacionais, nossos empregos e nossos hobbies. A próxima era de fabricação rápida está se aproximando rapidamente.


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