3D打印通過在短短幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建結(jié)構(gòu)（如果通過傳統(tǒng)的生產(chǎn)和制造方法來創(chuàng)建，則要花幾天的時間）就徹底改變了制造業(yè)。印刷電路板是電子產(chǎn)品的主要成分，并推動世界走向自動化和數(shù)字化。當將印刷電路板（PCB）與3D打印結(jié)合使用時，就會產(chǎn)生完美的動力來促進現(xiàn)代經(jīng)濟和技術(shù)的增長。在詳細討論3D打印和印刷電路板技術(shù)如何協(xié)作之前，讓我們看一下3D打印的實際含義以及3D印刷電路板的含義。
什么是3D打??？
3D打印是從數(shù)字文件創(chuàng)建實體三維對象的附加過程。在此過程中，將放置連續(xù)的材料層，直到創(chuàng)建對象為止。在1980年代初期，人們認為3D打印僅適用于美學原型。21世紀的技術(shù)爆炸使我們能夠?qū)?1D打印用作工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，這就是為什么3D打印被用作增材制造的代名詞的原因。此加法過程的反義詞是減法過程，其中用機器將一塊金屬或塑料切割或挖空。
3D印刷電路板是什么意思？
我們生活在3D世界中，但是我們的大多數(shù)電子設(shè)備都是2D的，但是如果電路可以按照我們想要的任何方式直接嵌入，該怎么辦？那將是很棒的，因為它可以節(jié)省時間并可以提高整個過程的效率。制作定制的印刷電路板可能既昂貴又費時，并且您必須花大力氣將所有東西都放置到位。印刷電路板很小，但是制作過程卻很長。為了降低成本，發(fā)達國家的公司將印刷電路板的生產(chǎn)和制造外包到亞洲國家。它減慢了整個過程。為了克服這個困難，我們需要一種3D打印機，該打印機可以有效地生產(chǎn)3D打印電路板并加快整個過程。有幾種創(chuàng)建3D印刷電路板的方法，但是創(chuàng)建3D印刷電路板的兩種主要方法是：
1.導電絲
2.空心筆觸
我們詳細討論一下這些方法。
1.導電絲
如果只能訪問單個拉伸，則應(yīng)將設(shè)計分為兩個主要部分。也可以創(chuàng)建多層，但是首先，您需要掌握雙層機制。此過程涉及的步驟可總結(jié)如下：
1.通過對應(yīng)幾層高的圖案進行建模來開始該過程。留出孔來安裝外部組件。該圖案將充當導電材料上的印記跡線。
2.在對模型進行建模之后，您將創(chuàng)建一個基礎(chǔ)印刷品，該印刷品將填補電路之間及其周圍的空隙。您可以通過簡單地從實體塊中減去第一步樣式來完成此操作。
3.對齊關(guān)聯(lián)的坐標時，必須以不同的方式保存前兩個步驟中的兩個設(shè)計?，F(xiàn)在可以剪切模型并將其上傳到3D打印機。
4.現(xiàn)在可以加載導電絲并打印跡線。
5.現(xiàn)在無需去除任何痕跡就可以裝入非導電絲并打印第二個模型。現(xiàn)在您已經(jīng)用兩種不同的材料創(chuàng)建了純色打印。
現(xiàn)在您已經(jīng)有了3D印刷電路板，這些組件的連接方式與在普通印刷電路板上的連接方式相同。在此過程中，應(yīng)注意烙鐵不要太靠近印版。
市場上有各種導電絲。細絲的大多數(shù)導電變體，例如丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS），聚乳酸或聚丙交酯（PLA），聚苯乙烯通常被稱為HIPS或熱塑性聚氨酯（TPU），它們用于3D印刷電路板中。這些細絲中的大多數(shù)都包含石墨烯（一種半導體），并允許這些細絲導電。導電的效率不如金屬，但仍然足以制造出高效的印刷電路板。
2.創(chuàng)建空心筆觸
在此過程中，我們先3D打印一個模型，然后再打印該模型，并且在此模型中存在空心筆觸。隨后，該模型填充有導電物質(zhì)。此過程涉及我們在導電絲過程中完成的一半工作。另一半用于添加導電材料。此過程涉及的主要步驟可總結(jié)如下：
1.首先對模型進行建模，例如導電絲工藝。它應(yīng)該高幾層，并從實心塊中減去。應(yīng)該只留下空白空間，應(yīng)該注意的是，手工添加導電材料不是機器有效的。這就是為什么您應(yīng)該將空心線設(shè)計得比要求的寬度寬一些。
2.應(yīng)該選擇不導電的燈絲，例如PLA，PETG和ABS，并應(yīng)打印模型
3.下一步是布置電路組件，并使用我們選擇的導電材料來填充模型中的間隙?？梢允褂米⑸淦骰蛞埔浩魍瓿纱诉^程。
4.給導電材料一些時間以使其沉降并干燥。硅擠壓工藝可用于保護板免受氧化或受潮。
現(xiàn)在，讓我們繼續(xù)根據(jù)用于創(chuàng)建PCB的方法來區(qū)分3D打印電路板和非3D打印電路板。
3D打印和非3D打印方法之間的區(qū)別
如果你正在尋找3D打印電路板，可能會遇到許多看起來像3D PCB的項目，但實際上不是3D打印項目。例如，在將筆放在打印頭上時在板上畫防護面罩不是3D打印方法。這是因為使用了發(fā)氧的液體去除了完整的區(qū)域并形成了痕跡。空心筆觸創(chuàng)建方法與此過程類似。但是，操作原理不相同，因此上述示例不包括在3D打印方法中。
3D打印中有兩個主要方面，可以分析該方法是否屬于3D打印類別：
可以打印帶有導電絲痕跡的模型可以創(chuàng)建空心溝槽，然后將其填充導電材料。本文的上半部分詳細討論了這兩種方法。
與3D印刷電路板相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點和缺點有幾個。首先，我們將討論使用3D印刷電路板的弊端，然后我們將繼續(xù)介紹使用3D印刷電路板的好處。
使用3D印刷電路板的缺點
使用3D印刷電路板的缺點可以列舉為：
第一個缺點是材料的供應(yīng)有限。3D PCB由溫度受控的金屬或塑料制成，并非所有金屬和塑料都可以進行溫度控制。3D印刷電路板中使用的材料不環(huán)保，無法回收。此外，用于印刷電路板3D打印的金屬和塑料中很少有食品安全的。3D打印機中使用的打印室的尺寸受到限制，這些室的尺寸也限制了這些室可以產(chǎn)生的輸出。這意味著要進行更大的項目；如果需要分別打印不同的部分，然后將它們放在一起。這將花費很長時間并且需要人工，因此成本增加。后處理方法會影響獲得成品的速度，尤其是在大型項目中。后處理方法包括噴水，打磨，風干或熱干燥，化學浸泡和沖洗等。設(shè)計既是3D打印電路板的強項，也是弊端。某些打印機的公差較低，這就是為什么設(shè)計不準確且最終零件可能與原始設(shè)計不同的原因。如上所述，這些設(shè)計不正確之處可以用后處理方法進行糾正，但會增加成本。這些是3D印刷電路板的一些缺點。現(xiàn)在，我們將討論使用3D打印電路板的優(yōu)勢。
使用3D印刷電路板的好處
盡管存在許多缺點，但3D打印電路板仍是未來。使用3D印刷電路板的好處可總結(jié)為：
3D打印無需費力即可完成更復雜的設(shè)計。這種設(shè)計上的靈活性在較小的項目上是有利的。傳統(tǒng)的制造工藝無法提供這種奢侈。3D印刷電路板比傳統(tǒng)制造的印刷電路板便宜得多。此外，可以通過3D打印機完成快速原型制作。對于大型項目，可以比傳統(tǒng)制造過程更快地組裝零件，并且可以以更高的效率完成設(shè)計修改。3D打印機具有一個虛擬庫，可以在其中存儲許多設(shè)計，并且可以按需打印任何設(shè)計而無需事先通知。此按需打印選項對中小型企業(yè)很有用。如果要對通過3D打印機完成的先前設(shè)計進行一點改進或更改，可以對虛擬庫中的STL或CAD文件進行更改。這樣可以節(jié)省您的時間，您還可以嘗試不同的設(shè)計。此外，可以快速測量印刷電路板的有效性，并且可以在批量生產(chǎn)之前立即進行任何修改。3D印刷電路板最重要的優(yōu)點之一是生產(chǎn)時不會產(chǎn)生任何浪費。該過程節(jié)省了用于創(chuàng)建印刷電路板的材料的資源和成本。從上面的討論中可以清楚地看出3D印刷電路板有其優(yōu)點和缺點。但是，不能將它們排除在PCB制造行業(yè)之外，因為它們是未來。隨著技術(shù)的進步，它將成為確定的制造模式，它將取代傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法比3D印刷電路板既耗時又昂貴。仍然有一個問題：這個生產(chǎn)過程是否可以完全自動化？
3D印刷電路板的創(chuàng)建過程可以完全自動化嗎？
科技使人們可以使用曾經(jīng)是科幻電影的一部分的事物。隨著技術(shù)的發(fā)展，不能排除在不久的將來可以完全自動化整個3D打印電路板工藝。但是，目前在完全自動化此過程中存在一些限制，包括材料公差，3D打印機輸出尺寸等。3D印刷電路板僅在當今的小型項目中取得成功。但是，一旦克服了技術(shù)故障，很有可能在批量生產(chǎn)行業(yè)中采用3D打印電路板。
在總結(jié)本文時，我想說的是3D印刷電路板將以一種可能與集成電路發(fā)明所帶來的沖擊類似的方式徹底改變世界，而集成電路的發(fā)明隨后又引發(fā)了技術(shù)革命。我們?nèi)祟惐仨殞@種未來技術(shù)進行投資，以填補3D打印電路板完全自動化的空白。
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