3D打印通過在短短幾分鐘內創建結構（如果通過傳統的生產和制造方法來創建，則要花幾天的時間）就徹底改變了制造業。印刷電路板是電子產品的主要成分，并推動世界走向自動化和數字化。當將印刷電路板（PCB）與3D打印結合使用時，就會產生完美的動力來促進現代經濟和技術的增長。在詳細討論3D打印和印刷電路板技術如何協作之前，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打印？
3D打印是從數字文件創建實體三維對象的附加過程。在此過程中，將放置連續的材料層，直到創建對象為止。在1980年代初期，人們認為3D打印僅適用于美學原型。21世紀的技術爆炸使我們能夠將21D打印用作工業生產技術，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，但是我們的大多數電子設備都是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，發達國家的公司將印刷電路板的生產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3D打印電路板并加快整個過程。有幾種創建3D印刷電路板的方法，但是創建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，則應將設計分為兩個主要部分。也可以創建多層，但是首先，您需要掌握雙層機制。此過程涉及的步驟可總結如下：
1.通過對應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，您將創建一個基礎印刷品，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.對齊關聯的坐標時，必須以不同的方式保存前兩個步驟中的兩個設計。現在可以剪切模型并將其上傳到3D打印機。
4.現在可以加載導電絲并打印跡線。
5.現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。現在您已經用兩種不同的材料創建了純色打印。
現在您已經有了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。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如下：
1.首先對模型進行建模，例如導電絲工藝。它應該高幾層，并從實心塊中減去。應該只留下空白空間，應該注意的是，手工添加導電材料不是機器有效的。這就是為什么您應該將空心線設計得比要求的寬度寬一些。
2.應該選擇不導電的燈絲，例如PLA，PETG和ABS，并應打印模型
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。可以使用注射器或移液器完成此過程。
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。
現在，讓我們繼續根據用于創建PCB的方法來區分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。這是因為使用了發氧的液體去除了完整的區域并形成了痕跡。空心筆觸創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印刷電路板相關聯的優點和缺點有幾個。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，這就是為什么設計不準確且最終零件可能與原始設計不同的原因。如上所述，這些設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。現在，我們將討論使用3D打印電路板的優勢。
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為：
3D打印無需費力即可完成更復雜的設計。這種設計上的靈活性在較小的項目上是有利的。傳統的制造工藝無法提供這種奢侈。3D印刷電路板比傳統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，可以比傳統制造過程更快地組裝零件，并且可以以更高的效率完成設計修改。3D打印機具有一個虛擬庫，可以在其中存儲許多設計，并且可以按需打印任何設計而無需事先通知。此按需打印選項對中小型企業很有用。如果要對通過3D打印機完成的先前設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。這樣可以節省您的時間，您還可以嘗試不同的設計。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之前立即進行任何修改。3D印刷電路板最重要的優點之一是生產時不會產生任何浪費。該過程節省了用于創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印刷電路板有其優點和缺點。但是，不能將它們排除在PCB制造行業之外，因為它們是未來。隨著技術的進步，它將成為確定的制造模式，它將取代傳統的生產方法，傳統的生產方法比3D印刷電路板既耗時又昂貴。仍然有一個問題：這個生產過程是否可以完全自動化？
3D印刷電路板的創建過程可以完全自動化嗎？
科技使人們可以使用曾經是科幻電影的一部分的事物。隨著技術的發展，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，一旦克服了技術故障，很有可能在批量生產行業中采用3D打印電路板。
在總結本文時，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，而集成電路的發明隨后又引發了技術革命。我們人類必須對這種未來技術進行投資，以填補3D打印電路板完全自動化的空白。
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