方法1:使用導電絲
3D打印電路板最明顯的方法是讓3D打印機放下導電細絲,以形成與常規PCB相似的線條圖案。這種技術的一個很酷的地方是,通過將第二種材料與3D技術結合使用,理論上可以創建多層電路并合并除平坦表面以外的形狀。
今天有各種導電絲可用。對于2D打印,最常用的材料是包含金屬(例如銀)的墨水。除此之外,還存在大多數燈絲的導電形式,例如ABS,PLA,HIPS或TPU。這些長絲含有石墨烯,盡管它們不如金屬,但它們可以導電。
方法2:創建空心痕跡
第二種方法是3D電路打印帶有空心痕跡的模型,以后可以在其中填充導電物質。流行的選擇是電漆,但您也可以嘗試使用導電環氧樹脂。
3D印刷電路板好處與缺點
與生活中的大多數事物一樣,上述兩種方法都有其優點和缺點:盡管第一種方法傾向于創建更準確,更復雜的形狀,但是使用典型的臺式3D打印機執行起來也更加復雜和困難。第二種可能更容易正確安裝并且不需要焊料,但是由于導電填料的成本,第二種價格可能更高。
鑒于可訪問性,低成本和快速的設計生產時間,3D打印電路板非常適合DIY項目和原型制作。與目前在裝配線上生產電路板的方式相比,3D打印機的適應性允許設計過程具有更大的靈活性,并且可以更快地生產定制測試板。如果我們還考慮最終產品,則3D打印可以使用具有復雜形狀的電路板和電路,例如,可以更輕松地安裝在特定的外殼中或集成到更大的系統中。
當前,主要限制是缺乏軟件支持以及導電3D打印材料(尤其是與金屬相比)的相對有效性。牢記這一點,只要確保考慮到打印機的精度,您就應該能夠幾乎可以想象到的任何電路板進行3D打印。
只是不要忘記,如果您打算將零件焊接到板上,則焊料的熔點約為188°C,典型的鐵加熱到約330°C。注意不要融化您的打印!
3D電路板如何使自己的
目前,還沒有專門設計用于3D打印的PCB的程序。我們的建議是使用您最喜歡的任何建模軟件,無論它是Tinkercad之類的簡單工具還是Fusion 360之類的更復雜的工具。也就是說,使用能夠對多種材料進行建模的程序可能會使您的生活更加輕松。
我們將簡要概述使用上述兩種方法之一進行3D打印電路板的要求。在開始使用這兩種方法中的任何一種之前,您可能需要勾勒出您的設計,使其更易于可視化。
方法1:使用導電絲
如果您像大多數3D打印機所有者一樣只能使用一次拉伸,則需要將設計分為兩部分。
在準備好電路草圖后,首先要對只有幾層高的圖案進行建模。這將成為您用導電材料印制的痕跡。不要忘記為外部組件留空。
此后,您應該創建基礎印刷品,該印刷品將填充電路之間及其周圍的空間。如果您僅從實心塊中減去第1步中的圖案,這將非常容易。
分別保存兩個設計,但要確保它們的關聯坐標對齊,以使第一個模型插入第二個模型。切片模型并將其上載到打印機。裝入導電絲并打印第一個模型(跡線)。
在不除去第一張照片的情況下,裝入第二根(非導電)燈絲并打印第二張模型,從而用兩種不同的材料創建一個實心照片。
在此過程中,您需要確保兩個模型正確對齊。但是,一旦掌握了它,就可以創建帶有附加重疊印刷品的多層電路。如果您想對此方法進行更詳細的說明,建議您觀看本YouTube教程,了解有關使用單噴嘴的多絲打印的信息。
獲得3D印刷電路板后,安裝組件的方式應與普通PCB大致相同。再一次,要特別小心烙鐵與印刷板的距離。