增材制造变革电子生产:从原型到量产的新范式
正如其他领域,增材制造(AM)在电子领域也提供独特机遇。其单次打印结合多种材料的能力对此行业极具帮助。3D打印技术比以往更易获取、更简单。这使原型制作显著加快,可缩短交货时间、降低成本并减少干扰生产流程的错误。
何时为电子选择3D打印?
按需生产
3D打印支持电子零件按需生产,具有固定交期和可控成本结构,显著缩短产品设计上市时间。还允许直接从制造商数字库存或客户CAD模型以多种材料小批量生产新旧设备。
这是主要优势,将变革电子供应链,使制造商能即时响应客户需求。
拓展创新与定制空间
设计师有巨大空间提出创新设计,而非因新高效设计复杂而沿用传统设计。SLS和MJF技术既适合复杂设计也适合批量生产,这曾是增材制造的短板。与传统工艺相比,电子外壳、面包板等可用增材制造极快生产较大批量。
例如,太阳能电池板应用3D打印帮助设计师打破常规设计规则。这不仅指外部结构,还包括内部电路,有助于提升元件性能、最小化尺寸、优化重量并实现复杂精密几何形状。
更快的原型制作
增材制造的速度和易操作性使其成为快速制作原型的理想选择。多喷嘴融合(MJF)打印零件是相对预算友好的原型选项。
熔融沉积建模(FDM)作为最易获取的增材制造形式,是另一可行替代。FDM因使用简单、构建材料便宜,是最廉价且最佳的原型技术。因整个过程比传统工艺便宜得多,短时间内有更多重新设计、分析机会。
尝试新材料
PCB等电子产品主要依赖两类材料:绝缘介质基板和导电元件。近期可调电子性能的低介电常数聚合物材料和半导体聚合物材料被引入应用。这些先进材料结合3D打印在设计和现代开发方面开辟新天地。
获得良好表面光洁度的零件
SLA或Carbon DLS等技术使用树脂材料,流动性好,表面光洁度佳。提供柔韧性和耐水性等特性,是折叠手机和耐水装备等现代电子的宝贵补充。若首要需求是严格公差和精度,这两项技术首选。
高清原型、功能原型也是SLA和Carbon DLS的应用之一。
增材制造在电子领域的优势
合理优化的设计
因模型由计算机生成并打印,误差极小。
传统工艺中电路在后期添加到完整零件上,而增材工艺中内置电路随零件同步打印,使电路封装在内部,免受外部损伤。例如手机小天线可直接打印入手机内部。
非平面表面印刷
PCB等电子产品可简单3D打印在非平面表面,传统方法无法实现。同样,电子元件易嵌入穿戴设备、柔性表面传感器、血糖测试条、假肢和定制电池。
定制设备和3D打印电池因形状尺寸针对特定产品功能优化,性能可超越普通产品。
轻量化与减少材料浪费
3D打印产生废料少于传统减材工艺,电子领域同样适用。3D打印消除了额外布线和额外电路需求。此外,打印电子将传统生产步骤整合为单一步骤,也简化了装配。
消除有害化学品
蚀刻是去除多余材料的步骤,使用有害化学品。增材制造消除了此步骤,因薄膜直接铺设到位无需额外步骤。
结语
Xometry Europe提供按需3D打印项目的在线3D打印服务,涵盖原型和大批量。凭借遍布欧洲的2000多家合作伙伴网络,Xometry能在3天内交付3D打印零件。上传CAD文件至Xometry即时报价引擎,获取含多种3D打印制造选项的即时报价。
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