Additive Fertigung in der Elektronik

Wie in jedem anderen Bereich bietet die additive Fertigung (AM) auch in der Elektronik einzigartige Möglichkeiten. Seine Fähigkeit, mehrere Materialien in einem einzigen Druckauftrag zu kombinieren, ist in dieser Branche sehr hilfreich. 3D-Drucktechnologien sind viel zugänglicher und einfacher als früher. Dies ermöglicht eine wesentlich schnellere Prototypenerstellung, wodurch Vorlaufzeiten, Kosten und Fehler, die den Produktionsprozess stören, reduziert werden könnten.

Wann sollte man sich für den 3D-Druck für Elektronik entscheiden?

Für die On-Demand-Produktion

Der 3D-Druck ermöglicht die On-Demand-Produktion eines elektronischen Teils mit fester Vorlaufzeit und einer begrenzten Kostenstruktur, wodurch die Zeit für die Entwicklung und Markteinführung eines Produkts erheblich verkürzt wird. Es ermöglicht auch die einfache Produktion neuer und alter Geräte mit mehreren 3D-Druckmaterialien und geringen Stückzahlen direkt aus dem digitalen Bestand eines Herstellers oder dem CAD-Modell eines Kunden.

Dies ist der Hauptvorteil und wird die Lieferkette für Elektronik transformieren und es den Herstellern ermöglichen, sofort auf die Kundennachfrage einzugehen.

Für mehr Innovation und Anpassung

Aufgrund der Komplexität neuer und effizienter Designs gibt es viele Spielräume für die Designer, um innovative Ideen zu entwickeln, anstatt die gleichen traditionellen Designs zu verwenden. SLS- und MJF-Technologien eignen sich auch für komplexe Designs und auch für die Serienfertigung, was früher ein Nachteil von AM war. Eine gute Losgröße von Elektronikgehäusen, Steckplatinen usw. kann mit AM im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren sehr schnell hergestellt werden.

Beispielsweise hilft die Verwendung von 3D-Druck für Solarmodule Designern, herkömmliche Designregeln zu brechen. Dies bedeutet nicht nur die äußere Struktur, sondern auch die interne Schaltung, die dazu beitragen kann, die Leistung von Komponenten zu verbessern, die Größe zu minimieren, das Gewicht zu optimieren und komplexe und präzise Geometrien zu erreichen.

Für schnelleres Prototyping

Die mit der additiven Fertigung verbundene Geschwindigkeit und einfache Bedienung machen sie ideal für die schnelle Erstellung von Prototypen. Das Drucken von Teilen mit Multi Jet Fusion (MJF) ist eine relativ budgetfreundliche Option, die häufig für das Prototyping gewählt wird.

Fused Deposition Modeling, die zugänglichste Form der additiven Fertigung, ist eine weitere praktikable Alternative. FDM ist aufgrund seiner einfachen Handhabung und des billigeren Baumaterials die billigste und beste Technologie für das Prototyping. Da der gesamte Prozess im Vergleich zu den herkömmlichen Prozessen viel billiger ist, besteht eine bessere Chance für eine Neugestaltung und Analyse innerhalb einer kurzen Zeitspanne.

Um neue Materialien zum Experimentieren zu haben

Elektronische Produkte wie PCBs hängen hauptsächlich von zwei Arten von Materialien ab:einem isolierenden dielektrischen Substrat und leitfähigen Elementen. Neuere Polymermaterialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante und halbleitende Polymermaterialien, beide mit einstellbaren elektronischen Eigenschaften, werden in jüngster Zeit für die Verwendung angepasst. Diese fortschrittlichen Materialien in Verbindung mit dem 3D-Druck können neue Türen in Bezug auf Design und moderne Entwicklungen öffnen.

Um Teile mit einer guten Oberflächenbeschaffenheit zu erhalten

Technologien wie SLA oder Carbon DLS verwenden Harzmaterialien und sind von Natur aus flüssig und bieten eine gute Oberflächenbeschaffenheit. Sie bieten Eigenschaften wie Flexibilität und Wasserbeständigkeit, die eine wertvolle Ergänzung für moderne Elektronik wie faltbare Telefone und wasserfeste Ausrüstung darstellen. Wenn es auf enge Toleranzen und Präzision ankommt, sind diese beiden Technologien die richtige Wahl.

Hochauflösende Prototypen, Funktionsprototypen sind ebenfalls eine der Anwendungen von SLA und Carbon DLS.

Vorteile der additiven Fertigung in der Elektronik

Richtiges und optimiertes Design

Da das Modell computergeneriert und gedruckt ist, gibt es nur einen kleinen Spielraum für Fehler.

Bei einem herkömmlichen Verfahren wird die Schaltung in einem späteren Stadium dem vollständigen Teil hinzugefügt, aber beim additiven Verfahren wird die aufgebaute Schaltung zusammen mit dem Teil gedruckt, wodurch die Schaltung darin eingekapselt wird, wodurch die Schaltung vor äußeren Beschädigungen geschützt wird. Beispielsweise kann die kleine Antenne in einem Mobiltelefon direkt in ein Telefon gedruckt werden.

Drucken Sie auf nicht ebenen Oberflächen

Elektronik wie Leiterplatten können einfach auf nicht ebene Oberflächen 3D-gedruckt werden, während herkömmliche Methoden diesen Prozess nicht zulassen. Auf die gleiche Weise kann Elektronik einfach in Wearables, Sensoren auf flexiblen Oberflächen, Zuckerteststreifen, Prothesen und anpassbare Batterien eingebettet werden.

Kundenspezifische Geräte und 3D-gedruckte Batterien können die normalen übertreffen, da ihre Formen und Größen an ein bestimmtes Produkt und eine bestimmte Funktion angepasst werden, wodurch die Leistung optimiert wird.

Geringes Gewicht und weniger Materialverschwendung

Eines der wesentlichen Merkmale des 3D-Drucks ist die geringere Abfallproduktion als bei herkömmlichen subtraktiven Verfahren, und das gilt auch für die Elektronik. Der 3D-Druck macht zusätzliche Verkabelung und zusätzliche Schaltkreise überflüssig. Darüber hinaus eliminiert die gedruckte Elektronik die bei der konventionellen Fertigung anfallenden Arbeitsschritte in einem Schritt und ermöglicht somit auch eine einfachere Montage.

Beseitigt schädliche Chemikalien

Ätzen ist der Schritt, bei dem überschüssiges Material entfernt wird. Dieser Schritt verwendet dazu schädliche Chemikalien. Die additive Fertigung eliminiert diesen Schritt, da die Folie ohne zusätzliche Schritte direkt an der Stelle verlegt wird.

Schlussfolgerung

Xometry Europe bietet Online-3D-Druckdienste für On-Demand-3D-Druckprojekte, sowohl für Prototypen als auch für große Chargen. Mit einem Netzwerk von mehr als 2.000 Partnern in ganz Europa ist Xometry in der Lage, 3D-gedruckte Teile in bis zu 3 Tagen zu liefern. Laden Sie Ihre CAD-Dateien in die Xometry Instant Quoting Engine hoch, um ein sofortiges Angebot mit verschiedenen Fertigungsoptionen für den 3D-Druck zu erhalten.