Elettronica

 Applicazioni di stampa 3D nel campo

dell’Elettronica

Proprio come in qualsiasi altro campo, la produzione additiva (AM) offre opportunità uniche anche nell’elettronica. La sua capacità di combinare più materiali in singoli lavori di stampa è molto utile in questo settore. Le tecnologie di stampa 3D sono molto più accessibili e semplici di quanto non fossero in precedenza. Ciò consente una prototipazione significativamente più rapida, che potrebbe ridurre i tempi di consegna, i costi e gli errori che interrompono il processo di produzione.

Quando scegliere la stampa 3D per l’elettronica?

Per la produzione on-demand

La stampa 3D consente la produzione on-demand di una parte elettronica con tempi di consegna fissi e una struttura di costi contenuta, che riduce significativamente i tempi di progettazione e lancio di un prodotto. Consente inoltre di produrre facilmente dispositivi nuovi e vecchi con più materiali di stampa 3D e bassi volumi direttamente dall’inventario digitale di un produttore o dal modello CAD di un cliente.

Questo è il vantaggio principale e trasformerà la catena di approvvigionamento dell’elettronica e consentirà ai produttori di soddisfare istantaneamente la domanda dei clienti. 

Per una maggiore innovazione e personalizzazione

Ci sono molte possibilità per i designer di proporre idee innovative invece di utilizzare gli stessi progetti tradizionali a causa della complessità di progetti nuovi ed efficienti. Le tecnologie SLS e MJF  sono valide anche per progetti complessi e anche per la produzione in lotti, che in precedenza era uno svantaggio dell’AM. Una buona dimensione del lotto di involucri elettronici, breadboard ecc. può essere prodotta molto velocemente con l’AM, rispetto ai processi convenzionali.

Ad esempio, l’utilizzo della stampa 3D per i pannelli solari aiuta i progettisti a infrangere le regole di progettazione convenzionali. Ciò significa non solo la struttura esterna, ma anche i circuiti interni che potrebbero aiutare a migliorare le prestazioni dei componenti, ridurre al minimo le dimensioni, ottimizzare il peso e ottenere geometrie complesse e precise.

Per una prototipazione più rapida

La velocità e la facilità d’uso associate alla produzione additiva lo rendono ideale per la creazione di prototipi rapidi. La stampa di parti con Multi jet fusion (MJF) è un’opzione relativamente economica spesso scelta per la prototipazione.

La modellazione a deposizione fusa, la forma più accessibile di produzione additiva, è un’altra valida alternativa. FDM è la tecnologia più economica e migliore per la prototipazione grazie alla sua semplicità d’uso e al materiale di costruzione più economico. Poiché l’intero processo è molto più economico rispetto ai processi convenzionali, ci sono maggiori possibilità di riprogettazione e analisi in un breve lasso di tempo.

Avere nuovi materiali con cui sperimentare

I prodotti elettronici come i PCB dipendono principalmente da due tipi di materiali: un substrato dielettrico isolante ed elementi conduttivi. I materiali polimerici più recenti con bassa costante dielettrica e i materiali polimerici semiconduttori, entrambi con proprietà elettroniche regolabili, sono stati adattati per l’uso negli ultimi tempi. Questi materiali avanzati, abbinati alla stampa 3D, possono aprire nuove porte in termini di design e sviluppi moderni.

Per ottenere parti con una buona finitura superficiale

Tecnologie come SLA o Carbon DLS utilizzano materiali in resina e sono di natura fluidica e offrono una buona finitura superficiale. Offrono proprietà come la flessibilità e la resistenza all’acqua, che sono un’aggiunta preziosa all’elettronica moderna come i telefoni pieghevoli e gli attrezzi resistenti all’acqua. Se la necessità primaria è la stretta tolleranza e la precisione, queste due sono le tecnologie da tenere d’occhio. 

I prototipi ad alta definizione, i prototipi funzionali sono anche una delle applicazioni di SLA e Carbon DLS.

Vantaggi della produzione additiva nell’elettronica

Design corretto e ottimizzato

Poiché il modello è generato e stampato al computer, c’è solo un piccolo margine di errore.In un processo tradizionale, il circuito viene aggiunto alla parte completa nella fase successiva, ma nel processo additivo, il circuito costruito viene stampato insieme alla parte che fa sì che il circuito si incapsuli al suo interno salvaguardando il circuito da eventuali danni esterni. Ad esempio, la piccola antenna di un telefono cellulare può essere stampata direttamente in un telefono.

Stampa su superfici non piane

L’elettronica come i PCB può essere semplicemente stampata in 3D su superfici non piane, mentre i metodi convenzionali non consentono questo processo. Allo stesso modo, l’elettronica può essere facilmente incorporata in dispositivi indossabili, sensori su superfici flessibili, strisce reattive per lo zucchero, protesi e batterie personalizzabili.

I dispositivi personalizzati  e le batterie stampate in 3D possono superare quelli normali poiché le loro forme e dimensioni sono personalizzate per adattarsi a un particolare prodotto e funzione, ottimizzando così le prestazioni.

Leggerezza e minor spreco di materiale

Una delle caratteristiche significative della stampa 3D è la sua produzione di minori scarti rispetto ai processi sottrattivi convenzionali e lo stesso vale anche per l’elettronica. La stampa 3D elimina la necessità di cablaggi aggiuntivi e circuiti aggiuntivi. Inoltre, l’elettronica stampata elimina i passaggi coinvolti nella produzione convenzionale in un unico passaggio, facilitando così anche un assemblaggio più semplice.

Elimina le sostanze chimiche nocive

L’incisione è la fase in cui viene rimosso il materiale in eccesso. Questo passaggio utilizza sostanze chimiche nocive per farlo. La produzione additiva ha eliminato questo passaggio in quanto il film viene posato direttamente sul posto senza ulteriori passaggi.