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PCB impreso en 3D: la nueva forma de fabricar placas de circuito

Índice del contenido

La industria de PCB ha experimentado varios cambios en los últimos años. Uno de ellos es la aparición de los PCB impresos en 3D. Esta forma innovadora de fabricar placas de circuito promete muchos beneficios, como diseños complejos y costos de fabricación reducidos. Únase a nosotros mientras exploramos la tecnología de las placas de circuitos de impresión 3D en esta guía completa.

¿Se pueden imprimir placas de circuito en 3D?

Sí tu puedes. Los circuitos impresos se fabrican tradicionalmente grabando sustratos con capas de cobre y creando caminos conductores llamados trazas. Hoy en día, también puedes imprimirlos en 3D. Esta tecnología no debe confundirse con una estructura tridimensional.

La impresión 3D es un método de fabricación aditiva en el que una boquilla deposita material semisólido o un láser de alta potencia funde partículas para crear una pieza deseada. Para imprimir circuitos electrónicos en 3D, se necesita una máquina llamada impresora 3D.

Una placa PCB impresa en 3D ofrece varias ventajas, desde la reducción de costos hasta la flexibilidad de diseño. Eso explica por qué la tecnología está ganando popularidad rápidamente. También puedes utilizarlo para realizar prácticamente cualquier tipo de tablero: simple cara, doble cara, multicapa, flexible, etc.

Placas de circuito PCB impresas en 3D con bricolaje
Placas de circuito PCB impresas en 3D con bricolaje
Recursos: https://youtu.be/QRlDGPiPdvw?si=KHC64vZZKvPqIa8G

Ventajas y desventajas de los PCB impresos en 3D

La tecnología de impresión de PCB en 3D está ganando terreno rápidamente. Su popularidad se debe a sus numerosos beneficios. Pero también hay desventajas que debes tener en cuenta antes de elegir el método para tu proyecto. Empecemos por los beneficios.

Ventajas

  • No produce muchos residuos, a diferencia del proceso sustractivo tradicional que requiere grabar el sustrato.
  • Puede usarlo para crear geometrías complejas, lo cual resulta ventajoso al fabricar tableros personalizados.
  • Utiliza menos pasos que la fabricación tradicional, lo que lo hace ideal para crear prototipos de placas de circuito antes de la producción completa.
  • Es una forma económica de producir placas de circuito para proyectos pequeños con presupuestos limitados y tiradas de producción bajas o proyectos de bricolaje.

Desventajas

  • Es relativamente lento, especialmente cuando se trata de construir las capas del tablero una a la vez usando un filamento.
  • Se tiene acceso a menos materiales al imprimir placas de circuitos en 3D que al fabricarlas de la forma habitual.
  • Crea caminos o rastros conductores menos precisos, lo que hace que producir patrones de alta resolución sea un desafío.
Imprimir una PCB con una impresora 3D
Imprimir una PCB con una impresora 3D
Recursos: https://www.elektormagazine.com

Métodos de impresión de PCB en 3D

Existen varios métodos para imprimir PCB en 3D. Cada método utiliza una técnica diferente para producir el patrón o las trazas conductoras. Incluyen lo siguiente.

Impresión a chorro

Se trata de pulverizar tinta conductiva sobre el sustrato para crear un patrón de trazos y puede utilizar diferentes técnicas: chorro de tinta y chorro de aerosol. Se diferencian en la forma en que la impresora rocía la tinta.

En la impresión por inyección de tinta, la impresora rocía la tinta conductora en forma de gotas, trazando el patrón requerido. El curado de la tinta deja las huellas conductoras intactas y listas para conectar los componentes.

El chorro de aerosol tiene la tinta rociada en forma de niebla. Este método da como resultado pequeños caminos de materiales conductores. Después del secado, la tinta revela el patrón de trazo del tablero.

Modelado por deposición fundida

En este método, la impresora PCB 3D utiliza un material termoplástico (en una forma llamada filamento) para construir las capas del tablero. Calienta el filamento de plástico antes de extruirlo a través de una boquilla para crear las trazas del circuito.

El método FDM es la forma más popular de imprimir PCB en 3D. Es relativamente económico. Sin embargo, produce trazas de baja resolución, lo que lo hace ideal para la creación de prototipos y otros proyectos no comerciales.

Impresion laser

Láseres de alta potencia derrita partículas diminutas para producir el diseño de placa de circuito deseado. Las partículas pueden ser de diferentes materiales, incluidos metal, vidrio, cerámica y plástico.

A veces, el láser forma directamente la PCB en una capa de material fotosensible. Con este método, las empresas de placas de circuitos impresos en 3D crean patrones con gran precisión. Esta técnica láser se llama DLW o escritura láser directa.

Aunque es relativamente lento, DLW crea diseños complejos con trazas de circuito finas. Es un método excelente para la creación de prototipos o con fines educativos.

Circuitos electrónicos impresos en 3D en una PCB
Circuitos electrónicos impresos en 3D en una PCB
Recursos: https://www.eenewseurope.com

PCB impreso en 3D versus PCB fabricado tradicionalmente

¿Qué diferencia hay entre las placas PCB impresas en 3D y los tipos producidos tradicionalmente? Algunas cosas distinguen a los dos.

  • Los tipos impresos en 3D utilizan materiales diferentes a los tableros tradicionales. Los materiales incluyen termoplástico, tinta conductora y polvos metálicos.
  • El tablero convencional tiene posibilidades de diseño limitadas, a diferencia de los tipos impresos en 3D que pueden tener geometrías complejas.
  • La placa de circuito convencional tiene mejores propiedades mecánicas y puede usarse en condiciones más duras.
  • Los tableros impresos en 3D son menos costosos. Usan menos pasos para hacer
  • Las placas de circuito de impresión 3D son un proceso lento. Como resultado, no son la mejor opción para proyectos grandes o de mayor Ciclos de producción.
Impresión 3D de trazas de placas PCB (DIY)
Impresión 3D de trazas de placas PCB (DIY)
Recursos: https://youtu.be/QOOAXWyt8Fg?si=p4JEbsUQ5kv9H9Bm

Aplicaciones potenciales de las placas PCB impresas en 3D

Dadas sus diversas ventajas sobre la placa tradicional, las placas PCB impresas en 3D encuentran aplicaciones en muchos proyectos (comerciales o no comerciales). Los más populares incluyen los siguientes:

  • Son ideales para la creación de prototipos debido a los costos reducidos y menos requisitos de herramientas.
  • Se adaptan a proyectos de bajo volumen que no requieren procesos complejos para implementar.
  • Puede utilizar placas de circuito PCB impresas en 3D si su proyecto requiere diseños complejos que la fabricación normal tal vez no produzca.
  • Debido a los costos reducidos y la flexibilidad del diseño, los tableros impresos en 3D son ideales para la educación.
  • También se puede utilizar la tecnología para producir placas de circuitos para uso general, como placas de circuito impreso para dispositivos electrónicos y otras aplicaciones.
Placa PCB impresa en 3D de alta densidad
Placa PCB impresa en 3D de alta densidad
Recursos: https://www.youtube.com/watch?v=aLcdm6gB6eE

¿Cuál es el futuro de la impresión 3D de PCB?

La impresión 3D se está desarrollando actualmente. Los investigadores están encontrando nuevas formas de producir piezas utilizando técnicas y nuevos materiales que funcionarán mejor con esta tecnología.

La innovación continua, sin duda, cambiará la forma en que producimos PCB. Probablemente los veamos mejorar con patrones de seguimiento de mayor resolución y construidos con materiales de mayor calidad como tinta de grafeno.

Esto, a su vez, conducirá a una mayor aplicación de placas PCB impresas en 3D en diferentes industrias, incluidas aquellas que implican exposición a entornos hostiles. En pocas palabras, la tecnología será cada vez mejor.

Conclusión

Las placas de circuito PCB impresas en 3D están revolucionando la producción de circuitos electrónicos para su uso en diversas industrias. Son más baratos de fabricar y fáciles de fabricar en diseños y formas complejos. A medida que la tecnología continúa creciendo, es probable que veamos mejorar la velocidad de impresión. También surgirán mejores materiales con mayores propiedades mecánicas y capacidad de fabricación.

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