Transformer la production électronique avec la fabrication additive

Tout comme dans tout autre domaine, la fabrication additive (FA) offre des opportunités uniques dans l'électronique. Sa capacité à combiner plusieurs matériaux en une seule impression est très utile dans cette industrie. Les technologies d'impression 3D sont bien plus accessibles et simples qu'auparavant. Cela permet un prototypage significativement plus rapide, ce qui pourrait réduire les délais, les coûts et les erreurs qui perturbent le processus de production.

Quand choisir l'impression 3D pour l'électronique ?

Pour la production à la demande

L'impression 3D permet la production à la demande d'une pièce électronique avec un délai fixe et une structure de coûts maîtrisée, ce qui réduit considérablement le temps de conception et de lancement d'un produit. Elle permet aussi de produire facilement des appareils neufs ou anciens avec plusieurs matériaux d'impression 3D et de faibles volumes directement depuis l'inventaire numérique d'un fabricant ou le modèle CAO d'un client.

C'est l'avantage principal et il transformera la chaîne d'approvisionnement pour l'électronique et permettra aux fabricants de répondre instantanément à la demande client.

Pour une plus grande innovation et personnalisation

Il y a beaucoup de marge pour que les designers proposent des idées innovantes au lieu d'utiliser les mêmes designs traditionnels en raison de la complexité des nouveaux designs efficaces. Les technologies SLS et MJF sont bonnes même pour les designs complexes et aussi pour la production par lots, qui était un inconvénient de la FA auparavant. Une bonne taille de lot de boîtiers électroniques, plaques d'essai, etc. peut être produite très vite avec la FA, comparé aux procédés conventionnels.

Par exemple, utiliser l'impression 3D pour les panneaux solaires aide les designers à briser les règles de conception conventionnelles. Cela ne concerne pas seulement la structure externe mais aussi le circuit interne qui pourrait améliorer la performance des composants, minimiser la taille, optimiser le poids et atteindre des géométries complexes et précises.

Pour un prototypage plus rapide

La rapidité et la facilité d'utilisation associées à la fabrication additive la rendent idéale pour créer des prototypes rapides. L'impression avec Multi Jet Fusion (MJF) est une option relativement économique souvent choisie pour le prototypage.

Le dépôt de filament fondu (FDM), la forme la plus accessible de fabrication additive, est une autre alternative viable. Le FDM est la technologie la moins chère et la meilleure pour le prototypage grâce à sa simplicité d'utilisation et au matériau de construction moins cher. Comme tout le processus est beaucoup moins cher que les procédés conventionnels, il y a de meilleures chances pour la refonte et l'analyse dans un court délai.

Pour avoir de nouveaux matériaux avec lesquels expérimenter

Les produits électroniques comme les PCB dépendent principalement de deux types de matériaux : un substrat diélectrique isolant et des éléments conducteurs. De nouveaux matériaux polymères à faible constante diélectrique et des matériaux polymères semi-conducteurs, tous deux avec des propriétés électroniques ajustables, sont adaptés pour une utilisation récente. Ces matériaux avancés couplés à l'impression 3D peuvent ouvrir de nouvelles portes en termes de design et de développements modernes.

Pour obtenir des pièces avec une bonne finition de surface

Des technologies comme la SLA ou Carbon DLS utilisent des matériaux résine de nature fluide et offrent une bonne finition de surface. Elles offrent des propriétés comme la flexibilité et la résistance à l'eau, qui sont un atout précieux pour l'électronique moderne comme les téléphones pliables et les équipements résistants à l'eau. Si la nécessité première est la tolérance serrée et la précision, ce sont les deux technologies à privilégier.

Les prototypes haute définition, prototypes fonctionnels sont aussi des applications de la SLA et Carbon DLS.

Avantages de la fabrication additive dans l'électronique

Conception propre et optimisée

Puisque le modèle est généré par ordinateur et imprimé, il n'y a qu'une marge d'erreur minime.

Dans un processus traditionnel, le circuit est ajouté à la pièce complète à une étape ultérieure, mais dans le processus additif, le circuit intégré est imprimé avec la pièce, ce qui encapsule le circuit à l'intérieur et le protège de tout dommage externe. Par exemple, la petite antenne d'un téléphone portable peut être imprimée directement dans le téléphone.

Imprimer sur surfaces non planes

L'électronique comme les PCB peut être simplement imprimée en 3D sur des surfaces non planes, alors que les méthodes conventionnelles ne permettent pas ce processus. De même, l'électronique peut être facilement intégrée dans les wearables, capteurs sur surfaces flexibles, bandelettes de test de glycémie, prothèses et batteries personnalisables.

Les dispositifs personnalisés et batteries imprimées en 3D peuvent surpasser les normaux car leurs formes et tailles sont personnalisées pour s'adapter à un produit et une fonction particuliers, optimisant ainsi la performance.

Légèreté et moins de gaspillage de matériau

Une des caractéristiques significatives de l'impression 3D est sa production de moins de déchets que les procédés soustractifs conventionnels, et cela vaut aussi pour l'électronique. L'impression 3D élimine le besoin de câblage supplémentaire et de circuits additionnels. De plus, l'électronique imprimée élimine les étapes de la production conventionnelle en une seule étape, facilitant ainsi un assemblage plus simple.

Élimine les produits chimiques nocifs

La gravure est l'étape où l'excès de matériau est retiré. Cette étape utilise des produits chimiques nocifs pour ce faire. La fabrication additive a éliminé cette étape car le film est directement déposé en place sans étapes additionnelles.

Conclusion

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