Fabrication additive en électronique

Comme dans tout autre domaine, la fabrication additive (FA) offre également des opportunités uniques dans le domaine de l'électronique. Sa capacité à combiner plusieurs matériaux dans des travaux d'impression uniques est très utile dans cette industrie. Les technologies d'impression 3D sont beaucoup plus accessibles et plus simples qu'elles ne l'étaient auparavant. Cela permet un prototypage beaucoup 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 coût confinée, ce qui réduit considérablement le temps de conception et de lancement d'un produit. Il permet également de produire facilement des appareils nouveaux et anciens avec plusieurs matériaux d'impression 3D et un faible volume directement à partir de l'inventaire numérique d'un fabricant ou du modèle CAO d'un client.

C'est le principal avantage qui transformera la chaîne d'approvisionnement de l'électronique et permettra aux fabricants de répondre instantanément à la demande des clients.

Pour une plus grande innovation et personnalisation

Les concepteurs ont de nombreuses possibilités de proposer des idées innovantes au lieu d'utiliser les mêmes conceptions traditionnelles en raison de la complexité des conceptions nouvelles et efficaces. Les technologies SLS et MJF sont bonnes même pour les conceptions complexes et aussi pour la production par lots qui était auparavant un inconvénient de la FA. Une bonne taille de lot de boîtiers électroniques, de planches à pain, etc. peut être produite très rapidement avec la FA, par rapport aux processus conventionnels.

Par exemple, l'utilisation de l'impression 3D pour les panneaux solaires aide les concepteurs à briser les règles de conception conventionnelles. Cela ne concerne pas seulement la structure externe, mais également les circuits internes qui pourraient aider à améliorer les performances des composants, à minimiser la taille, à optimiser le poids et à obtenir des géométries complexes et précises.

Pour un prototypage plus rapide

La rapidité et la facilité d'utilisation associées à la fabrication additive en font un outil idéal pour créer des prototypes rapides. L'impression de pièces avec la fusion multi-jets (MJF) est une option relativement économique souvent choisie pour le prototypage.

La modélisation par dépôt de fil fondu, la forme la plus accessible de fabrication additive, est une autre alternative viable. FDM est la technologie la moins chère et la meilleure pour le prototypage en raison de sa simplicité d'utilisation et du matériau de construction le moins cher. Étant donné que l'ensemble du processus est beaucoup moins cher que les processus conventionnels, il y a une meilleure chance de reconcevoir, d'analyser dans un court laps de temps.

Avoir de nouveaux matériaux à 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 dotés de propriétés électroniques ajustables, sont adaptés pour être utilisés ces derniers temps. 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 un bon état de surface

Des technologies comme SLA ou Carbon DLS utilisent des matériaux en résine et sont de nature fluidique et offrent une bonne finition de surface. Ils offrent des propriétés telles que la flexibilité et la résistance à l'eau qui sont un ajout précieux à l'électronique moderne comme les téléphones pliables et les équipements résistants à l'eau. Si la nécessité primordiale est la tolérance et la précision, ces deux technologies sont les technologies à espérer.

Les prototypes haute définition, les prototypes fonctionnels sont aussi une des applications du SLA et du Carbon DLS.

Avantages de la fabrication additive en électronique

Conception correcte et optimisée

Étant donné que le modèle est généré et imprimé par ordinateur, il n'y a qu'une petite marge d'erreur.

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

Imprimer sur des 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 la même manière, l'électronique peut être facilement intégrée dans des appareils portables, des capteurs sur des surfaces flexibles, des bandelettes de test de sucre, des prothèses et des batteries personnalisables.

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

Poids léger et moindre gaspillage de matériaux

L'une des caractéristiques importantes de l'impression 3D est sa production de moins de déchets que les procédés soustractifs conventionnels et il en va de même pour l'électronique. L'impression 3D élimine le besoin de câblage supplémentaire et de circuits supplémentaires. De plus, l'électronique imprimée élimine les étapes impliquées lors de la production conventionnelle en une seule étape, facilitant ainsi également un assemblage plus simple.

Élimine les produits chimiques nocifs

La gravure est l'étape où l'excédent de matière est éliminé. Cette étape utilise des produits chimiques nocifs pour ce faire. La fabrication additive a éliminé cette étape car le film est directement posé sur place sans aucune étape supplémentaire.

Conclusion

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