Cómo los Prototipos Impresos en 3D están Cambiando el Panorama del Diseño de PCB

August 12, 2019 Altium Designer

3d printer for PCB prototype

Impresoras PCB - Las impresoras 3D para PCB son ahora una realidad y no solo para prototipos de PCB

No me sorprende que odies esperar los prototipos de PCB. En el tiempo que tarda la placa de prueba en llegar, probablemente podrías inventar un nuevo método para fabricar prototipos. Por suerte para ti, a alguien ya se le ocurrió un nuevo método. Las nuevas impresoras 3D usan tecnología de nanopartículas para suspender metales en tinta (no sé cómo funciona esto, así que no me preguntes) para imprimir capas conductoras. Al igual que una impresora 3D normal, también pueden imprimir capas de plástico u otros materiales para formar una base. La impresión 3D puede agilizar el proceso de diseño, construir prototipos funcionales y optimizar diseños. Todo por menos dinero. Es sorprendente que una impresora 3D para PCB sea ahora una realidad.

¿Recuerdas esa primera incursión en la creación de prototipos con una impresora de inyección de tinta y ácido en un Tupperware? Impresión, planchado, maldición, reimpresión, planchado, grabado. Todo ese tiempo y frustración solo para montar una radio que produjera más estática que música. Con precios caros y largos tiempos de espera, la creación de prototipos profesionales puede ser tan molesta como el ruido de fondo proveniente de mi primera radio. La tecnología utilizada en esta radio ahora está obsoleta y los prototipos actuales pueden estar yendo por el mismo camino. La nueva tecnología de impresora de PCB 3D no solo está preparada para revolucionar la creación de prototipos de PCB, sino también la forma en que se fabrican los PCB.

Las Impresoras PCB son el Futuro de los Prototipos

No es de extrañar que odies esperar prototipos. En el tiempo que tarda la placa de prueba en llegar, probablemente podrías inventar un nuevo método para fabricar prototipos. Por suerte para ti, a alguien ya se le ocurrió un nuevo método. Las nuevas impresoras 3D utilizan tecnología de nanopartículas para suspender metales en la tinta (no soy químico, así que no me preguntes cómo se hace) para imprimir capas conductoras. Al igual que una impresora 3D normal, puedes imprimir capas de plástico u otros materiales para formar un sustrato. La impresión 3D puede agilizar el proceso de diseño, construir prototipos funcionales y optimizar diseños. Todo por menos dinero.

Para de esperar: yo repasaría los motivos por los que los prototipos tardan tanto en hacerse, pero no te importa. A mi tampoco. Lo único que queremos saber es qué tan rápido podemos obtener el modelo de prueba. Con las impresoras 3D, los prototipos se pueden hacer en casa, en un día. Eso significa que podrías tener un diseño modelado y probado en el mismo día. Piénsalo. El nuevo software de diseño de PCB tiene características de simulación que te permiten crear un modelo digital. Con una impresora 3D, es más rápido imprimir que enviarlo a una fábrica. Los prototipos de PCB han entrado en una nueva era.

Prueba hoy: sé lo que estás pensando, tal vez se pueda hacer en un día, pero no hay forma de que la base pueda funcionar. Bueno, prepárate para estar equivocado. ¡Las nuevas impresoras 3D pueden imprimir capas conductoras, por lo que las placas se pueden probar de verdad! Estas capas conductoras no se comportarán exactamente como el cobre grabado. Habla con el fabricante de tu impresora 3D para obtener más información sobre las características de la tinta que utilizan para imprimir conductores.

Repite sin cesar: una vez toda mi clase suspendió un examen en la universidad. Nuestro profesor nos dijo que la repetición conduce a la optimización, y nos permitió hacer el examen nuevamente. La repetición rápida del prototipo te permitirá probar nuevos diseños tan rápido como pueda producirlos.

Ahorra dinero: un beneficio adicional para los contables es el bajo costo de las placas impresas en 3D. Con los prototipos impresos en 3D, imprimirás dinero. Lo siento, pero es una broma obligatoria en los blogs sobre impresoras.

 

PCB cube illustration

Mira todas esas superficies para SMT 

El Futuro del Diseño y Fabricación de PCB

Has visto los videos de impresoras 3D que hacen objetos impresionantemente complejos. Ahora, imagina poder integrar componentes y trazas dentro de esas formas complejas. Esa capacidad de diseñar PCB como verdaderas formas 3D es quizás la mayor ventaja de la impresión 3D. El cubo de arriba te da una idea de cómo podría ser una verdadera PCB impresa en 3D. La impresión 3D brindaría a los diseñadores más área de superficie, mejores conductores, PCB más pequeños y mejores propiedades de material. Las impresoras de PCB realmente abren nuevas oportunidades:

Más área de superficie: no importa cuántas capas agregues a una PCB, todavía hay solo dos para las tecnologías montadas en superficie (SMT). Este factor limitante se eliminaría con un diseño 3D completo. En lugar de montar componentes en la superficie, puedes incrustarlos en cualquier lugar dentro de la placa. Imagina poder integrar tus condensadores, resistencias e incluso algunos circuitos integrados. Es posible que algunos componentes aún deban estar en una capa externa para fines de enfriamiento. Sin embargo, a diferencia de los PCB apilados, en un PCB impreso en 3D, podrías tener 6 superficies externas para SMT calientes.

Conductores versátiles: con la llegada de la fabricación de impresoras 3D, las vías y las trazas planas se convertirían en algo del pasado. Los conductores se pueden imprimir en cualquier forma u orientación. Ya no tendrás que preocuparte por la cantidad de capas separadas que necesitarás para un arranque de matriz de rejilla de bola de lanzamiento (BGA). Prácticamente capas infinitas y conductores 3D simplificarían las estrategias de despliegue utilizando impresoras PCB.

PCB más pequeñas: sé que estás cansado de escuchar a tu jefe decir: "hazlo más pequeño". Disminuir el tamaño de las PCB se ha vuelto cada vez más difícil, mientras que la presión para reducirlos solo está creciendo. El diseño 3D permitiría placas mucho más compactas, en una variedad más amplia de formas.

Diversas propiedades del material: las ventajas del material también podrían ser enormes. Mientras un material pueda suspenderse en una tinta, puede imprimirse. Ciertas áreas de una placa podrían tener un sustrato específico. La conductividad en cualquier área de una placa podría ser fácilmente manipulada. Incluso los requisitos de flexión rígida se plegarían al poder de la impresión 3D con cualquier parte de la placa que sea tan flexible o rígida como desees.

La impresión 3D está en el horizonte, pero el software de diseño 3D ya casi está aquí. Varias compañías tienen un software de diseño de PCB que puede representar un "prototipo" en 3D. Esta simulación digital es el primer paso hacia el verdadero diseño en 3D que permitirá la impresión en 3D. Asegúrate de elegir un software que esté a la vanguardia, como Altium Designer®. Altium ya es pionero en el modelado 3D de última generación y seguramente estará listo cuando llegue el momento de dar el salto al diseño 3D completo.

¿Quieres chatear con alguien sobre el nuevo y emocionante futuro del diseño de PCB? Llama a un experto en Altium. O comenta a continuación sobre las nuevas formas en que estás utilizando impresoras PCB en tus diseños.

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