3D印刷電路板背景

印刷電路板（PCB）允許制造商在有組織的相對較小的扁平材料上創(chuàng)建復(fù)雜的布線和電路。PCB的基本概念是，通過在非導(dǎo)電板上形成導(dǎo)電材料線，我們可以使用最小的空間在表面上創(chuàng)建復(fù)雜的電氣系統(tǒng)。然后，這些板的幾層可以彼此疊放，以創(chuàng)建更精細的方案。

由于其高效性和可承受的批量生產(chǎn)成本，PCB已用于所有現(xiàn)代電子設(shè)備，從家用計算機到最先進的實驗室設(shè)備。這項技術(shù)的應(yīng)用是無限的，可以在無數(shù)的DIY項目中使用。

也就是說，制造定制的PCB可能既昂貴又耗時，特別是對于業(yè)余愛好者而言，即使您自己在家做。出于這個原因，有些人試圖使用其3D打印機復(fù)制同樣的技術(shù)。

非3D打印方法

如果您搜索“ 3D打印電路板”，則可能會遇到許多看似相關(guān)的項目，但其中大多數(shù)并不是3D打印項目。例如，最常見的與CNC相關(guān)的方法之一是在板上畫一個保護罩（用筆連接到打印頭上），然后使用蝕刻液去除未接觸的區(qū)域并創(chuàng)建痕跡。另一種方法是簡單地使用CNC銑刀在板上刻出導(dǎo)電跡線。

3D打印方法

在3D打印方面，我們可以執(zhí)行以下兩項操作之一：使用導(dǎo)電絲的痕跡打印模型（用作布線），或創(chuàng)建中空溝槽，然后填充導(dǎo)電材料。在本文中，我們將仔細研究這兩種方法。

盡管正在設(shè)計用于創(chuàng)建PCB的3D打印機，但目前，您的家庭項目將主要是臨時過程。也就是說，對于一款非?？岬男屡dPCB 3D打印機，請觀看Design World的YouTube視頻。

注意：盡管存在用于3D打印PCB的方法，但該過程并不容易，并且將需要一些電子專業(yè)知識。

如果您決定接受將自己的PCB設(shè)計為3D打印的挑戰(zhàn)，但是您對使用3D打印服務(wù)的打印設(shè)置的精度或準確性沒有信心。通過您的一站式3D打印服務(wù)合作伙伴Craftcloud，您可以立即找到最優(yōu)惠的價格和提供商，而無需任何額外費用！

3D印刷電路板這個怎么運作

方法1：使用導(dǎo)電絲

3D打印電路板最明顯的方法是讓3D打印機放下導(dǎo)電細絲，以形成與常規(guī)PCB相似的線條圖案。這種技術(shù)的一個很酷的地方是，通過將第二種材料與3D技術(shù)結(jié)合使用，理論上可以創(chuàng)建多層電路并合并除平坦表面以外的形狀。

今天有各種導(dǎo)電絲可用。對于2D打印，最常用的材料是包含金屬（例如銀）的墨水。除此之外，還存在大多數(shù)燈絲的導(dǎo)電形式，例如ABS，PLA，HIPS或TPU。這些長絲含有石墨烯，盡管它們不如金屬，但它們可以導(dǎo)電。

方法2：創(chuàng)建空心痕跡

第二種方法是3D打印帶有空心痕跡的模型，以后可以在其中填充導(dǎo)電物質(zhì)。流行的選擇是電漆，但您也可以嘗試使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂。

3D印刷電路板好處與缺點

與生活中的大多數(shù)事物一樣，上述兩種方法都有其優(yōu)點和缺點：盡管第一種方法傾向于創(chuàng)建更準確，更復(fù)雜的形狀，但是使用典型的臺式3D打印機執(zhí)行起來也更加復(fù)雜和困難。第二種可能更容易正確安裝并且不需要焊料，但是由于導(dǎo)電填料的成本，第二種價格可能更高。

鑒于可訪問性，低成本和快速的設(shè)計生產(chǎn)時間，3D打印電路板非常適合DIY項目和原型制作。與目前在裝配線上生產(chǎn)電路板的方式相比，3D打印機的適應(yīng)性允許設(shè)計過程具有更大的靈活性，并且可以更快地生產(chǎn)定制測試板。如果我們還考慮最終產(chǎn)品，則3D打印可以使用具有復(fù)雜形狀的電路板和電路，例如，可以更輕松地安裝在特定的外殼中或集成到更大的系統(tǒng)中。

當(dāng)前，主要限制是缺乏軟件支持以及導(dǎo)電3D打印材料（尤其是與金屬相比）的相對有效性。牢記這一點，只要確?？紤]到打印機的精度，您就應(yīng)該能夠幾乎可以想象到的任何電路板進行3D打印。

只是不要忘記，如果您打算將零件焊接到板上，則焊料的熔點約為188°C，典型的鐵加熱到約330°C。注意不要融化您的打?。?/p>

3D印刷電路板如何使自己的

目前，還沒有專門設(shè)計用于3D打印的PCB的程序。我們的建議是使用您最喜歡的任何建模軟件，無論它是Tinkercad之類的簡單工具還是Fusion 360之類的更復(fù)雜的工具。也就是說，使用能夠?qū)Χ喾N材料進行建模的程序可能會使您的生活更加輕松。

在下文中，我們將簡要概述使用上述兩種方法之一進行3D打印電路板的要求。在開始使用這兩種方法中的任何一種之前，您可能需要勾勒出您的設(shè)計，使其更易于可視化。

方法1：使用導(dǎo)電絲

如果您像大多數(shù)3D打印機所有者一樣只能使用一次拉伸，則需要將設(shè)計分為兩部分。

在準備好電路草圖后，首先要對只有幾層高的圖案進行建模。這將成為您用導(dǎo)電材料印制的痕跡。不要忘記為外部組件留空。

此后，您應(yīng)該創(chuàng)建基礎(chǔ)印刷品，該印刷品將填充電路之間及其周圍的空間。如果您僅從實心塊中減去第1步中的圖案，這將非常容易。

分別保存兩個設(shè)計，但要確保它們的關(guān)聯(lián)坐標(biāo)對齊，以使第一個模型插入第二個模型。切片模型并將其上載到打印機。

裝入導(dǎo)電絲并打印第一個模型（跡線）。

在不除去第一張照片的情況下，裝入第二根（非導(dǎo)電）燈絲并打印第二張模型，從而用兩種不同的材料創(chuàng)建一個實心照片。

在此過程中，您需要確保兩個模型正確對齊。但是，一旦掌握了它，就可以創(chuàng)建帶有附加重疊印刷品的多層電路。如果您想對此方法進行更詳細的說明，建議您觀看本YouTube教程，了解有關(guān)使用單噴嘴的多絲打印的信息。

獲得3D印刷電路板后，安裝組件的方式應(yīng)與普通PCB大致相同。再一次，要特別小心烙鐵與印刷板的距離。

Thingiverse用戶I-see-3D嘗試了類似于上述示例的示例。根據(jù)他們的說法，該模型尚未經(jīng)過實際測試，但是很容易看出它是如何工作的。在這種情況下使用的導(dǎo)電絲是Proto Pasta的導(dǎo)電PLA。

方法2：創(chuàng)建空心痕跡

在設(shè)計和打印方面，此方法有點像上一個方法的一半。剩余的工作將用于添加導(dǎo)電材料。

與第一種方法一樣，首先對僅幾層高的模式進行建模，然后從實心塊中減去該模式。剩下的應(yīng)該是您的蹤跡將留在的空白處。

請注意，為了適應(yīng)以后手動添加導(dǎo)電材料的不精確特性，您應(yīng)該將空心走線設(shè)計得比其他方式要寬一些。

選擇不導(dǎo)電的燈絲，例如PLA，PETG或ABS，然后打印模型。

放置電路組件，然后使用選擇的導(dǎo)電材料填充模型中的間隙。如果使用注射器或移液器，可能會更容易。

如有必要，請讓您的導(dǎo)電材料有時間靜置并干燥。將完成的電路板涂在諸如硅樹脂的密封膠中以防止氧氣或濕氣進入也是一個好主意。

行動中

在mikey77的Instructable中演示了此方法。注意事項：

在步驟3中，mikey77做出了明顯的努力來擴大跡線。

選擇的導(dǎo)電材料是稱為“導(dǎo)電銅”的涂料，但mikey77還建議使用環(huán)氧銀。

由于這種設(shè)計，在添加涂料之前，電路組件的引線很容易彎曲到凹槽中。
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