F used Deposition Modeling (FDM) elektronik mühendisliğinde temel bir teknoloji haline geldi, özellikle de devre korumalarının işlevsel prototiplerini üretmek için, hızlı bir şekilde özel tasarımlar, test mekanik uyum ve gelecekteki trendleri test etme yeteneği FDM'yi ürün geliştirme döngüsünde paha biçilmez bir araç haline getiriyor.
FDM Teknolojisini Anlamak: Nasıl Çalışıyor
FDM, ayrıca F used CHE Fabrication (FFF) olarak da bilinir, her katmanda bir termoplastik filamentten tabaka inşa eden bir katkıdır. Bir filament spool, malzemenin ve depozitoların bir bilgisayar tarafından üretilen bir araçla ilgili olarak eritirilmesidir. Her katman aşağı yerleştirilir, sağlam bir nesne oluşturmak için katır.
The Printing Process in Detay
- [[D:0)Öyle işlem: [DDD][/FONT=0) 3D model (STL veya 3MF formatında) Cura, PrusaSlicer veya Simplify3D gibi ince yatay katmanlara dilimlenmiş durumda.Bu yazılım, G-code'u nozlu sıcaklığı, yatak sıcaklığı, baskı hızı ve geri çekilme ayarları üretiyor.
- [FONT:0)Layer deposition: [Dönetici: [Dönetici: 0,3 mm) yazıcı, X-Y uçağında nozulasyon molten filamentini tamamladıktan sonra, bir tabakanın alt yapısını (veya baskı başının yükselmesi) bir tabakanın yüksekliğe (tipik olarak 0.1-0.3 mm) ulaşır ve bir sonraki tabakanın depolanır.
- [FONT:0]Cooling ve sağlamlaştırma: Baskı başında bulunan bir parça soğutma fanı her katmanı hızlı bir şekilde sağlamlaştırır, aşırı yüklemeleri ve iyi detayları geliştirmek için genellikle ısıtmalıdır ve özellikle de ABS veya p Polikarbonat gibi malzemeler için ısınır.
FDM, basitliği, düşük maliyet ve malzemelerin geniş kullanılabilirliği için ünlüdür. Toz veya reçine bazlı 3D baskıdan farklı olarak, FDM, işlemek ve sadece minimum havalandırma gerektiren termoplastiklerde kullanır.
Devre Enküreleri için Malzeme Seçme
Doğru filament seçmek bir devre muhafazasının performansı için kritiktir. Malzeme yeterli mekanik güç, termal direnç, elektrik yalıtım ve baskı kolaylığı sunar. Aşağıda, elektronik konutlar için FDM'de kullanılan en yaygın termoplastikler vardır.
PLA (Polylactic Acid)
PLA baskı için en kolay filamentdir ve yaygın olarak prototyping için kullanılır.Sürekli kaynaklardan yapılır ve baskı sırasında minimum koku üretir. PLA muhafazaları sert ve iyi boyutlu doğruluka sahiptir, ancak düşük cam geçiş ısısı (yaklaşık 60°C) onları yüksek ısıtılabilir ısı ortamları sağlar. PLA, form-para testi ve düşük güç tüketici elektronikleri için idealdir.
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene)
ABS, yüksek etkiye direnç ve termal istikrar sağlar (cam geçişi - 105°C) PLA ile kıyasla. Hafifletme işlemi bitirmek ve güç sağlamak için go-to malzemedir. Ancak, ABS soğutma sırasında küçültülüyor, ısıtmalı bir bina odası olmadan çatı içi buharlaşma sorunlarına neden oluyor.
PETG (Poly ESP Terephthalate Glycol)
PETG, PLA'nın baskısını hem kimyasal direnişle ve ABS'ye yakın etkisi ile birleştirir. 80°C civarında cam geçiş sıcaklığına sahiptir ve ABS. PETG'den daha az savaşmasına eğilimlidir.
(Polyamid)
Naylon filamentler olağanüstü sertlik, esneklik ve aşınma direnci sunar. Tekrarlanan etkiye veya kuvvete dayanabilmeleri için idealdir.
Polikarbonat (PC)
P Polikarbonat en yüksek ısı direncini sağlar (cam geçişi -147°C) ve ortak FDM filamentleri arasında güç sağlar. Sert endüstriyel ortamlara veya yüksek çevre sıcaklıklara dayanmalıdır. PC 280-300 °C nozlu sıcaklıklara ulaşma yeteneğine sahip bir yazıcı gerektirir ve aktif olarak ısıtmalı bir oda en aza indirmek için kullanılır.
Özel Malzemeler
Karbon fiber dolu plastik veya cam elyaf gibi kompozit filamentler - dolu PETG, beton ve boyutsal stabilite sunuyor.Instive veya metal dolu filamentler ESD-güvenli muhafaza veya kalkan uygulamaları için kullanılabilir, ancak elektrik iletkenliği sınırlı. Flex filamentler (TPU) için entegre edilmiş gazketleri veya su geçirmez onarımları için kullanılır.
FDM Devre Enküreleri için Tasarım Kılavuzları
Başarılı FDM muhafazaları, katkı maddeleri için tasarıma dikkat gerektirir (DFAM) ilkeleri. Aşağıdaki kurallar, mühendisler güvenilir, fonksiyonel prototipler üretmelerine yardımcı olacaktır.
Hoşgörüler ve Clearances
FDM baskıları enjeksiyon-yaşlı parçalar olarak boyutsal olarak kesin değildir. Tipik toleranslar ±0.2-0.5 mm, yazıcı kalibrasyon ve geometriye bağlı olarak.In snap-fit coverları veya basın-fit eklemeleri için, perimeterler etrafında 0.3-0.5 mm'lik tasarım tespitleri.For PCB - kablo delikleri için, tasarım sonlandırmadan önce temsilci örnekleri ile test edin.
Havalandırma ve Termal Yönetim
Elektronik bileşenler ısıyı ayrıştırmalıdır. Tüm havalandırma yuvaları, ızgaralar veya balkomb desenleri Koruma tasarımından beri.FDM katmanları anisotropic termal iletkenlik yaratır, hava akışı yollarının ikna edici soğutmaya yönelik olarak perpendiculara yönlendirilmesini sağlar. Aktif soğutma için, fanlar veya ısı parçaları için kendi kendine takma vidalar için yeniden ölçeklendirmek için montaj özellikleri tasarlayın.
Standoffs, Bosses ve Delikler Dağı
8-12 mm'nin bir çapındaki silindir standofflarını kullanın, PCB'yi bir parçanın üstüne çıkarmak için. (kahkahalar veya çelik), ekin çemberleri temelinde 0.2-0.3 mm daha büyük bir ekleme çapına sahip olmak için ekinler kullanın.
Katman Oryantasyon ve Anisotropy
FDM parçaları doğal olarak anisotropic - X-Y uçağında (uzun tabakalarda) en güçlüler ve Z-yönlerinde (kömüller arasında) daha yüksek sayıda perimetre duvarı tasarlarken, modeli yönlendirmek için kritik yükleme güçleri perpendiculara yol açar. Örneğin, eğer muhafaza edilenler, tabaka arayüzlere stresin en aza indirilmesi için modeli yönlendirmek için modellemeyi yönlendirir.
Destek Yapıları
45 dereceden fazla abartı genellikle destek materyali gerektirir. Destek kullanımını en aza indirmek için, kendini destekletmek veya chamfered kenarlarını kullanın. Entegre destek kaçınılmazsa, çözünen desteği kullanın (örneğin, PVA veya HIPS) karmaşık içsel geometriler için.
Geleneksel Üretim Üzerinde Avantajları
Hız ve Iteration
FDM, mühendislerden saatlerce fiziksel bir parçaya gitmelerini sağlar, haftalar değil. Tipik bir muhafaza prototipi bir gecede yazdırılabilir ve ertesi sabah test edilebilir. Bu hızlı iterasyon kapasitesi, enjeksiyon yapmadan önce tespit edilebilir ve düzeltme sağlar - araç maliyetlerinde on binlerce dolar tasarruf.
Özelleştirme ve Low-Volume Flexability
FDM, özel ekipman, tıbbi cihazlar veya hobi elektronikler için tek bir çıkış veya küçük toplu muhafazalar üreterek öne çıkar. Tasarımdaki değişiklikler sadece bir yazılım güncelleme gerektirir, yeni kalıplar için gerekli olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bu, özellikle de ürün gereksinimlerinin hızla geliştiğinin değerli olmasıdır.
Maliyet-Effectiveness
Masaüstü FDM yazıcıları 200 $ -5,000 $ kadar az maliyete mal oluyor ve filament fiyatları 20 ila 50 $ 'lık bir kalıp için 50-150 gram malzeme tüketebilir, 10 $ 'lık çok küçük üretim için (1-100 birim), FDM genellikle CNC işleme veya enjeksiyon kalıplama daha ekonomiktir.
Sınırlar ve Nasıl Overcome Them
Yüzey Bitti
FDM parçaları toz ve nemser gibi görünür katman hatları sergiliyor. tüketici elektronik, parlak bir yüzey oluşturmak gibi işleme teknikleri için (120 grit ve 400 akrep) veya bir dolgunluk uygulamak düzgün bir bitirmek için iyi çalışır. Acetone buharı düzgün bir şekilde plastik katmanını çözünerek, parlak bir yüzey oluşturmak.Diğer malzemeler için, ince bir ceket kaplamak için, ince bir ceketi oluşturmak profesyonel bir görünüm sağlayabilir.
Anisotropic Strength
Bahsettiği gibi, Z-yön gücü genellikle X-Y gücünün% 50'sidir. Yüksek mekanik stres deneyimleyen muhafazalar için, basılı kısmı ekleyen (belirli bir süre boyunca cam geçiş sıcaklığının altında ısınır) tabakasını geliştirmek için yeniden tasarlayın.
Termal ve Kimyasal Direniş
PLA ve PETG gibi standart FDM malzemeleri sıcak ortamlarda veya belirli çözücülere maruz kaldığı zaman değişebilir. ısıtılmış muhafazalar için (örneğin, güç malzemeleri), PC veya yüksek sıcaklık naylonunu kullanın. Kimyasal direnç için (örneğin, tıbbi veya laboratuvar ayarlarında)
Boyut Constraints
Çoğu masaüstü FDM yazıcıları her eksende 200-300 mm bir hacime sahiptir. Daha büyük muhafazalar için, baskı parçaları ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ayrı ve onları dovetail eklemleri, vidalar veya çözücü kaynağı kullanarak birleştirin. Mating yüzeyleri güvenli bir uyum için düz ve temiz.
Enküreler için Post-Processing Techniques for Enclosures
Post-processing, bitmiş, üretim-okuyucu bir bileşene bir ham FDM bölümünü dönüştürebilir.
- [FONT:0]Sanding ve bitirme:[Dönetici:[Dönetici:0)) Coarse pisliği ile başlayın ve tabaka hatları kaldırmak için iyi bir şekilde çalışır.
- [FONTD:0]Priming ve resim:[Dönetici:[Dönetici:0) Plastik uyumlu bir astar uygulayın, sonra sprey boya ile boya veya fırça ile boya.Resim estetik geliştirir ve UV nemına karşı koruyucu bir tabaka ekleyebilir.
- [FONT:0]Köpektif eklemeler: [Dönemli eklemeler: [Dönetici:0) Isı setleri, plastik parçalardaki güçlü, yeniden kullanılabilir iplikler oluşturmak için altın standarttır. Ekleyi önceden tasarlanmış bir delike basın.
- [FONT=0]Denizcilik ve kaplama:[Dönetici:[Dönetici:0)) Açık bir akrilik sprey veya epoxy kaplamasını, suya dayanıklı su için, tasarımda bir gazket o-ring ekledi.
- [FONT:0]Vapor düzgün bir şekilde: [Döntgen:[Dönetici: 0) ABS için, 10-30 dakika boyunca mühürlenmiş bir konteynere parçalanmış bir betona doğru beton buharlar.Bu, dış yüzeyi düzgün bir şekilde kaynatamaz.
Diğer 3D Printing Technologies ile Karşılaştırma
Stereolithography (SLA) / Dijital Işık İşleme (DLP)
SLA curing reçinesi, yüksek yüzey bitirmek ve iyi detay sunar ( 0.025-0.1 mm'nin çözünürlüğü) FDM ile kıyasla. Ancak, reçine parçaları genellikle cilt ve daha pahalıdır. SLA küçük, karmaşık konektörler veya görsel prototipler için uygundur, FDM daha büyük, fonksiyonel muhafazalar için pratik bir seçim kalırken.
Seçici Lazer Sintering (SLS) / Multi-Jet Fusion (MJF)
SLS ve MJF mükemmel izotropy ile parçalar oluşturmak için plastik toz kullanıyor, gerekli olan destek yapıları ve iyi mekanik özellikler. Bu teknolojiler üretim-grad muhafazaları için idealdir, ancak endüstriyel makineler ve maliyetler 1-50 $ için daha yüksek, FDM genellikle daha ekonomiktir, 50-500 parça için SLS/MJF haklı olabilir.
PolyJet / Material Jetting
PolyJet, fotopolimer reçinesinin katmanlarında baskı yapıyor, çok fazla parasal ve tam renkli parçalar sağlar. İyi detay ve pürüzsüz yüzeyler sunar, ancak FDM termoplastiklerin gücünden yoksundur. PolyJet, pazarlamak için kullanılıyor ve tasarım geçerliliği değil, işlevsel end-use.
Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları
FDM devre muhafazaları birçok endüstride kullanılır:
- [FONT:0) Nesnelerin İnterneti (IoT) cihazları: ), Sıcaklık sensörleri ve anten pencereleri için havalandırma ile sensör konutlarının hızlı prototiplenmesi.
- [FONT:0)Medical elektronik: [DÜDÜT:1] Hasta monitörleri veya teşhis ekipmanları için özel muhafazalar genellikle biyo uyumlu not malzemeleri (örneğin, ABS veya PC-ISO) kullanarak.
- [FONT:0)Automotive:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici:) ECU Korumalar, panolar ve titreşimlere dayanacak kutular.
- [[Düzücü ürünler: [Dönetici: [Dönetici:0)En iyi teknoloji kaplama, uzaktan kontrol konut ve akıllı ev merkezleri.
- [FONT:0]Eğitim ve araştırma: [Dönetici: [Dönetici: Laboratuvar aletleri ve öğrenci projeleri için Low-cost muhafazaları.
Future Yol Tarifi
FDM teknolojisi gelişmeye devam ediyor. Multi-mal yazıcılar şimdi tek bir baskıda katı ve esnek bölümlerin aşırılanmasına izin veriyor, entegre gazketleri ve su geçirmez rahatlamalar sağlar.In-process containsing of Electronics (e.g., pick-and-place of components during print) are been discover.I improve floor connect through localized heating or ultrasonik enerji can the support generation and adaptive stringy. Software updates in-processing will further customize the design-to-print.
Mühendisler için, bu gelişmelerle mevcut kalmak, FDM'nin yüksek kaliteli devre muhafazaları üretmek için rekabetçi bir seçenek kalmasını sağlar, ilk prototipden küçük ölçekli üretime kadar.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
FDM teknolojisi, ürün gelişimini hızlandıran ve riskleri azaltan erişilebilir, maliyetle ve çok yönlü bir çözüm sunar. Elektronik üretimdeki rolü yalnızca modern mühendisin cephaneliğinde temel bir araç olarak genişletecektir.
[FONT=0) Daha fazla okuma için, [[DDD Printing Guide ) ve ) [FONT'nin ayrıntılı açıklaması[D][/FONT][/FONT][/FONT=)))))))))))))))))))))[tr|s FONT=3][/FONT=3][/FONT=[FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=3][/FONT=