3D打印PCB,看未来电子产品的演变

当Apple发布其最新最好的iPhone，XS和XR时，没有人能否认这些手机是科技巨头最智能的产品。当然，他们也不能否认它的昂贵。

如果有可能以更小的尺寸制造相同的iPhone并且成本更低，该怎么办?

不幸的是，到目前为止，技术领域的个性化仅限于软件而非硬件。虽然我们可以选择新手机的颜色、操作系统和内存量，但我们的个性化选项通常也就到此为止了。然而，3D打印技术和打印电子领域的新进展可能很快就会结束这些有限的定制选项。随着新的金属3D打印机和使用功能性3D打印的PCB制造方法面世，消费者将看到跨行业的全新产品定制水平。

让我们来看看3D打印的历史，以及它最新的技术发展如何开创电子产品个性化的新纪元。

传统3D打印的问题

虽然3D打印确实是一项突破性的技术，但其巨大的潜力迄今为止受到缓慢、低效的流程以及无法实现足够的分辨率以实现到实际产品中的限制——特别是在打印产品原型时。

3D打印过程中最重要的组成部分之一，也是最慢的部分之一：打印电路板(PCB)，这是当今大多数电子产品的骨架。由于57%的3D打印工作是在新产品开发的第一阶段完成的(根据Sculpteo的“3D打印状态”2017年报告)，这是一个不容忽视的领域。

使用Nano Dimension的DragonFly Pro 3D打印机生产的PCB

目前，PCB仅限于以模拟减法工艺制造，其中大规模生产的项目首先是从大的铜表面构建的，然后留下额外的材料浪费。这个过程很漫长，涉及对外部供应商的高度依赖，既昂贵又浪费。此外，该过程不允许任何新的导电迹线，使得无需在不打印全新PCB的情况下向产品添加个性化特征。

组织如何摆脱这些低效的打印实践?答案在于数字化，增材制造。

从模拟打印过渡到数字打印

许多企业正在探索PCB的增材制造工艺。他们可以使用增材制造工艺在打印时堆积PCB，而不是使用一块大片材料的传统方法来打印PCB并消除多余材料，从而消除浪费并将制造时间从几周减少到几个小时。

传统上，3D打印机使用塑料和金属来完成所有打印。但新的大批量金属打印生产，例如惠普最近发布的Metal Jet 3D打印机，正在改变3D打印在各个行业中的使用方式和位置。金属打印工艺将特别影响汽车和航空工业，现在它们将能够使用这些打印机轻松生产高容量和重量的3D金属零件，从而节省高达数十亿美元的燃料。减轻体重。

除了这些金属打印工艺之外，电子产品的生产者和消费者都可以期待使用新纳米粒子技术将金属悬浮在墨水中并打印导电打印电子产品的打印机的好处，从而彻底改变3D打印原型和产品定制。

硬件个性化的新时代

简而言之，使用增材制造工具打印电子元件的能力是改变游戏规则的。在此开发之前，想要为依托导电迹线的消费产品构建不同功能的企业需要生产全新的PCB才能支持这一新功能。

通过使用这种创新技术，企业现在只需要使用导电迹线打印一层并将其添加到现有的消费产品中，以便更改其功能。

这项技术将掀起产品个性化的新纪元。从汽车导航设备和家用电器等日常用途到医疗设备和航空航天测试设备等更为罕见但至关重要的应用，新的打印电子功能将在消费者和产品开发商的广泛应用中产生深远的影响。

Gartner预测，到2021年，40%的制造企业将建立卓越的3D打印中心。从大规模生产智能手机的定制硬件，到只需订购一系列定制产品(如用于临床试验的医疗设备)的企业，这种新的3D打印技术无疑将在未来几年内改变大小公司的商业模式。

随着企业级3D打印机从各种提供商中获得更广泛的可用性，企业将发现产品个性化并不一定意味着更高的成本。由于3D打印以附加的方式构建零件，因此它仅使用构建产品绝对必要的材料，这意味着使用更少的材料并降低制造成本。

随着这一进步，公司将很快开始个性化消费产品，而不会改变现有的PCB产品，这是一个前所未有的产品个性化时代。