積層造形による電子機器生産の変革

他の分野と同様に、積層造形 (AM) は電子機器分野でも独自の機会を提供します。単一プリントジョブで複数の材料を組み合わせる能力は、この業界で非常に役立ちます。3Dプリンティング技術は以前よりもはるかにアクセスしやすく、シンプルになりました。これにより大幅に高速な試作が可能となり、リードタイム、コスト、生産プロセスを混乱させるミスを削減できます。

電子機器で3Dプリンティングを選ぶべきとき

オンデマンド生産のために

3Dプリンティングは、固定リードタイムと限定されたコスト構造で電子部品をオンデマンド生産でき、製品の設計とリリースにかかる時間を大幅に短縮します。また、メーカーのデジタル在庫や顧客のCADモデルから直接、新旧のデバイスを複数の3Dプリンティング材料と少量生産で容易に製造できます。

これが主な利点であり、電子機器のサプライチェーンを変革し、メーカーが顧客需要に即座に対応できるようにします。

より大きなイノベーションとカスタマイズの余地を得るために

新しく効率的な設計の複雑さのために従来の同じ設計を使うのではなく、デザイナーが革新的なアイデアを出す大きな余地があります。SLSとMJF技術は複雑な設計にも、バッチ生産にも適しており、以前はAMの弱点だったバッチ生産も可能です。電子ケーシング、ブレッドボードなどの適度なバッチサイズを、従来プロセスよりも非常に速くAMで生産できます。

例えば、太陽電池パネルに3Dプリンティングを使用すると、デザイナーは従来の設計ルールを打破できます。これは外部構造だけでなく内部回路にも及び、コンポーネントの性能向上、小型化、軽量化、複雑で精密な形状の実現に役立ちます。

より速い試作のために

積層造形に伴う速度と操作の容易さは、クイックプロトタイプの作成に最適です。Multi Jet Fusion (MJF) で部品をプリントすることは、試作によく選ばれる比較的予算に優しいオプションです。

溶解積層造形 (FDM)は、最もアクセスしやすい積層造形の形態であり、もう一つの実行可能な選択肢です。FDMはその使いやすさと安価なビルド材料により、試作において最も安価で最適な技術です。プロセス全体が従来プロセスよりもはるかに安いため、短期間で再設計と分析の機会が増えます。

実験する新材料を得るために

PCBのような電子製品は主に2種類の材料に依存します: 絶縁性誘電体基板と導電性要素。低誘電率の新しいポリマー材料と半導体ポリマー材料、両方とも調整可能な電子的特性を持ち、近年使用に適応されています。これらの先進材料と3Dプリンティングの組み合わせは、設計と現代的な開発の面から新たな扉を開きます。

良好な表面仕上げの部品を得るために

SLAやCarbon DLSのような技術はレジン材料を使用し、流動性があり、良好な表面仕上げを提供します。柔軟性や耐水性といった特性を備え、折りたたみ式スマホや耐水ギアのような現代的な電子機器に貴重な付加価値をもたらします。厳しい公差と精度が最優先なら、これら2つが注目すべき技術です。

高精細プロトタイプ、機能プロトタイプもSLAとCarbon DLSの応用分野です。

電子機器における積層造形のメリット

適切で最適化された設計

モデルがコンピュータ生成されプリントされるため、誤差の余地はわずかです。

従来プロセスでは回路が完成した部品に後から追加されますが、積層プロセスでは内蔵回路が部品と同時にプリントされるため、回路が内部にカプセル化され、外部損傷から保護されます。例えば、携帯電話の小型アンテナを直接電話機にプリントできます。

非平面へのプリント

PCBのような電子機器を非平面に3Dプリントできますが、従来手法では不可能です。同様に、ウェアラブル、フレキシブル表面のセンサー、血糖試験紙、義肢、カスタマイズ可能なバッテリーへの電子機器埋め込みも容易です。

カスタマイズされたデバイスと3Dプリントバッテリーは、形状とサイズが特定の製品と機能に合わせてカスタマイズされるため、通常品を上回る性能を発揮し、パフォーマンスを最適化します。

軽量と材料廃棄物の削減

3Dプリンティングの重要な特徴の一つは、従来の切削プロセスよりも廃棄物が少ないことであり、電子機器でも同様です。3Dプリンティングは余分な配線と追加回路の必要性を排除します。さらに、プリントエレクトロニクスは従来生産の工程を単一工程に統合し、よりシンプルな組み立てを実現します。

有害化学物質の排除

エッチングは余分な材料を除去する工程で、有害化学物質を使用します。積層造形ではフィルムを追加工程なしで直接配置するため、この工程が不要になります。

結論

Xometry Europeでは、試作と大量バッチの両方で、オンデマンド3Dプリンティングプロジェクト向けのオンライン3Dプリンティングサービスを提供しています。ヨーロッパ全土で2,000社以上のパートナーネットワークを持ち、3Dプリント部品を最短3日で納品可能です。CADファイルをXometryインスタント見積もりエンジンにアップロードし、3Dプリンティングで利用可能なさまざまな製造オプションを含む即時見積もりを取得してください。