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技術(shù)專題
實(shí)體自由形式制造的目標(biāo)PCB設(shè)計
隨著電子和電路板的使用逐漸滲透到我們用于工作或娛樂的幾乎所有機(jī)器，設(shè)備和活動中，構(gòu)造電路板的技術(shù)和方法也在不斷發(fā)展。這些進(jìn)步通常是由需求驅(qū)動的，以實(shí)現(xiàn)更高的質(zhì)量和更好的功能。當(dāng)然，市場和其中的競爭在推動更快的開發(fā)和生產(chǎn)中起著重要作用。就像越來越多的知識激發(fā)了人們進(jìn)一步研究的興趣一樣，更快，更小巧，更智能的設(shè)備，電器和車輛也為PCBA應(yīng)用和優(yōu)化提供了更多機(jī)會。
最近，出現(xiàn)了許多用于PCB制造的制造技術(shù)。他們中許多人的共同主題是從2D 建模到3D建模設(shè)計的轉(zhuǎn)變。這樣做對于創(chuàng)建用于最常被稱為三維（3D）打印的電路板是必要的。
涉及3D打印時，會有很多令人興奮的事情，例如，工程師無需離開工作站就可以進(jìn)行設(shè)計，構(gòu)建和測試設(shè)計的能力。確實(shí)令人興奮！但是，在深入研究之前，讓我們看一下固態(tài)自由形式制造的更大領(lǐng)域，它對PCBA開發(fā)的影響以及如何設(shè)計以充分利用該技術(shù)。
什么是固態(tài)自由曲面制作？
工程師具有創(chuàng)建新術(shù)語的訣竅，該術(shù)語通常用于區(qū)分使產(chǎn)品或技術(shù)超越其先前狀態(tài)的某些材料或過程增強(qiáng)。并且，由于固態(tài)自由形式制造有時會與其他術(shù)語混淆，因此最好在上下文中使用可能具有類似定義的其他術(shù)語對其進(jìn)行描述。
定義：
術(shù)語“ 快速原型制作”用于表示旨在優(yōu)化原型制作過程速度的制造方法。
增材制造是指通過添加連續(xù)的層來“積聚”產(chǎn)品，這與減材制造相反，在減材制造中，該過程以較大的固體開始，并去除材料以獲得所需的產(chǎn)品。
3D打印通常可以定義為從3D構(gòu)建3D產(chǎn)品
使用增材制造技術(shù)的數(shù)字模型。
固態(tài)自由形式制造是一種3D打印過程，執(zhí)行該過程時無需任何人工幫助或互動即可構(gòu)建產(chǎn)品，并且不需要其他專門工具或零件。
從這些定義中，很明顯如何誤解或互換使用這些術(shù)語。有了對固體自由形式制造（SFF）的準(zhǔn)確描述，我們準(zhǔn)備探索這種快速的原型制作技術(shù)如何影響您的電路板的開發(fā)。
不同的實(shí)體自由形式制造設(shè)置
如上圖所示，SFF有幾種不同的方法或技術(shù)。由于可以在同一位置進(jìn)行設(shè)計，構(gòu)建和測試，因此每一種優(yōu)點(diǎn)都提供了一種提高電路板開發(fā)速度的方法。為了充分了解SFF對PCBA開發(fā)的影響，下表對SFF和當(dāng)代PCB制造的重要屬性進(jìn)行了比較。
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當(dāng)代PCB建造VS的PCBA開發(fā)屬性。短纖 |
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屬性 |
當(dāng)代PCB制造 |
選擇性自由形式加工 |
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位置 |
遠(yuǎn)程 |
本地 |
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處理時間 |
一到幾天 |
小時 |
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成本 |
工藝，材料，運(yùn)輸 |
僅材料 |
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浪費(fèi) |
是 |
沒有 |
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部件 |
自動化的 |
手冊 |
如上所示，在周轉(zhuǎn)時間，成本和浪費(fèi)等關(guān)鍵領(lǐng)域，SFF優(yōu)于當(dāng)代制造。此外，SFF已發(fā)展到一個水平，即電路板的制造質(zhì)量和可靠性足以滿足PCB原型設(shè)計的需要。
對多材料SFF進(jìn)行了持續(xù)研究，以提高電路板的復(fù)雜性，性能并優(yōu)化分立元件的制造。當(dāng)前，只要設(shè)計模型足夠詳細(xì)和準(zhǔn)確，SFF內(nèi)置板的布局和布線就可以與晶圓廠中構(gòu)建的PCB相媲美。讓我們看看如何確保設(shè)計模型最適合使用SFF技術(shù)進(jìn)行制造。
設(shè)計用于SFF集成的電路板
盡管當(dāng)代PCB制造和SFF制造的目標(biāo)是相同的（準(zhǔn)備好組裝的已構(gòu)造電路板），但制造工藝卻大不相同。大多數(shù)電路板是通過自動化流程在工廠內(nèi)部建造的，其中在固定尺寸的面板上可以制作多個電路板。此過程包含許多定義明確且有組織的步驟。另一方面，SFF是一個單階段的，連續(xù)的過程，不斷添加層直到實(shí)現(xiàn)電路板。正如過程不同，設(shè)計文件也提供了PCB制造所需的信息和數(shù)據(jù)。
在為SFF制造設(shè)計電路板時，必須采用MCAD格式，因?yàn)?/span>3D打印機(jī)的輸入文件通常是CAD文件格式，例如STL和IGES。因此，您的PCB設(shè)計軟件必須能夠進(jìn)行ECAD設(shè)計和MCAD導(dǎo)出。