一种3D打印电路板加工方法及其喷头技术

本发明专利技术提供一种3D打印电路板加工方法及其打印喷头，方法包括以下步骤：利用三维建模软件设计待打印的电路板结构模型，以及随电路板结构形状分布的电路线路；利用切片软件将所述电路板结构模型和电路线路进行分层切片，识别各切片层中电路板的结构信息和导电线路信息；同时对导电线路信息中的导电线路接头处进行标记；将识别的电路板的结构信息、导电线路信息和导电线路接头处信息输入至FDM设备中，启动3D打印机打印；根据电路板的结构信息进行逐层沉积成型；根据导电线路信息和标记的导电线路接头处信息进行沉积成型时按预设工艺条件进行逐层打印；本发明专利技术提供的方案，提高了布线效率，扩大了布线面积，工艺相对环保、符合当前发展需求。

A processing method of 3D printed circuit board and its nozzle

The invention provides a processing method of 3D printed circuit board and a printing nozzle. The method comprises the following steps: designing the circuit board structure model to be printed by using three-dimensional modeling software, and the circuit circuit line distributed with the structure shape of the circuit board; slicing the circuit board structure model and the circuit line into layers by using slicing software. Identify the structure information and conductive line information of the circuit board in each slice layer; mark the conductive line joint in the conductive line information; input the structure information, conductive line information and conductive line joint information of the identified circuit board into the FDM equipment, and start 3D printer printing; according to the junction of the circuit board. The structure information is deposited layer by layer; the deposited forming is carried out according to the information of the conductive line and the information of the marked junction of the conductive line according to the preset process conditions; the scheme provided by the invention improves the wiring efficiency, enlarges the wiring area, and the process is relatively environmentally friendly and meets the current development needs.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印电路板加工方法及其喷头
本专利技术属于电路板加工
，具体涉及一种3D打印电路板加工方法及其打印喷头。
技术介绍
现有电子产品已经大量进进人们的日常生活，并且需求量巨大；现有电子产品制造的核心在于电路板的制造；现有的电路板分为单层板、双面板、多层板三类，在应对更复杂的应用需求时，多层板因多层结构，并且在层间布建通孔连通各层电路，可大大增加布线面积等优点，而得到广泛应用。传统电路板的制作，特别是在面对复杂电路布线时，因工艺限制，在空间结构的利用上有较大的限制；如电路板的连接不同层间电路的盲孔与通孔，非常占用电路板上有限的空间，使电路板不能更高密度的布线，影响使用效率；另外，传统电路板因工艺原因，有工业“三废”污染的问题。FDM式3D打印是熔融挤出丝材进行堆积成型的，挤出的丝材再细，与3D打印的上一层连接时都有间隙存在，通过逐层累加，直接导致整体成型的致密度不够，而当对导电材料进行FDM方式3D打印加工电路板时，传统FDM工艺会因间隙的存在，特别是在层与层间的线头连接处，造成导电线路之间接触面积不能保证，增大电阻，影响电路稳定性和干扰电信号传输。现有中国专利申请CN201510765460.8中，公开了一种3D打印电路板的制作方法，该方法没有解决当对导电材料进行FDM方式3D打印加工电路板时，传统FDM工艺会因间隙的存在，特别是在层与层间的线头连接处，造成导电线路之间接触面积不能保证，增大电阻，影响电路稳定性和干扰电信号传输的问题。现有中国专利申请CN201610203638.4.中，公开了一种3D打印电路板的制作方法，该方法中提到的3D打印机结构极复杂、设备成本较高、使用成本均高、制造方法复杂。基于上述电路板的制造中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种3D打印电路板加工方法及其打印喷头,旨在解决现有电路板的制作成本高、质量低的问题。本专利技术提供一种3D打印电路板加工方法，包括以下步骤：S1：利用三维建模软件设计待打印的电路板结构模型，以及随电路板结构形状分布的电路线路；S2：利用切片软件将所述电路板结构模型和电路线路进行分层切片，识别各切片层中电路板的结构信息和导电线路信息；同时对导电线路信息中的导电线路接头处进行标记；S3：将识别的电路板的结构信息、导电线路信息和导电线路接头处信息输入至FDM设备中，启动3D打印机打印；S4：根据电路板的结构信息进行逐层沉积成型；S5：根据导电线路信息和标记的导电线路接头处信息进行沉积成型时按如下工艺条件进行逐层打印：当打印导电线路时，导电材料以导电材料熔点以上的第一出料温度及第一出料速度打印；当打印导电线路接头处时，导电材料以第二出料温度及第二出料速度打印，第二出料温度及第二出料速度高于第一出料温度及第一出料速度。进一步地，导电材料为导电树脂；第一出料温度为210-225℃，第一出料速度为45-55cm³/h。进一步地，所述导电材料为导电树脂；第二出料温度为228℃-240℃，第二出料速度为50-60cm³/h。进一步地，导电材料为导电树脂；第一出料温度为220℃，第一出料速度为50cm³/h；第二出料温度为232℃，第二出料速度为58cm³/h。进一步地，第二出料温度在240℃-228℃的范围内沿梯度逐步降低。进一步地，梯度变化的温度按1-5℃/min为梯度进行降低。进一步地，在步骤S2中，识别电路板结构信息时，还对需要包裹出料的绝缘部分进行标记，并将其输入FDM设备中，进行3D打印。进一步地，包裹出料是以绝缘树脂包裹导电材料的方式同时出料打印；包裹出料的出料温度为210~240摄氏度，出料速度为40~60cm³/h。本专利技术还提供一种上述所述的3D打印电路板加工方法的喷头，包括有出料装置、加热块以及供料管；加热块套设于出料装置上，用于对打印材料进行加热；出料装置内设有出料通道；出料装置底部还设有出料口，出料口与出料通道连通；供料管与出料通道连通，用于向出料通道提供打印材料进一步地，供料管包括有中心供料管和边缘供料管；出料通道包括有中心出料通道和边缘出料通道；出料口包括有中心出料口和边缘出料口；中心供料管与中心出料通道连通；边缘供料管与边缘出料通道连通；中心出料口与中心出料通道连通；边缘出料口边缘出料通道连通。本专利技术提供的3D打印电路板加工方法及其打印喷头，以较低的成本解决了现有3D打印的导电材料、绝缘材料在熔融堆积成型时,由于间隙的存在，特别是在3D打印层与层间导电线路接头处，造成的导电线路之间接触面积不能保证,导电线路的导电性和信号传输能力不佳的问题；同时该方法提高了布线效率，扩大了布线面积，工艺相对环保、符合当前发展需求。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。以下将结合附图对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术一种3D打印电路板加工方法流程图；图2为本专利技术一种3D打印喷头的结构示意图；图3为本专利技术一种3D打印喷头的立体图；图4为本专利技术一种3D打印喷头的出料口结构示意图。图中：1、供料管定位装置；2、出料装置；3、加热块；4、出料口；41、中心出料口；42、边缘出料口；5、中心供料管；6、边缘供料管；7、边缘供料管；8、中心出料通道；9、边缘出料通道。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如图1所示，本专利技术提供一种3D打印电路板加工方法，包括以下步骤：S1：利用三维建模软件设计待打印的电路板结构模型，以及随电路板结构形状分布的电路线路；具体包括，将待打印的电路板3D数字模型文件，转成STL格式，再导入相适配的3D打印机专属软件内；S2：利用切片软件将电路板结构模型和电路线路的STL文件进行分层切片，识别各切片层中电路板的结构信息和导电线路信息；同时对导电线路信息中的导电线路接头处进行标记；S3：将识别的电路板的结构信息、导电线路信息和导电线路接头处信息输入至FDM设备中，启动3D打印机打印；FDM设备和3D打印机结构均为现有的FDM3D打印机，再次不在详细说明；进一步地，在3D打印过程中，3D打印喷头是一种喷头打印一种材料，由多喷头完成电路板的打印；同时也可以是由一种喷头打印多种材料，完成电路板的打印；也可以是混合种类喷头系统组成；S4：根据电路板的结构信息进行逐层沉积成型；S5：根据导电线路信息和标记的导电线路接头处信息进行沉积成型时按如下工艺条件进行逐层打印：当打印导电线路时，导电材料以导电材料熔点以上的第一出料温度及第一出料速度打印；其中，3D打印导电线路的材料性能类似传统电路板铜线；3D打印绝缘材料性能类似传统电路板绝缘材料，有绝缘、耐火、抗老化等特点；当打印导电线路接头处时，导电材料以第二出料温度及第二出料速度打印，第二出料温度及第二出料速度高于第一出料温度及第一出料速度；具体为，电路板FDM3D打印的导电线路层与层之间接头连接处的接头时，通过预设的控制算法，控制导电材料熔融挤出的材料总量、温度与速度来达到控制打印电路板的效果；采用上述方案，在打印电路板过程中，通过上、下层包裹性填充导电线路，可以使导电线路3D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印电路板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用三维建模软件设计待打印的电路板结构模型，以及随电路板结构形状分布的电路线路；S2：利用切片软件将所述电路板结构模型和电路线路进行分层切片，识别各切片层中电路板的结构信息和导电线路信息；同时对所述导电线路信息中的导电线路接头处进行标记；S3：将识别的电路板的结构信息、导电线路信息和导电线路接头处信息输入至FDM设备中，启动3D打印机打印；S4：根据电路板的结构信息进行逐层沉积成型；S5：根据导电线路信息和标记的导电线路接头处信息进行沉积成型时按如下工艺条件进行逐层打印：当打印导电线路时，导电材料以导电材料熔点以上的第一出料温度及第一出料速度打印；当打印导电线路接头处时，导电材料以第二出料温度及第二出料速度打印，所述第二出料温度及第二出料速度高于第一出料温度及第一出料速度。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印电路板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：利用三维建模软件设计待打印的电路板结构模型，以及随电路板结构形状分布的电路线路；S2：利用切片软件将所述电路板结构模型和电路线路进行分层切片，识别各切片层中电路板的结构信息和导电线路信息；同时对所述导电线路信息中的导电线路接头处进行标记；S3：将识别的电路板的结构信息、导电线路信息和导电线路接头处信息输入至FDM设备中，启动3D打印机打印；S4：根据电路板的结构信息进行逐层沉积成型；S5：根据导电线路信息和标记的导电线路接头处信息进行沉积成型时按如下工艺条件进行逐层打印：当打印导电线路时，导电材料以导电材料熔点以上的第一出料温度及第一出料速度打印；当打印导电线路接头处时，导电材料以第二出料温度及第二出料速度打印，所述第二出料温度及第二出料速度高于第一出料温度及第一出料速度。2.根据权利要求1所述的3D打印电路板加工方法，其特征在于，所述导电材料为导电树脂；所述第一出料温度为210-225℃，所述第一出料速度为45-55cm³/h。3.根据权利要求1所述的3D打印电路板加工方法，其特征在于，所述导电材料为导电树脂；所述第二出料温度为228℃-240℃，所述第二出料速度为50-60cm³/h。4.根据权利要求1所述的3D打印电路板加工方法，其特征在于，所述导电材料为导电树脂；所述第一出料温度为220℃，所述第一出料速度为50cm³/h；所述第二出料温度为232℃，所述第二出料速度为58...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳其，潘晓勇，刘勇，彭德权，周未名，
申请(专利权)人：四川长虹智能制造技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51