CN110901071A - 一种3d打印电路板的方法、***和3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D打印电路板的方法，包括，对Gerber文件进行分层切片建模，获得包含材料属性的多层切片数据信息；将金属打印材料和非金属打印材料分别装入金属打印材料送料机构和非金属打印材料送料机构；读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，打印金属层或非金属层；继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕。本发明避免了制作电路板需要钻孔、电镀等复杂工艺，方便进行小批量、个性化、自动化的电路板定制，缩短了制作周期。本发明还包括一种3D打印电路板的***和3D打印机。

Description

一种3D打印电路板的方法、***和3D打印机
技术领域
本发明涉及打印技术领域，具体而言，涉及一种3D打印电路板的方法、***和3D打印机。
背景技术
电子技术的研发、应用离不开电路板。现有的电路板制作，一般需要钻孔、电镀等一系列流程，通常由专门的电路板生产厂家完成，工艺复杂，周期较长，且较多人工干预，不便于自动化生产。尤其对一些处于研发阶段的电路板，该电路板生产批量较小，而电路板的生产厂家大多是批量、规模化制作，淡季需要待订单达到一定数量才进行生产，进一步延长了生产周期。工厂化的电路板生产制作模式，难于满足用户个性化、小批量的多样化生产要求。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种3D打印电路板的方法、***和3D打印机。
有鉴于此，本发明提出了一种3D打印电路板的方法，包括如下步骤：
对Gerber文件进行分层切片建模，获得包含材料属性的多层切片数据信息，材料属性为金属材料或非金属材料；
将金属打印材料和非金属打印材料分别装入金属打印材料送料机构和非金属打印材料送料机构；
读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层；
继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕。
本发明还公开一种3D打印电路板的***，包括
切片建模模块，用于对Gerber文件进行分层切片建模，获得包含材料属性的多层切片数据信息，材料属性为金属材料或非金属材料；
装料模块，用于将金属打印材料和非金属打印材料分别装入金属打印材料送料机构和非金属打印材料送料机构；
单层打印模块，用于读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层；
循环模块，用于继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕。
本发明还公开一种3D打印机，采用如上述技术方案的3D打印电路板的方法。
本发明的有益效果是：通过对Gerber文件进行分层切片建模，转化为适于3D打印的多层切片数据，再根据多层切片数据的材料属性信息选择不同的打印材料送料机构，然后完成电路板逐层打印，避免了制作电路板需要钻孔、电镀等复杂工艺，方便进行小批量、个性化、自动化的电路板定制，缩短了制作周期。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例提供的一种3D打印电路板方法流程图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例即实施例中的特征可以相互结合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例提供的一种3D打印电路板方法流程图。
如图1所示，本实施例中，一种3D打印电路板的方法，包括如下步骤：
对Gerber文件进行分层切片建模，获得包含材料属性的多层切片数据信息，材料属性为金属材料或非金属材料；
将金属打印材料和非金属打印材料分别装入金属打印材料送料机构和非金属打印材料送料机构；
读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层；
继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕，得到电路板。
Gerber文件即用于制作电路板的原始数据文件。
在上述实施例中，通过对Gerber文件进行分层切片建模，转化为适于3D打印的多层切片数据，再根据多层切片数据的材料属性信息选择不同的打印材料送料机构，然后完成电路板逐层打印，避免了制作电路板需要钻孔、电镀等复杂工艺，方便进行小批量、个性化、自动化的电路板定制，缩短了制作周期。
可选地，所述金属打印材料为含锡量为75％的铅锡合金，所述非金属打印材料为PLA线材。
PLA线材，即为全称聚乳酸,别名聚丙交酯,英文名:polylacticacid/polylactide。
上述实施例中，通过选择低熔点的铅锡合金，降低制作的复杂度，通过选用PLA线材，使电路板有较好的抗拉强度及延展度。
可选地，读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层，包括，
读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息；
当单层切片数据信息的材料属性为金属材料时，选择金属打印材料送料机构，打印所述金属层；
当单层切片数据信息的材料属性为非金属材料时，选择非金属打印材料送料机构，打印所述非金属层。
上述实施例中，通过对电路板的金属部分和非金属部分进行区分，采用不同的打印材料送料机构，以非常方便地对电路板进行打印。
可选地，金属层的打印厚度为0.05～0.1mm。
通过设置金属层的打印厚度为0.05～0.1mm，能够得到很好的成型效果，并且使电路板有较好的导电性能。
可选地，非金属层的打印厚度为0.5～1.0mm。
通过设置非金属层的打印厚度为0.5～1mm，能够得到很好的成型效果，使电路板的结构更紧密。
可选地，在读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层后，还包括，
对金属层或非金属层进行冷却。
通过增加冷却步骤，使电路板的成型效果更好，结合更紧密。
可选地，对金属层或非金属层进行冷却，包括，
用冷却风扇对金属层或非金属层进行冷却，达到的冷却温度为90度。
通过选用冷却风扇进行冷却，能够降低成本，通过将冷却温度设为90度，使金属材料和非金属材料层能很好的结合在一起，结合更为紧密，电路板更加牢固。
可选地，继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕后，还包括，对电路板进行表面处理，并安装电子元件，得到成品电路板。
通过对电路板进行表面处理，使电路板的外观效果更好。
本发明实施例还公开一种3D打印电路板的***，包括
切片建模模块，用于对Gerber文件进行分层切片建模，获得包含材料属性的多层切片数据信息，材料属性为金属材料或非金属材料；
装料模块，用于将金属打印材料和非金属打印材料分别装入金属打印材料送料机构和非金属打印材料送料机构；
单层打印模块，用于读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层；
循环模块，用于继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕。
本发明实施例还公开一种3D打印机，采用如上述技术方案的3D打印电路板的方法。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用以限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印电路板的方法，其特征在于，包括如下步骤：
对Gerber文件进行分层切片建模，获得包含材料属性的多层切片数据信息，材料属性为金属材料或非金属材料；
将金属打印材料和非金属打印材料分别装入金属打印材料送料机构和非金属打印材料送料机构；
读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层；
继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕，得到电路板。
2.根据权利要求1的一种3D打印电路板的方法，其特征在于，所述金属打印材料为含锡量为75％的铅锡合金，所述非金属打印材料为PLA线材。
3.根据权利要求1的一种3D打印电路板的方法，其特征在于，读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层，包括，
读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息；
当单层切片数据信息的材料属性为金属材料时，选择所述金属打印材料送料机构，打印所述金属层；
当单层切片数据信息的材料属性为非金属材料时，选择所述非金属打印材料送料机构，打印所述非金属层。
4.根据权利要求1的一种3D打印电路板的方法，其特征在于，所述金属层的打印厚度为0.05～0.1mm。
5.根据权利要求1的一种3D打印电路板的方法，其特征在于，所述非金属层的打印厚度为0.5～1.0mm。
6.根据权利要求1的一种3D打印电路板的方法，其特征在于，在读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层后，还包括，
对金属层或非金属层进行冷却。
7.根据权利要求6的一种3D打印电路板的方法，其特征在于，对金属层或非金属层进行冷却，包括，
用冷却风扇对金属层或非金属层进行冷却，达到的冷却温度为90度。
8.根据权利要求6的一种3D打印电路板的方法，其特征在于，继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕后，还包括，
对电路板进行表面处理，并安装电子元件，得到成品电路板。
9.一种3D打印电路板的***，其特征在于，包括：
切片建模模块，用于对Gerber文件进行分层切片建模，获得包含材料属性的多层切片数据信息，材料属性为金属材料或非金属材料；
装料模块，用于将金属打印材料和非金属打印材料分别装入金属打印材料送料机构和非金属打印材料送料机构；
单层打印模块，用于读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，根据单层切片数据信息的材料属性，选择金属打印材料送料机构或非金属打印材料送料机构，打印金属层或非金属层；
循环模块，用于继续读取多层切片数据信息中的单层切片数据信息，并进行打印，直至多层切片数据信息中的每一层切片数据信息均打印完毕。
10.一种3D打印机，其特征在于，包括权利要求9所述的3D打印电路板的***。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhao Gang

Inventor after: Xiao Junsong

Inventor after: Zhang Liheng

Inventor after: Zheng Ruixin

Inventor after: Chen Kaixian

Inventor after: Wang Zhongyang

Inventor before: Xiao Junsong

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