3D принтер для производства печатных плат Voltera V-One

Данная установка позволяет за короткое время создать работающее электронное устройство, подготовленное для полноценной эксплуатации и тестирования возможностей его применения.
На основании gerber файлов установка рассверливает отверстия под ножки компонентов, после чего методом 3D печати наносит токопроводящее чернила на подложку и запаивает установленные компоненты.
При нанесении чернил на подложку без нагрева становится возможной печать дорожек на гибких полимерных основаниях, что значительно расширяет спектр и функционал производимых устройств.
Данные системы широко применяются в мелкосерийном прототипировании специалистами всего мира, в том числе инженерами таких организаций как NASA.

Voltera V-One представляет собой систему прямой печати электрических схем и позволяет пройти весь путь по изготовлению прототипа печатного узла, начиная с создания печатной платы и заканчивая монтажом компонентов на нее.
В основе этого комплекса лежит уникальный принтер, который позволит вам создавать качественные двухсторонние печатные платы прямо в учебной аудитории или на рабочем месте.
Уникальная система прототипирования и удобное в освоении программное обеспечение позволяют без особого труда сделать качественные печатные узлы.
Принтер производит печать специальными чернилами. В их состав входят высокопроводящие нанокомпоненты серебра, которые являются основой для создания готовых печатных плат.

Проблематика

• Отсутствие технической базы для изготовления, прототипирования электроники на местах
• Невозможность заказать мелкосерийные партии прототипов в оперативные сроки и невозможность быстрого тестирования электронных схем и прототипов устройств
• Отсутствие методической и инструментальной базы в учебных заведениях
• Проблемы воспроизводства кадрового потенциала
• Сложность и опасность использования ручного монтажа печатных плат с технологией SMT

Решение задач

• Аддитивное образование
• Навык создания электрических схем, трассировки печатных плат
• Быстрое создание работающего прототипа электронного устройства на основе печатных плат в короткие сроки на местах
• Применение навыков в реальных кейсах, например, в профессии конструктор радиоэлектронной аппаратуры.

Принцип работы

Токопроводящие чернила наносятся на основание из текстолита методом 3D-печати (FDM), после чего отверждаются нагревом рабочего стола и мы получаем печатную плату, готовую к монтажу компонентов. Рабочее поле имеет в себе нагревающийся слой, который и производит оплавление припоя, а цветовые индикаторы показывают текущее состояние поверхности и степень ее нагрева, что в целом позволяет собрать плату поверхностного монтажа (SMT) без ручной пайки компонентов

Применение

Подобные системы широко применяются в мелкосерийном прототипировании и отладке плат специалистами со всего мира, а непосредственно Voltera V-One применяется в том числе инженерами компании NASA.

Какие печатные платы можно изготавливать

На данной установке возможно изготовление как печатных плат для технологии поверхностного монтажа (SMT), так и по технологии выводного монтажа через сквозные отверстия (THT/DIP).
Платы, подготовленные для выводного монтажа, изготавливаются с использованием сверлильной головки.
После этого, получившиеся отверстия омедняются посредством заклепок (идут в комплекте поставки вместе с заклепочным инструментом). Такие заклепки позволяют не только использовать выводные компоненты, но и также изготавливать переходные отверстия. Таким образом возможно изготовление односторонних и двухсторонних SMT и THT/DIP печатных узлов.

Смена операций в процессе работы

Для различных операций при изготовлении печатной платы применяются три типа насадок – сверлильная головка, печатная головка, калибратор.
Насадки устанавливаются на принтер при помощи быстросъемных магнитных креплений, а информационные выводы и выводы питания модулей используют подпружиненные контакты без проводов, что позволяет заменить насадку вручную без инструмента в течение нескольких секунд

Обеспечение точности нанесения

Помимо насадок для нанесения рисунка и сверления отверстий, в комплекте поставляется насадка-калибратор. Перед каждым изготовлением печатной платы происходит процесс калибровки подложки. Координатный щуп тщательно измеряет высоту печатной платы в разных точках основания для печати, а также участвует при калибровке установки в случаях, когда рисунок наносится на печатную плату с уже существующим рисунком.

Программное обеспечение

В комплекте с принтером печатных плат идет программное обеспечение, в котором пошагово описываются все действия при выполнении различных операций, каждый шаг сопровождается анимацией с видео-инструкцией и указанием на корректное и возможное не корректное выполнение рабочих процедур. Таким образом порог вхождения в использование программного обеспечения крайне низкий.
Сами печатные платы изготавливаются на основе общепринятого стандарта Gerber-файлов, которые могут быть созданы в любом соответствующем редакторе, например Autodesk Eagle или DipTrace.

Особенности рабочего процесса

Программное обеспечение позволяет изменять возможные ошибки в процессе работы. К примеру, если оператор увидит, что какая-либо из контактных площадок или дорожек нуждается в повторном нанесении токопроводящих чернил, или паяльной пасты, то можно легко выделить отдельную контактную площадку или дорожку в окне программного обеспечения и повторно нанести на нее чернила или паяльную пасту.
Если же после печати обнаружится ошибка в проводящем рисунке, то можно будет легко стереть рисунок салфеткой до отверждения, ведь изначально чернила имеют пастообразную форму и наносятся при комнатной температуре.

Для работы необходимы:

• Компьютер с операционной системой Windows/OSx/Linux
• Принтер печатных плат с расходными материалами
• Программное обеспечение для проектирования печатных плат и работы с принтером Voltera V-One.

Дополнительное оборудование:

• Ультразвуковая ванна
• Ручной минипылесос (При сверлении ПП)
• Мини-холодильник для чернил и паяльной пасты
• Мобильная вытяжка.

КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ

• Принтер печатных плат
• Набор для сверления печатных плат
• Расходные материалы
• Электронные уроки
• Видеокурс
• Методическое пособие для преподавателей
• Необходимое программное обеспечение