[Ben Krasnow] de la Sciences appliquées Channel a récemment publié une vidéo démontrant son processus permettant d'intégrer de manière fiable des traces cuivrées dans des pièces imprimées en 3D en poudre de nylon fritté (SLS), et présente une variété de petites cartes de test avec des traces pour circuits fonctionnels intégrées directement dedans.
Voici comment cela fonctionne : L'imprimante 3D SLS utilise un laser pour fusionner de la poudre de nylon couche par couche pour créer une pièce en plastique. Mais à la poudre de nylon, [Ben] a ajouté une petite quantité d'un catalyseur spécifique (chromite de cuivre), afin que les impressions contiennent ce catalyseur. La chromite de cuivre est à peu près inerte jusqu'à ce qu'elle soit touchée par un laser, mais pas le même type de laser qui fritte la poudre de nylon. Cela signifie qu'une fois l'objet imprimé en 3D, l'objet est surtout du nylon avec une petite quantité de chromite de cuivre (inerte) mélangée. Cela prépare le terrain pour la suite.
L'activation de la chromite de cuivre consiste à déverser suffisamment d'énergie dans les particules, et cela se fait à l'aide d'un laser pulsé. C’est ainsi que les traces sont « dessinées » sur l’objet imprimé, et ces traces seront cuivrées à l’étape suivante.
Une fois le catalyseur de chromite de cuivre activé par le deuxième laser, l’ensemble de l’objet imprimé en 3D est placé dans un bain chimique pour un cuivrage autocatalytique. Encore une fois, seuls les endroits touchés par le laser pulsé finissent par être plaqués. Les endroits non touchés par le deuxième laser restent inertes.
Il y a une note intéressante ici. Le cuivrage autocatalytique est un processus bien compris utilisé par tous les fabricants de PCB dans le monde. Mais les recettes sont toutes exclusives et [Ben] essayé sans succès de mélanger un lot efficace. En fin de compte, une discussion avec ChatGPT d'OpenAI a permis de résoudre l'affaire en suggérant une procédure qui a fonctionné, économisant ainsi [Ben] une tonne de temps. Passez à 8h10 dans la vidéo si vous voulez tout savoir à ce sujet.
Le résultat est un objet en nylon imprimé en 3D dans lequel des traces de cuivre soudables sont bel et bien incrustées. Les éprouvettes fonctionnent très bien, mais mieux encore, il n'y a aucune raison pour que les objets et les traces soient planaires. Il suffirait d’un laser pulsé capable de se focaliser sur une surface courbe afin de créer des traces courbes sur une pièce tridimensionnelle.
Nous avons déjà vu des PCB imprimés en 3D plaqués cuivre, mais celui-ci est quelque chose de très différent et de vraiment élégant. L'ensemble du flux de travail comporte de nombreuses pièces mobiles, mais une fois contrôlé, il est remarquablement reproductible.
[Ben] a déjà essayé de mettre des traces de cuivre sur des pièces imprimées SLS, mais avec un succès limité. Les progrès récents de la technologie et des outils ont vraiment fait chanter le processus. Regardez tout cela en action dans la vidéo intégrée ci-dessous.
