pcba制造中3D打印和增材制造的实验分析

和普遍观点相反的是，在制造中的3D打印和增材制造（Additive）不是一回事；但是为了方便起见，这两个说法可以相互交换使用。根据美国材料与实验学会（ASTM）F2792-12a“增材制造技术标准术语”的定义，3D打印是“使用印刷头、喷嘴或其他印刷机技术通过沉积材料构造物体”。接下来，佩特科技小编就来详细的讲解分析该制造的实验分析。

1、材料评估

有几种材料可以作为各种不同工程用途的3D打印材料使用。不同的供应商提供多达几百种不同的材料，有些材料只适用某种专门的应用，有些材料提供满足特定要求的特征。本文评估和详细描述八种在工程应用中常用的材料的特点，以确定哪些材料可以在PCB工艺中使用。表1说明本文评估的8类材料和它们的识别标志。

表1这项研究所评估的八种材料列表

2、执行的测试

为了正确地描述用于工程应用的材料，选择并执行各种不同的测试，从而建立决策树。这个项目的最终目标是能够拥有一个决策树，决定哪些材料可以用于特定的应用。

3、热机械性能分析

这个测试用来检查测试样品的尺寸稳定性并计算它的Tg。因为这个测试结果说明3D打印的样品是否能保持尺寸的稳定性，这个测试的结果很重要。对在pcba工艺中使用的材料来说，所有的辅助元件必须保持它们的质量与尺寸精度。

4、热重量分析

热重量分析的目的是确定测试的样品材料在这种情况下损失5%重量时的温度。在本研究中使用的印刷温度是300°C。由这个测试得到的结果说明材料的使用寿命，它丢失重量的速度越快，它的使用寿命就越短。

5、热寿命循环测试

对于这个测试，3D打印的测试样品需要在预先确定的温度曲线下经过200次循环。每一次循环的持续时间相同。测试结果表明，在高温下，3D打印的测试样品会发生什么变化。发现任何翘曲、分层、退化或其他看得见的和/或损害外观的迹象非常重要。由这个测试得到的结果表明哪种材料适合在pcba过程中的高温应用。

6、密度测试

这个测试是根据测试样品的各种不同的参数进行计算。在耐热测试和耐化学测试后检查样品的密度。用这个测试的结果来确定测试样品在受到化学应力或热应力作用后能不能保持它的质量。测试样品的密度检查有助于确定它适合哪些应用。

7、耐化学测试

耐化学测试的做法是让材料和各种化学物质接触。把测试样品放进化学溶液中浸泡一段时间，然后再进行一定周期的干燥循环。因为耐化学特性是材料在各种不同的化学暴露应用中会发生什么化学反应的指示器，所以这个测试在材料特性描述过程中很重要。

8、静电放电检查

静电放电检查是表征过程中非常关键的测试，因为这决定了3D打印材料是否可以与带电PCB或带有电荷的任何其他元件一起使用。通过ESD检查获得的每种材料的值有助于材料应用用途的排序。

9、弯曲测试

弯曲测试的整个执行的过程首先是为测试样品取样，然后检查材料在一定负荷下的抗变形能力。因为这个测试的结果说明材料在机械应力下的表现如何，能将它的体积准确性保持到什么程度，所以这是个非常重要的破坏性测试。如果材料在一定负载下不会断裂，而只是出现弯曲或者变形，这这个试验中所得到值或阀值有助于指导3D打印材料适合什么样的应用。

10、薄壁弯曲测试

薄壁弯曲测试是使用比较薄的样品，让它承受一定的负荷来检查材料抗变形的能力。这个测试不同于标准的弯曲测试，这个测试的意义在于可以识别3D打印材料与比较薄的壁和比较少的支撑材料的反应。测试样品所要承受的机械应力有助于确定这些样品能否保持它们外形尺寸的准确性。这个测试的结果也有助于指导不同的材料究竟适合哪种应用。和弯曲测试一样，任何弯曲、断裂、变形、分层或其他功能、外观效果都要记录下来。

11、X光分析

分别在测试之前和测试之后用X光机器检查样品，以确定各种不同的测试对样品的影响。这种分析的重要性在于由此得出的结论可以准确地反映样品在各种条件下的反应。这个测试的结果从本质上来看是定性分析，并通过给测试样品拍照来展示。

12、质量分析：光学检查与扫描电子显微镜检查

在整个材料特性描述过程中，进行各种光学记录，例如为测试样品拍照片、进行X射线分析以及扫描电子显微镜拍照与测量。通过这些测试结果和分析结果，可以更深入地了解3D打印材料在各种条件下出现的情况，有助于指导应用的决策过程。

13、结论

我们从测试中可以看到在优秀材料排名中最佳材料是材料F。这种材料在加热测试和弯曲测试中表现良好，因此扩大了需要这些特性的应用。在优秀材料排名中，排在第二位的是材料G，排在第三位的是材料H。

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