CN205673602U - 一种pcb电路3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种PCB电路3D打印机，属于PCB电路测试和制造技术领域。该3D打印机包括床身、龙门架、步进电机和电路打印控制系统模块；龙门架活动安装于床身1上；电路打印控制系统模块设置于床身上；龙门架上设有滚珠丝杠；夹具通过滑块活动安装于滚珠丝杠上；夹具底端以可拆卸方式装有电路打印头；电路打印头上设有电机挤压注射器。本实用新型提供的PCB电路3D打印机具有打印精度高，制板效率高等特点。

Description

一种PCB电路3D打印机

技术领域

本发明涉及一种PCB电路3D打印机，属于PCB电路测试和制造技术领域。

背景技术

当前3D打印技术已经越来越广泛地应用到实际工业生产中去，3D打印技术主要应用在快速成型领域，具有高效，精度高的特点，打印材料以PLA，ABS为主，缺乏以导电油墨和液态金属为打印材料的3D打印技术。

同时在当今电子制造业，PCB制板技术已经很普及，并且专业生产各类电路板。但PCB板加工流程非常繁琐，加工需要耗费2-3天的时间，并且电路设计师，完成电路设计并交付PCB厂家生产加工，但是由于制造精度和准确度低，导致制造出来的PCB板存在电路纹路精度和准确度低等问题，往往需要返工多次，才能最终成型。整个过程，费时费力，许多电路设计师和爱好者也无力承担PCB制造中心收取的高额费用。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种PCB电路3D打印机，所采取的技术方案如下：

所述3D打印机包括床身1、龙门架2、步进电机、电路打印控制系统模块和安全保护系统模块；所述龙门架2活动安装于床身1上；所述电路打印控制系统模块设置于床身1上；所述龙门架2上设有滚珠丝杠4；所述滚珠丝杠4上设有夹具6和滑块5；所述夹具6通过滑块5活动安装于滚珠丝杠4上；所述夹具6底端以交替可拆卸方式装有工作头；所述安全保护系统模块固定安装于床身1上。

优选地，所述床身1设有龙门架导轨；所述龙门架2的连接端嵌入龙门架导轨内，并沿龙门架导轨方向移动；

优选地，所述电路打印控制系统模块通过USB线与电脑的PC端相连。

优选地，所述步进电机包括第一步进电机31、第二步进电机32和第三步进电机33；所述第一步进电机31固定安装于滚珠丝杠4的滑块5上，与电路打印头8、电子元件吸附头9或CNC钻头10的顶部相连，用于调节工作头沿z轴方向运动；所述第二步进电机32固定安装于滚珠丝杠4的一端，用于控制工作头沿x轴方向移动；所述第三步进电机33固定安装于床身1的侧壁上，用于控制龙门架2沿y轴方向移动。

优选地，所述第一步进电机31、第二步进电机32和第三步进电机33采用高精度42型号的 步进电机。

优选地，所述工作头包括电路打印头8、电子元件吸附头9和CNC钻头10，所述电路打印头8、电子元件吸附头9或CNC钻头10以可拆卸、相互替换方式逐一单独安装于夹具6的底部，并且所述电路打印头8、电子元件吸附头9或CNC钻头10的连接处嵌入夹具6内。

优选地，所述电路打印头8、电子元件吸附头9和CNC钻头10通过螺母7锁紧方式交替可拆卸安装于夹具6的底部。

优选地，所述电路打印头8上设有电机挤压注射器11。

优选地，所述电子元件吸附头9末端设有细小的橡胶圈，并且电子元件吸附头9通过第一步进电机调节而上下运动。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出的PCB电路3D打印机采用滚珠丝杠传动，具有很高的打印精度；能够打印硬质和柔性PCB电路板，让电路测试不受材料限制；电路打印，贴片焊接和CNC钻孔功能可以灵活切换，实现PCB电路板一次性成型；避免传统PCB制板繁琐的工艺流程，极大地提高了PCB制板效率。

附图说明

图1为本实用新型所述PCB电路3D打印机的结构示意图。

(1、床身；2、龙门架；31，第一步进电机；32，第二步进电机；33，第三步进电机；4，滚珠丝杠；5，滑块；6，夹具；7，螺母；8，电路打印头；9，电子元件吸附头；10，CNC钻头；11，电机积压注射器；12，工件)

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不受实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接； 可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

以下实施方式中所用材料、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、仪器和方法，均可通过商业渠道获得。

本实用新型提出的一种PCB电路3D打印机，利用配套电路处理软件来规划打印电路轨迹，通过3D打印头打印导电油墨或液态金属。在纸基，FR4基板，打印硬质或柔性测试电路，能够解决电路设计缺少实际测试环节的问题，并一次性制板。提高电路工程师开发效率。

该PCB电路3D打印机包括床身1、龙门架2、步进电机、电路打印控制系统模块和安全保护系统模块；龙门架2活动安装于床身1上；电路打印控制系统模块设置于床身1上；龙门架2上设有滚珠丝杠4；滚珠丝杠4上设有夹具6和滑块5；夹具6通过滑块5活动安装于滚珠丝杠4上；夹具6底端以交替可拆卸方式装有工作头；安全保护系统模块固定安装于床身1上。床身1设有龙门架导轨；龙门架2的连接端嵌入龙门架导轨内，并沿龙门架导轨方向移动；电路打印控制系统模块通过USB线与电脑的PC端相连。

步进电机包括第一步进电机31、第二步进电机32和第三步进电机33；第一步进电机31固定安装于龙门架2的横梁上，用于调节工作头沿z轴方向运动；第二步进电机32固定安装于滚珠丝杠4的一端，用于控制工作头沿x轴方向移动；第三步进电机33固定安装于床身1的侧壁上，用于控制龙门架2沿y轴方向移动。

工作头包括电路打印头8、电子元件吸附头9和CNC钻头10，其中，电路打印头8、电子元件吸附头9或CNC钻头10以交替可拆卸方式安装于夹具6的底部，或以可拆卸方式单独安装于6的底部。电路打印头8、电子元件吸附头9和CNC钻头10通过螺母7锁紧方式交替可拆卸安装于夹具6的底部。电路打印头8上设有电机挤压注射器11。电子元件吸附头9末端设有细小的橡胶圈，并且电子元件吸附头9通过第一步进电机调节而上下运动。

实施例1

图1为本实用新型所述PCB电路3D打印机的结构示意图。图1中，PCB电路3D打印机包括床身1、龙门架2、步进电机和电路打印控制系统模块；步进电机包括第一步进电机31、第二步进电机32和第三步进电机33，并且第一步进电机31、第二步进电机32和第三步进电机33均由电路打印控制系统模块进行驱动控制；其中，龙门架2活动安装于床身1上；电路打印控 制系统模块设置于床身1上，并通过USB线与电脑的PC端相连。床身1设有龙门架导轨；龙门架2的连接端嵌入龙门架导轨内，并由第二步进电机32驱动滚珠丝杠4带动龙门架2沿龙门架导轨方向移动，龙门架2上设有滚珠丝杠4；夹具6通过滑块5活动安装于滚珠丝杠4上，其中，夹具6用来固定电路打印头8，电子元件吸附头9和CNC钻头10。电路打印头8用于打印电路；电子元件吸附头9吸附细小的电子元件，用于焊接贴片电子元件；CNC钻头10则用于给电路板进行钻孔。步进电机包括第一步进电机31、第二步进电机32和第三步进电机33；第一步进电机31固定安装于滚珠丝杠4的滑块5上，与电路打印头8、电子元件吸附头9或CNC钻头10的顶部相连，用于调节工作头沿z轴方向运动；第二步进电机32固定安装于滚珠丝杠4的一端，用于控制工作头沿x轴方向移动；所述第三步进电机33固定安装于床身1的侧壁上，用于控制龙门架2沿y轴方向移动。

同时，电路打印头8，电子元件吸附头9和CNC钻头10是3个互相独立的加工模块，可根据工作进度和需求进行安装，并且电路打印头8、电子元件吸附头9和CNC钻头10分别通过螺母7锁紧方式可拆卸单独安装于夹具6的底部，并且其连接端均嵌入夹具6内。此外，电路打印头8上设有电机挤压注射器11，其内部装有导电油墨或液态金属；电子元件吸附头9末端设有细小的橡胶圈，并且电子元件吸附头9通过第一步进电机31调节而上下运动。该打印机还包括安全保护系统模块，安全保护系统模块固定安装于床身1上。

根据电路设计者提供的电路图Gerber文件，通过上位机对设计的电路进行解析，上位机将解析的数据通过USB线传输到PCB电路3D打印机上，先在夹具6上安装电路打印头8,控制系统控制第一步进电机31挤压电路打印头8中的导电油墨或液态金属，从而在工件12上打印出电路。当该电路需要打孔时，更换CNC钻头10，在上位机的控制下，钻头根据电路设计图在特定的位置打孔，当电路完成打印后，再更换电子元件吸附头9，电子元件吸附头9在上位机的控制下，吸附特定的电子器件，并精确放置在特定的电路引脚上。对其进行焊锡处理，最终实现电路PCB制板一次性成型。其中，工件12为FR4基板或FPC薄膜。

本实用新型提供的PCB电路3D打印机能够有效简化PCB电路制板过程，能够快速打印电路板。并且在正式制板之前，进行相关电路测试，提高了电路制板的成功率，并且可以根据材料的不同，设计制造出硬质和柔性PCB电路板，从而满足不同客户的需求。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种PCB电路3D打印机，其特征在于，所述3D打印机包括床身(1)、龙门架(2)、步进电机、电路打印控制系统模块和安全保护系统模块；所述龙门架(2)活动安装于床身(1)上；所述电路打印控制系统模块设置于床身(1)上；所述龙门架(2)上设有滚珠丝杠(4)；所述滚珠丝杠(4)上设有夹具(6)和滑块(5)；所述夹具(6)通过滑块(5)活动安装于滚珠丝杠(4)上；所述夹具(6)底端装有工作头；所述安全保护系统模块固定安装于床身(1)上。

2.根据权利要求1所述3D打印机，其特征在于，所述床身(1)设有龙门架导轨；所述龙门架(2)的连接端嵌入龙门架导轨内，并沿龙门架导轨方向移动。

3.根据权利要求1所述3D打印机，其特征在于，所述电路打印控制系统模块通过USB线与电脑的PC端相连。

4.根据权利要求1所述3D打印机，其特征在于，所述步进电机包括第一步进电机(31)、第二步进电机(32)和第三步进电机(33)；所述第一步进电机(31)固定安装于滚珠丝杠(4)的滑块(5)上；所述第二步进电机(32)固定安装于滚珠丝杠(4)的一端；所述第三步进电机(33)固定安装于床身(1)的侧壁上。

5.根据权利要求4所述3D打印机，其特征在于，所述第一步进电机(31)、第二步进电机(32)和第三步进电机(33)采用高精度42型号的步进电机。

6.根据权利要求1所述3D打印机，其特征在于，所述工作头包括电路打印头(8)、电子元件吸附头(9)和CNC钻头(10)，所述电路打印头(8)、电子元件吸附头(9)或CNC钻头(10)以可拆卸方式单独安装于夹具(6)的底部，并且所述电路打印头(8)、电子元件吸附头(9)或CNC钻头(10)的连接处嵌入夹具(6)内。

7.根据权利要求6所述3D打印机，其特征在于，所述电路打印头(8)、电子元件吸附头(9)和CNC钻头(10)通过螺母(7)锁紧方式交替可拆卸安装于夹具(6)的底部。

8.根据权利要求6所述3D打印机，其特征在于，所述电路打印头(8)上设有电机挤压注射器(11)。

9.根据权利要求6所述3D打印机，其特征在于，所述电子元件吸附头(9)末端设有细小的橡胶圈，并且电子元件吸附头(9)通过第一步进电机调节而上下运动。