Print and Place convierte impresoras 3D corrientes en ensambladoras automáticas de circuitos
Los investigadores usan plástico fundido como pinza temporal para tomar e insertar componentes electrónicos durante el modelado por deposición fundida
Un equipo de investigación liderado por Oliver Child ha presentado una invención que permite a las máquinas estándar de modelado por deposición fundida integrar componentes electrónicos dentro de piezas de plástico sin modificar el hardware de la impresora. El método utiliza cabezales de impresión convencionales y termoplástico extruido para recoger y colocar elementos de circuito directamente durante el proceso de fabricación.
El plástico fundido como herramienta de recogida temporal
Construir objetos con circuitos internos suele exigir que un operador detenga la fabricación e inserte las piezas a mano. Según informa Hackaday, el proyecto titulado «Print & Place: Using a 3D printer for Continuous Assembly of Electronic Devices», del inventor Oliver Child y sus colegas, evita ese paso manual mediante una ingeniosa innovación de hardware. El equipo se apoya en hardware de modelado por deposición fundida sin modificaciones y convierte la propia boquilla de extrusión en un manipulador temporal. En lugar de montar una pinza de vacío o un actuador mecánico dedicados, la máquina deposita una pequeña gota de termoplástico caliente sobre un componente colocado en la placa de impresión. El plástico se adhiere al componente, lo eleva de una bandeja paramétrica y lo transporta hasta la posición objetivo en la estructura impresa.
Tendido de cables y placas de circuito impreso mediante G-code
La rutina de fabricación coordina tanto la geometría de la pieza como la electrónica mediante comandos G-code estándar. Antes de que empiece la impresión, un operador coloca las piezas en una bandeja paramétrica a medida situada en una sección de la cama de impresión. Durante la ejecución automatizada, el cabezal de impresión 3D se desplaza hasta la bandeja, fija un componente con plástico fresco, lo lleva a su sitio y después sigue construyendo capas sobre él para anclarlo a la estructura. En tres demostraciones experimentales de esta invención, Child y el equipo integraron placas de circuito impreso ya pobladas, tiras flexibles de cable conductor y trenza, y remaches metálicos para formar conexiones verticales entre capas conductoras.
Las limitaciones del lazo abierto en la placa de impresión
Actualmente el sistema funciona sin sensores externos ni posicionamiento en lazo cerrado. Los experimentos documentados por los investigadores mostraron fallos ocasionales de recogida, desalineaciones durante la colocación y contactos eléctricos inconsistentes. Como los motores paso a paso estándar siguen coordenadas preprogramadas sin verificar el contacto, pequeños desplazamientos físicos pueden impedir que un circuito se cierre correctamente. Para paliar estas limitaciones mecánicas, integrar técnicas de la robótica moderna, como un sistema de cámaras ópticas similar al de las unidades industriales de pick-and-place comerciales, podría aportar retroalimentación automática al firmware de la máquina, lo que permitiría ajustes de posición en tiempo real o avisar a los operadores humanos cuando se produce un error.
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Traducido automáticamente del original en inglés. Leer el original
