Como a usinagem CNC é usada na indústria eletrônica

A indústria eletrônica é uma das maiores e mais poderosas indústrias do mundo, e muitos de seus produtos – de equipamentos profissionais de alta tecnologia a eletrônicos de consumo – são feitos com peças usinadas em CNC.

Os componentes usinados para a indústria eletrônica incluem peças plásticas e metálicas, e as tecnologias usadas para produzi-los incluem fresadoras CNC e tornos CNC. A usinagem CNC de precisão permite a produção de componentes com detalhes finos, como placas de circuito, e várias tecnologias de usinagem permitem a produção em massa de componentes em escala.

Este artigo analisa como a indústria eletrônica usa a usinagem CNC – e como o 3ERP pode ajudá-lo a concluir com sucesso seus projetos de prototipagem e fabricação de eletrônicos.

A indústria eletrônica

A eletrônica é uma enorme indústria global que engloba vários setores distintos. A maior delas é o comércio eletrônico business-to-business, que inclui a tecnologia de pagamento onipresente e de telecomunicações usada para transações entre empresas. Somente esse setor foi responsável por US$ 29 trilhões em vendas em 2017.

Outros setores significativos da indústria eletrônica incluem a indústria de tecnologia, eletrônica de consumo, indústria de semicondutores e eletrônica de potência.

Em todos esses setores da indústria eletrônica, alguns dos componentes mais amplamente fabricados incluem transistores, capacitores, semicondutores, diodos e chips de circuito. Produtos populares, que consistem em muitos componentes eletrônicos, incluem computadores, televisores, rádios e smartphones.

Como a usinagem CNC é usada na indústria eletrônica?

A precisão e versatilidade da usinagem CNC a tornam uma tecnologia de fabricação valiosa para a indústria eletrônica. As máquinas CNC são capazes de processar metais condutores e não condutores, bem como uma ampla gama de plásticos.

Uma das maiores vantagens da tecnologia é a velocidade. A usinagem CNC pode ser usada para produzir componentes eletrônicos em um curto espaço de tempo, pois não há etapa de ferramentaria antes da produção e a tecnologia não sofre as limitações de qualidade associadas à manufatura aditiva. Os projetos também podem ser iterados e alterados rapidamente usando software CAD, com pouca operação manual necessária uma vez que os caminhos da ferramenta tenham sido definidos pelo computador e/ou maquinista.

Muitos fabricantes de eletrônicos exigem tolerâncias rígidas para componentes internos complexos, e a usinagem CNC geralmente é a tecnologia mais adequada para atender a esses requisitos.

Exemplos de peças eletrônicas usinadas em CNC

Eletrônicos de consumo

O Apple MacBook e seus vários modelos (MacBook Pro, MacBook Air) é um dos produtos eletrônicos de consumo mais reconhecidos do mundo, e seu corpo de alumínio durável é feito com tecnologia de fresagem CNC.

O corpo de um MacBook da Apple é feito de uma única peça extrudada de alumínio, com orifícios para teclado e outros contornos e depois fresados ​​por CNC a partir do bloco de metal.

Quando a empresa começou a usar esse processo no final dos anos 2000, o então CEO Steve Jobs disse:“A Apple inventou uma maneira totalmente nova de construir notebooks a partir de um único bloco de alumínio”.

Infelizmente para seus concorrentes, a Apple continua sendo a única empresa capaz de usinar laptops CNC em tal escala.

A gigante da computação opera cerca de 10.000 máquinas CNC, o que está além do alcance financeiro de outras empresas da área.

Outras empresas podem, no entanto, usar máquinas CNC para fabricar corpos e gabinetes eletrônicos em menor escala.

Semicondutores

A fabricação de semicondutores é sem dúvida a espinha dorsal da indústria eletrônica, com o MOSFET (transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido de metal, ou transistor MOS) sendo o dispositivo mais amplamente fabricado na história da humanidade.

Como o equipamento de usinagem CNC de precisão é capaz de processar materiais semicondutores como silício e nitreto de alumínio, é frequentemente usado pelos fabricantes de semicondutores. Os componentes semicondutores usináveis ​​incluem mandris de wafer, placas de distribuição de gás, transportadores de wafer, estênceis de almofada de solda e reforços de circuito flexível.

Essas peças geralmente precisam ser feitas com tolerâncias apertadas, uma vez que os semicondutores geralmente são reduzidos a tamanhos muito pequenos para caber em dispositivos eletrônicos.

Placas de circuito impresso

Placas de circuito impresso (PCBs) são usadas na maioria dos dispositivos eletrônicos e servem para conectar as várias partes do dispositivo, com fiação soldada na área apropriada da PCB. Eles consistem em trilhas condutoras – geralmente feitas de cobre – e uma camada de base não condutora por baixo.

A maioria dos PCBs são feitos usando um processo de gravação química, no qual o projetista de PCB pode cobrir partes do cobre antes de submergir a placa em uma solução de gravação, como cloreto férrico. A solução remove as áreas de cobre descobertas, deixando para trás a rede de canais desejada.

Para projetos de pequena escala, a usinagem CNC pode funcionar como uma alternativa adequada à gravura, especialmente em ambientes onde as soluções de gravura podem ser consideradas perigosas. Placas usinadas, onde seções de cobre são simplesmente fresadas, podem ser projetadas usando software CAD/CAM e fabricadas usando uma fresadora CNC padrão.

Dissipadores de calor

Dissipadores de calor são dispositivos eletrônicos amplamente utilizados que transferem calor de uma peça eletrônica para um líquido refrigerante ou para o ar. Usados ​​em dispositivos como computadores, os dissipadores de calor servem para resfriar componentes críticos para manter o funcionamento adequado.

Usando metais usináveis, como alumínio ou cobre, é possível criar dissipadores de calor usando a tecnologia de usinagem CNC. As máquinas CNC de precisão são capazes de fabricar até mesmo dissipadores de calor muito pequenos e podem criar os dispositivos em várias configurações, dependendo dos requisitos.

A usinagem é frequentemente preferida para pequenas séries de produção de dissipadores de calor e pode ser usada para fazer contornos, recortes e outros recursos muito complexos. Os dissipadores de calor usinados também oferecem alta condutividade térmica.

Componentes eletrônicos de usinagem CNC com 3ERP

A 3ERP trabalhou com muitos clientes na indústria eletrônica, completando protótipos e produções de baixo volume para uma ampla gama de componentes especializados.

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