Usinagem CNC de Precisão na Eletrônica: De Componentes de PCB a Dispositivos de Alta Tecnologia

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

Componentes usinados para a indústria eletrônica incluem peças de plástico e metal, e as tecnologias usadas para produzi-las incluem máquinas de fresamento CNC e máquinas de torneamento CNC. A usinagem CNC de precisão permite a produção de componentes finamente detalhados, 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 usinagem CNC — e como a 3ERP pode ajudar você a completar com sucesso seus projetos de prototipagem e fabricação de eletrônicos.

A indústria eletrônica

A eletrônica é uma enorme indústria global que abrange vários setores distintos. O maior destes é o comércio eletrônico business-to-business, que inclui a onipresente tecnologia de pagamentos e telecomunicações usada para transações entre empresas. Este setor sozinho contabilizou 29 trilhões de dólares em vendas em 2017.

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

Através desses 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. Máquinas CNC são capazes de processar metais condutivos e não condutivos, 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 dentro de um curto prazo, já que não há etapa de ferramental antes da produção, e a tecnologia não sofre das limitações de qualidade associadas à manufatura aditiva. Designs também podem ser rapidamente iterados e alterados usando software CAD, com pouca operação manual necessária uma vez que os caminhos de ferramenta tenham sido definidos pelo computador e/ou operador.

Muitos fabricantes de eletrônicos requerem tolerâncias apertadas para componentes internos intrincados, e a usinagem CNC é frequentemente a tecnologia mais adequada para atender a tais 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 de eletrônicos de consumo mais reconhecíveis do mundo, e seu corpo durável de alumínio é feito usando tecnologia de fresamento CNC.

O corpo de um Apple MacBook é feito de uma única peça extrudada de alumínio, com furos para teclado e outros contornos então fresados em 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 em CNC em tal escala.

O gigante da computação opera, segundo relatos, 10.000 máquinas CNC, o que está fora do alcance financeiro de outras empresas no setor.

Outras empresas podem, no entanto, usar máquinas CNC para fabricar corpos e gabinetes de 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 metal-óxido-semicondutor, ou transistor MOS) sendo o dispositivo mais amplamente fabricado na história humana.

Como equipamentos de usinagem CNC de precisão são capazes de processar materiais semicondutores como silício e nitreto de alumínio, são frequentemente usados por fabricantes de semicondutores. Componentes de semicondutores usináveis incluem suportes de wafer, placas de distribuição de gás, carregadores de wafer, estêncis de solda e rigidificadores de circuito flexível.

Essas peças geralmente precisam ser feitas com tolerâncias apertadas, já que semicondutores são frequentemente 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 do PCB. Elas consistem de trilhas condutivas — geralmente feitas de cobre — e uma camada base não condutiva por baixo.

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

Para projetos de pequena escala, a usinagem CNC pode funcionar como uma alternativa adequada à corrosão, especialmente em ambientes onde soluções de corrosão podem ser consideradas perigosas. Placas usinadas, onde seções do 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 usados que transferem calor de uma parte eletrônica para um refrigerante líquido ou para o ar. Usados em dispositivos como computadores, dissipadores de calor servem para resfriar componentes críticos para manter a função adequada.

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

A usinagem é frequentemente favorecida para pequenas produções de dissipadores de calor, e pode ser usada para fazer contornos muito complexos, recortes e outras características. Dissipadores de calor usinados também oferecem alta condutividade térmica.

Usinagem CNC de componentes eletrônicos com a 3ERP

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

Somos especializados em usinagem CNC de precisão e serviços de fresamento CNC e podemos fornecer procedimentos de acabamento de alta qualidade para todas as peças.

Solicite um orçamento hoje para iniciar seu projeto.