低価格3Dプリンターで本格的な銅や導電性布のプリント基板を試作

低価格3Dプリンターは材料で使用範囲が拡大

今さまざまな低価格3Dプリンターが登場しているが、もっとも普及しているタイプは何といっても樹脂を溶かして押し出すタイプのFDMタイプだろう。

FDMタイプといえばMakerbotのレプリケーターや、オープンソースタイプのLepLap、Ultimakerなど、線状のフィラメントといわれる樹脂材料を使って積層する3Dプリンターだ。こうしたFDMタイプの3Dプリンターは、エポキシ樹脂を硬化させる光造形タイプと比べると、積層が粗く、ミスプリントなども多いが、実は材料の使い方によって、さまざまなモノが作れるという面白味がある。

特に最近ではブロンズ状の樹脂材料や、ゴム状のものなど、さまざまな材料が登場している。そんな中、Makerbotのレプリケーターを使って、折り曲げできるプリント基板を作る取組が公開された。

Makerbotのレプリケーターでプリント基板を製造

最近は導電性インクなどを使ってプリント基板を作ってしまう基板専用の3Dプリンターが登場しているが、本日ご紹介するのは一般的なMakerbotのレプリケーターでプリント基板を作ってしまうというものだ。

しかも、なんと銅による本格的なプリント基板が作れるという。一般的に電子機器に用いられるプリント基板には銅が用いられる。これは銅は金や銀に比べて材料費がはるかに安く、同時に優れた導電性を持っているためだ。

最近登場している導電性インクはコストは銅よりももっと安く、紙などにもプリントできるが、金属以外の物質が混ぜられているため導電性はよくない。場合によっては導電性インクでは電気がきちんと伝わらず機能しないケースもある。そのためしっかりと機能する電子機器を作りたいのであれば、銅によるプリント基板が必須だ。

それではレプリケーターでどのようにプリント基板を作るのだろうか。

Makerbotのレプリケーターで作られた銅のプリント基板

高い粘着性と弾力性を持つフィラメントを使用

このプリント基板を作るために必要な材料は、NinjaFlexの3Dフィラメントが必要だ。通常のABSやPLA、ナイロン系のフィラメントを使用しては作ることは難しい。

なぜならば銅板に対して直接フィラメントをプリントする必要があるため、銅板に粘着しなければならない。そのため優れた粘着性と弾力性を持っているNinjaFlexが最適とうわけだ。ちなみにプリント基板の回路図は、Autodeskがリリースしている無料の3Dデザインソフト123デザインで作ったものを使用する。

注意点は、プリントされる対象となる薄い銅板をレプリケーターの台座にしっかりと接着し、押し出し口が当たる部分まで高さを調整すること。銅板は大変薄いため、正確な位置まで高さを調整することが最も重要になる。

プリント後は銅板をはがし、室温で約40分ほど塩化第二鉄エッチング液で腐食しないように表面加工を施して完成だ。

薄い銅板とスプレー接着剤、粘着性の高いNinjaFlexを用意