| 1 – Le circuit imprimé Le circuit imprimé est une plaque généralement en matériau époxy contenant ou/et étant recouverte de fines feuilles de cuivres. Le circuit imprimé (autrement appelé PCB ou CI) est destiné à accueillir sur une ou ses deux faces, des composants électroniques, afin de constituer ensuite ce que l’on appelle une carte électronique (autrement appelée PCBA dans des termes plus anglophones). Sa fabrication demande la génération d’un dossier de fabrication communément appelée dossier gerber contenant l’ensemble des plans techniques détaillés décrivant les pistes et connexions électriques à établir entre les composants électroniques qui sont soudés sur le circuit imprimé. Le circuit imprimé est généralement rigide mais peut exister sous forme flexible ou mixte (époxy-raidisseur aluminuim ou flex-rigide). Il peut exister sous forme unitaire ou sous forme d’un panneau comprenant plusieurs copies identiques d’un même circuit imprimé. |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Pour générer le dossier de fabrication d’un circuit imprimé demande des outils logiciels et des compétences particulières. |
| 2 – L’écran de pâte à braser L’écran de pâte à braser est un outillage indispensable pour le cablage des composants électroniques qui sont, pour la plupart maintenant, en technologie CMS (composants montés en surface). Cet écran se fabrique à l’aide d’un des fichiers issus du dossier de fabrication du circuit imprimé et se présente comme une feuille d’aluminium percée de multiples ‘trous’. Pour câbler les composants électroniques sur le circuit imprimé, le principe consiste à superposer cet écran de pâte à braser sur le circuit imprimé nu, et ensuite à déposer d’une manière bien uniforme de la pâte à braser à l’aide d’une raclette, soit de manière automatique à l’aide d’une machine, soit manuellement. La pâte à braser ne se déposera qu’au niveau des ‘trous’. Puis, l’écran de pâte à braser est enlevé délicatement. Chaque composant est déposé sur les plages CMS qui lui sont réservées. Enfin, l’ensemble circuit imprimé + composants est mis dans un four à haute température pour que la pâte à braser devienne solide et forme des soudures. |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Générer le dossier de fabrication d’un circuit imprimé demande des outils logiciels et des compétences particulières. |
| 3 – La programmation du câblage automatique Dans le cas d’une fabrication de cartes électroniques en grande série ou pour des cartes grandes ou complexes, il est souvent utilisé des machines de câblage automatique. Ces machines s’occupent d’effectuer le dépôt de pâte à braser sur les circuits imprimés (à l’aide d’écrans), de déposer de manière automtique chaque composant sur le circuit imprimé, et ensuite de faire passer tout cela dans un four. Tout cela, de manière automatique, avec très peu d’intervention humaine. Pour que le process de câblage automatique se déroule bien et sans encombre, il est nécessaire de préparer une programmation de la machine qui se fait à l’aide (entre autres !), d’un fichier de placement (autrement appelé fichier de ‘pick and place’) généré dans le dossier de fabrication du circuit imprimé. Ce fichier indique en effet la position précise de chaque composant sur le circuit imprimé pour que la machine sache où les poser. |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Toutes les usines de câblage électronique ont des contraintes techniques et un savoir-faire différents : types de machines utilisées, possibilité de faire des petites, moyennes, grandes ou très grandes séries,… Toutes les sociétés de câblage ne sont pas forcément adaptées à votre besoin. |
Description des outillages mécaniques souvent utilisés
| 1 – L’imprimante 3D Remplaçant l’ancienne technologie de stéréolithographie, la technologie d’impression 3D se vulgarise maintenant à toute vitesse. Il s’agit d’un moyen simple, rapide et économique pour réaliser rapidement un ensemble de pièces plastiques constitutrices, par exemple, d’un boîtier ou d’un objet représentatif du futur produit industriel que l’on désire fabriquer. Idéal pour réaliser une maquette que l’on peut apprécier en la touchant, ce moyen est souvent utilisé par des ingénieurs de bureaux d’études pour vérifications physiques et mécaniques, et pour démonstration auprès de leurs clients. C’est avant tout un outil de test et de démonstration, et non un outil industriel. En effet, les objets plastiques réalisés sont relativement fragiles en comparaison d’objets injectés. D’autre part, la durée d’impression 3D est pénalisante, dans le cas d’une grande série de pièces à fabriquer. Il existe deux types d’impressions 3D : – par dépôt de fil en fusion (FDM) (fabrication à l’aide d’une buse mobile imprimant des sections transversales) – par la technique de stéréolithographie (SLA) (impression par couches successives dans une résine et à l’aide d’un rayonnement ultra-violet) |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Pour générer le fichier de modélisation 3D et pour élaborer un objet imprimé en 3D selon votre besoin ! |
| 2 – L’usinage ABS Une autre technique semblable à l’impression 3D existe : l’usinage ABS dit « dans la masse ». Le principe est simple : il s’agit d’usiner progressivement un bloc de plastique compact à l’aide d’une ou plusieurs fraises de découpage, se déplaçant selon 3 axes : X, Y et Z. L’inconvénient de cette technique est que cela nécessite au départ un gros bloc de plastique et que cela génère généralement beaucoup de copeaux de plastiques. Par contre, l’avantage important est que la pièce plastique usinée est plus robuste qu’une pièce imprimée en 3D ou élaborée par la technique de stéréolithographie. Procédé très pratique et peu coûteux pour faire des prototypes plastiques ! |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Pour fabriquer vos prototypes plastiques ABS, par le biais de fabricants spécialisés et qualifiés dans ce domaine ! |
| 3 – Le moule silicone Une fois que les prototypes plastiques ont été fabriquées et validés, il est nécessaire de préparer l’industrialisation et la fabrication en grands volumes des pièces plastiques définitives. Cela nécessite la fabrication de moules industriels. Avant de fabriquer ces moules généralement très coûteux, il est parfois utile de fabriquer un moule intermédiaire en silicone. Fabriquer un moule en silicone représente des coûts moindres (souvent entre quelques centaines et quelques milliers d’euro, pour des petites pièces), mais ne permet la fabrication que d’une vingtaine de pièces plastiques environ. Ce type de moule permet soit de fabriquer une mini pré-série d’une vingtaine de pièces plastiques, soit de faire une validation ultime avant la fabrication de moules en acier définitifs, par exemple. |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Un moule silicone est bien utile mais ce n’est pas forcément la solution la plus adaptée. Une analyse cas par cas est nécessaire pour vérifier si l’équation économique est rentable. Selon les cas, par exemple, un prototypage ABS est plus judicieux mais parfois la solution moule industriel s’impose plutôt. |
| 4 – Le moule industriel de série Il s’agit d’outillage qui représente généralement un investissement très coûteux. Il permet de fabriquer, par le principe de l’injection, rapidement des pièces plastiques. Il y a plusieurs types de moules dont des versions en aluminium, en acier et en fonte. Selon le type du moule, le nombre de cavités présentes dans le moule et surtout en fonction de la complexité des pièces plastiques à fabriquer, le prix du moule n’est pas le même et peut parfois atteindre un prix jusqu’à 1 million d’euro, voire beaucoup plus s’il s’agit de grandes pièces pour le secteur automobile par exemple. Pour des plus petites séries fabriquées et des moules plus simples, le prix du moule peut être de l’ordre de quelques milliers d’euro. |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Lancer la fabrication d’un moule industriel pour injecter des pièces plastiques n’est pas anodin et requiert l’aide de personnes dont c’est le métier. Il ne s’agit pas uniquement de fabriquer un moule en fonction de la forme 3D des pièces que l’on veut fabriquer, mais aussi et surtout de réfléchir aux cadences de fabrication, aux contraintes d’échauffement et de démoulabilité, … |
| 5 – La presse à emboutissage La presse à découpage et à emboutissage est une machine servant généralement à découper et à plier des pièces en métal de différentes tailles, à partir d’une feuille de tôle mince et plane. Ces pièces sont notamment utilisées en électronique comme contacts électriques pour des piles, des antennes spécifiques, des ‘reprises de masse’, des plots de contact ou de test, des facades avant pour boîtiers électroniques, des blindages CEM pour le passage de certaines normes ou pour des modules radio, … Pour fabriquer chaque pièce dans ce genre de machine, il est nécessaire de concevoir une outillage spécifique de presse, généralement assez coûteux, formé d’une matrice (épousant la forme extérieure de la pièce) et d’un poinçon (épousant le forme intérieure). |
NOUS POUVONS VOUS AIDER : Utiliser une presse à emboutissage coûtant très cher, il est généralement conseillé d’acheter des modèles de pièces métalliques ‘standard’ afin d’éviter des investissements importants parfois difficiles à rentabiliser. Par contre, dans d’autres cas, cette solution technique est incontournable. |