Aplicação de metodologia multiprojeto à confecção de placas de circuito impresso em trabalhos acadêmicos

Abstract

O presente trabalho tem a intenção de promover um estudo sobre os métodos que possibilitem as melhores qualidade e tempos de criação de placas de circuito impresso (PCI) fabricadas em pequenas quantidades, utilizando-se de uma metodologia multiprojeto que permita a prototipação de PCIs de projetos diferentes em um mesmo processo de prototipação. O foco será dado para projetos desenvolvido dentro de centros de estudo, mas pode muito bem ser expandido para a indústria na área de projeto. Inicialmente será estudado os principais métodos de criação de PCIs, onde poderá se perceber que a prototipação usando uma fresadora de comando numérico computadorizado (CNC) de pequeno porte, mesmo sendo de utilização pouco comum frente outros métodos, fornece os resultados de maior qualidade e menor preço após a aquisição da máquina. Será então feito um estudo mais aprofundado sobre fresadoras e sua aplicação como prototipadora, principalmente na fresadora modelo LPKF E33, que se mostrou ser uma prototipadora de baixo custo e de boa qualidade, e que será usada neste trabalho para um estudo da viabilidade de aplicação de prototipagem por fresa, dentro da própria instituição de ensino, para todos os estudantes. Será feita uma rápida revisão sobre arquivos gerber, pois são os arquivos de design usados de entrada para a fresadora CNC operar. Uma técnica multiprojeto será proposta, onde junta-se diversos projetos diferentes em um único conjunto de arquivos gerbers, com a intenção de serem prototipados ao mesmo tempo, diminuindo tempos e custos de confecção. Para um estudo completo de caso, foi requisitado aos alunos de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, que enviassem projetos que queiram ver prototipados pela fresadora. Esses arquivos foram organizados e as placas foram criadas na fresadora utilizando a metodologia multiprojeto, sendo entregues aos alunos. Como esse método se mostrou eficiente, pode-se utilizá-lo nas universidade e cursos técnicos para instigar melhoras na qualidade dos projetos e no aprendizado dos estudantes, assim como na indústria, como um meio eficiente de prototipação de PCIs em pequena escala.

The actual work has the intention to launch a study about methods that allows best quality and time of creation of Printed Circuit Boards (PCB) created in small amounts, using a methodology of multi-project that allow the prototyping of PCBs of difefrents projects in the same prototyping process. The attention will be given to projects developed inside Study Centers, but may be extended for industries in the project area. Initially will be studied the main PCBs creation methods, where can be perceived that prototyping using a small size computerized numerical control milling machine (CNC), even being less used compared to others methods, after the machine acquisition provides the highest quality results and lower price. Next, a depth study about milling machine is done and the application in prototyping, especially about the milling machine model LPKF E33, which proved be a cheap and good quality choise, and will be used in this work to a study of prototyping application feasibility by cutter inside of private educational institutions, to all Students. A quick review is made about gerber files, because they are the design input files used for a CNC milling machine operate. A multi-project technique is proposal, where is joined several different projects in one set of gerbers files with the intention of being prototyped at the same time, reducing time and fabrication costs. To a complete case study, was ordered to students of Electrical Engineering of the Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), that they send Projects they want to see prototyped for the milling machine. Theses files were organized and the boards were created in the milling machine using the multi-project methodology, being delivered back to students. Because this method proved be efficient, it can be used in universitys and technical courses to instigate improvements in the quality of projects and in the students learning, as well as in the Industry, as an eficiente way of prototyping PCBs in small scale.