Fresatura CNC di un circuito stampato. Fresatura di circuiti stampati a domicilio Fresatura di schede

Ieri ho avuto la possibilità di realizzare un fotoaccoppiatore per il controller, immagino che ci sia un fotoresist (lungo, sporco), c'è un fotoresist su pellicola (un po' più veloce, ma anche sporco, stampa/esponi, sviluppa), beh, questo è tutto.
Mi sono ricordato che la macchina era assemblata, tra le altre cose, per la produzione rapida e di alta qualità di circuiti stampati.

Vado online e ricordo che le persone scherzano costantemente con il software per fresare circuiti stampati, scrivere utilità fatte in casa, convertirle dall'una all'altra più volte, il risultato è con vari gradi di successo.
Ho curiosato per un'ora, infatti tutto funzionava, era impossibile guardare il codice uscito senza lacrime, metà dei poligoni erano persi o qualcos'altro.

In breve, lo condivido in modo super diretto e veloce: creiamo la scheda in SpringLayout 6, la esportiamo in gerbera, premiamo ciò di cui abbiamo bisogno, lo riflettiamo, regoliamo il diametro dei fori, gli strati lì...
Apri il file Gerber risultante in Kambam, seleziona tutto ed effettua un ritaglio di contorno o una selezione poligonale. Se necessario, selezionare i fori e creare un UE separato per la perforazione.
L'attività dura circa 5 minuti, cosa è successo:

Da sinistra a destra - un incisore conico - lo usiamo effettivamente per incidere, poi una fresa da 1 mm - fori, una fresa dentale da 1,2 mm - tagliando lungo il contorno

Risultato:

Prepariamo il kit:


Lo sigilliamo

Lo lavo via e prendo una vernice meravigliosa:

Aggiunta di fili e marcature

E adesso devo sparecchiare per una settimana per una sciarpa 5x7 cm....)))

Ancora una volta, lavando il lavandino dalle macchie rosse di cloruro ferrico, dopo aver inciso la tavola, ho pensato che fosse giunto il momento di automatizzare questo processo. Così ho iniziato a realizzare un dispositivo per realizzare circuiti stampati, che può già essere utilizzato per creare semplici componenti elettronici.

Di seguito parlerò di come ho realizzato questo dispositivo.

Il processo di base per realizzare un circuito stampato utilizzando il metodo sottrattivo prevede la rimozione delle aree di lamina non necessarie dal materiale della lamina.

Oggi, la maggior parte degli ingegneri elettronici utilizza tecnologie come il ferro laser per la produzione domestica di circuiti stampati. Questo metodo prevede la rimozione delle aree indesiderate della lamina utilizzando una soluzione chimica che corrode la lamina nelle aree indesiderate. I miei primi esperimenti con LUT diversi anni fa mi hanno mostrato che questa tecnologia è piena di piccole cose che a volte interferiscono completamente con il raggiungimento di un risultato accettabile. Ciò include la preparazione della superficie del pannello, la scelta della carta o altro materiale di stampa, la temperatura combinata con il tempo di riscaldamento, nonché le caratteristiche di lavaggio dello strato lucido rimanente. Devi anche lavorare con la chimica, e questo non è sempre conveniente e utile a casa.

Volevo mettere sul tavolo un dispositivo in cui, come una stampante, puoi inviare il codice sorgente della scheda, premere un pulsante e dopo un po 'ricevere la scheda finita.

Cercando su Google puoi scoprire che le persone, a partire dagli anni '70 del secolo scorso, hanno iniziato a sviluppare dispositivi desktop per la produzione di circuiti stampati. Innanzitutto sono apparse le fresatrici per circuiti stampati, che ritagliano le tracce sui fogli PCB con una taglierina speciale. L'essenza della tecnologia è che ad alte velocità, una taglierina montata su una tavola di coordinate CNC rigida e precisa taglia lo strato di lamina nei punti giusti.

Il desiderio di acquistare immediatamente una macchina specializzata è passato dopo aver studiato i prezzi dal fornitore. Come la maggior parte degli hobbisti, non sono pronto a sborsare quella somma di denaro per un dispositivo. Pertanto, si è deciso di realizzare la macchina da soli.

È chiaro che il dispositivo deve essere costituito da una tavola di coordinate che sposta l'utensile da taglio nel punto desiderato e dal dispositivo di taglio stesso.

Ci sono abbastanza esempi su Internet su come realizzare un tavolo coordinato per tutti i gusti. Ad esempio, la stessa RepRap affronta questo compito (con aggiustamenti per la precisione).

Ho ancora un tavolo radiografico fatto in casa da uno dei miei precedenti progetti hobbistici per costruire un plotter. Pertanto, il compito principale era creare uno strumento da taglio.

Un passo logico sarebbe dotare il plotter di un incisore in miniatura come un Dremel. Ma il problema è che un plotter che può essere assemblato a buon mercato in casa è difficile da realizzare con la necessaria rigidità e parallelismo del suo piano rispetto al piano del PCB (anche il PCB stesso può essere curvo). Di conseguenza, non sarebbe possibile tagliare su di esso tavole di qualità inferiore a quella buona. Inoltre, l'uso della fresatura non era favorevole al fatto che la fresa col tempo si smussava e perdeva le sue proprietà di taglio. Sarebbe fantastico se il rame potesse essere rimosso dalla superficie del PCB senza contatto.

Esistono già macchine laser del produttore tedesco LPKF, in cui la pellicola viene semplicemente evaporata da un potente laser a semiconduttore a infrarossi. Le macchine si distinguono per la loro precisione e velocità di lavorazione, ma il loro prezzo è addirittura superiore a quello delle fresatrici, e assemblare una cosa del genere con materiali a disposizione di tutti e renderla in qualche modo più economica non sembra ancora un compito semplice.

Da tutto quanto sopra, ho formato alcuni requisiti per il dispositivo desiderato:

• Il prezzo è paragonabile al costo di una stampante 3D domestica media
• Rimozione del rame senza contatto
• La possibilità di assemblare autonomamente un dispositivo dai componenti disponibili a casa

Così ho cominciato a pensare ad una possibile alternativa al laser nel campo della rimozione senza contatto del rame dai PCB. E mi sono imbattuto nel metodo della lavorazione a scintilla elettrica, che è stato a lungo utilizzato nella lavorazione dei metalli per la produzione di parti metalliche di precisione.

Con questo metodo il metallo viene rimosso tramite scariche elettriche, che evaporano e lo spruzzano dalla superficie del pezzo. In questo modo si formano dei crateri, la cui dimensione dipende dall'energia di scarica, dalla sua durata e, ovviamente, dal tipo di materiale del pezzo. Nella sua forma più semplice, l'erosione elettrica iniziò ad essere utilizzata negli anni '40 del XX secolo per perforare parti metalliche. A differenza della lavorazione tradizionale, i fori possono essere realizzati in quasi qualsiasi forma. Attualmente, questo metodo è utilizzato attivamente nella lavorazione dei metalli e ha dato origine a tutta una serie di tipi di macchine utensili.

Una parte essenziale di tali macchine è un generatore di impulsi di corrente, un sistema per alimentare e spostare l'elettrodo: è l'elettrodo (solitamente rame, ottone o grafite) lo strumento di lavoro di tale macchina. Il generatore di impulsi di corrente più semplice è un semplice condensatore del valore richiesto, collegato a una sorgente di tensione costante tramite un resistore limitatore di corrente. In questo caso capacità e tensione determinano l'energia di scarica, che a sua volta determina la dimensione dei crateri e quindi la pulizia della lavorazione. È vero, c'è una sfumatura significativa: la tensione sul condensatore in modalità operativa è determinata dalla tensione di rottura. Quest'ultimo dipende quasi linearmente dalla distanza tra l'elettrodo e il pezzo.

Nel corso della serata è stato realizzato il prototipo di uno strumento di erosione, ovvero un solenoide con un filo di rame collegato all'armatura. Il solenoide forniva vibrazione del filo e interruzione del contatto. LATR è stato utilizzato come fonte di energia: la corrente raddrizzata caricava il condensatore e la corrente alternata alimentava il solenoide. Questo disegno è stato anche fissato nel portapenne del plotter. In generale, il risultato ha soddisfatto le aspettative e la testa ha lasciato strisce continue con bordi strappati sul foglio.

Il metodo aveva chiaramente diritto alla vita, ma era necessario risolvere un problema: compensare il consumo di filo, che viene consumato durante il lavoro. Per fare ciò, è stato necessario creare un meccanismo di alimentazione e un'unità di controllo per esso.

Successivamente, ho iniziato a trascorrere tutto il mio tempo libero in uno degli hackspace della nostra città, dove sono presenti macchine per la lavorazione dei metalli. È iniziato un lungo sforzo per realizzare un dispositivo di taglio accettabile. La testa di erosione era costituita da una coppia asta-boccola che forniva vibrazione verticale, una molla di ritorno e un meccanismo di brocciatura. Per controllare il solenoide, è stato necessario realizzare un semplice circuito costituito da un generatore di impulsi di una determinata lunghezza su NE555, un transistor MOSFET e un sensore di corrente induttivo. Inizialmente, si prevedeva di utilizzare la modalità di auto-oscillazione, ovvero applicare un impulso all'interruttore immediatamente dopo l'impulso corrente. In questo caso la frequenza delle oscillazioni dipende dall'entità dello spazio vuoto e l'azionamento viene controllato in base alla misurazione del periodo delle auto-oscillazioni. Tuttavia, una modalità auto-oscillatoria stabile si è rivelata possibile nell'intervallo di ampiezze di oscillazione della testa, che era inferiore alla metà del massimo. Pertanto, ho deciso di utilizzare una frequenza di oscillazione fissa generata dal PWM hardware. In questo caso lo stato dello spazio tra il filo e la scheda può essere giudicato dal tempo che intercorre tra la fine dell'impulso di apertura e il primo impulso di corrente. Per una maggiore stabilità durante il funzionamento e caratteristiche di frequenza migliorate, il solenoide è stato fissato sopra il meccanismo di trafilatura e l'armatura è stata posizionata su una staffa in lega. Dopo queste modifiche è stato possibile ottenere un funzionamento stabile a frequenze fino a 35 Hz.

Dopo aver assicurato la testa di taglio al plotter, ho iniziato gli esperimenti sul taglio di piste isolanti sui circuiti stampati. Il primo risultato è stato raggiunto e la testina garantisce un taglio più o meno costante e continuo. Ecco un video che mostra cosa è successo:

È stata confermata la possibilità fondamentale di produrre circuiti stampati utilizzando la lavorazione a scintilla elettrica. I piani immediati sono quelli di migliorare la precisione, aumentare la velocità di elaborazione e ridurre la pulizia, oltre a rendere pubblicamente disponibili alcuni degli sviluppi. Ho anche intenzione di adattare il modulo per l'uso con RepRap. Sarò felice di avere idee e commenti nei commenti.

Macchine CNC da tavolo

Le macchine CNC da tavolo della serie BIGSTOL sono la linea di macchine più economica dell'azienda SteepLine. Si tratta di macchine CNC desktop economiche, ma allo stesso tempo superiori alla maggior parte dei concorrenti in questa categoria di prezzo: qualità costruttiva, potenza del telaio, componenti di qualità e prestazioni.
Questa serie di macchine è spesso richiesta da varie istituzioni, per uso domestico, hobby e piccole imprese.

Le macchine CNC desktop della serie BIGSTOL sono una novità del 2018: il business CNC è diventato ancora più accessibile! Abbiamo deciso di progettare e presentare una nuova linea di macchine CNC desktop per le piccole imprese. Il nostro compito era presentare al mercato macchine con le stesse funzionalità delle grandi macchine a portale, anche qualcosa di meglio, ma al prezzo più basso possibile! - E ci siamo riusciti.

Chiunque può scegliere macchine CNC desktop di classe economica; in questa sezione troverai macchine per la scultura del legno, per facciate, per il taglio, per i mobili, per la casa. Se non hai trovato la macchina che ti serve chiamaci o scrivici, monteremo una macchina per qualsiasi compito, così abbiamo conquistato il mercato.
La macchina CNC desktop della serie Steepleline BIGSTOL viene utilizzata con successo in una varietà di aziende, dai grandi produttori ai singoli imprenditori che producono souvenir, icone, scacchi e altri prodotti unici. Utilizzando le fresatrici desktop a controllo numerico SteepLine, è possibile creare quasi tutti i prodotti complessi in legno o plastica.

Spesso vengono utilizzate le macchine della serie BIGSTOL

Macchine CNC per l'intaglio del legno: offriamo macchine CNC desktop per l'intaglio artistico del legno in vendita ai consumatori domestici: lavorazione 3D, lavorazione 2D, icone, dipinti e molto altro.

Macchine CNC per la produzione di facciate: le moderne macchine per la produzione di facciate consentono la produzione in serie di parti di facciate di vari materiali (legno, MDF e altri) di qualsiasi grado di complessità con un tasso di difetti quasi pari a zero. Utilizzando le macchine CNC desktop "Steepline", progettate per la fresatura e l'incisione ad alta precisione di parti di facciate su un piano, è possibile produrre oggetti di bellezza unica applicando complessi intagli artistici, ecc. Sulla superficie delle facciate.

Macchine CNC per il taglio di materiali in fogli: L'azienda Steeline produce macchine CNC per il taglio di pannelli truciolari, MDF, ecc. Per il taglio di legno massiccio e materiali in pannelli vengono utilizzate attrezzature per la lavorazione del legno di altissima qualità. L'operazione tecnologica viene eseguita con elevata produttività e la necessaria precisione.

Macchine CNC per la produzione di mobili: si tratta di attrezzature affidabili e funzionali, adatte per avviare una nuova attività nel campo della produzione di mobili. Le macchine per la realizzazione di mobili possono essere utilizzate quando si eseguono lavori altamente complessi. I mobili sono decorati con elementi decorativi difficili da riprodurre a mano, soprattutto nella produzione di massa.

Chi siamo noi?

La nostra azienda produce macchine CNC per la lavorazione di pezzi in legno, metallo, plastica e pietra. Oggi, il nostro portafoglio comprende più di una dozzina di modelli utilizzati con successo nelle aziende dei seguenti settori:
mobili (taglio di lastre standard, produzione di elementi decorativi);
incisione di prodotti per la protezione dalla contraffazione, contrassegno e altri scopi);
ingegneria elettrica (produzione di circuiti stampati di vario grado di complessità);
produzione di porte metalliche (produzione di tutti i tipi di elementi decorativi e rivestimenti).
Perché scegliere le seghe da banco SteepLine?

Oggi il mercato russo offre un'ampia scelta di tali apparecchiature. Se scegli i nostri prodotti avrai i seguenti vantaggi:
Prezzi accessibili.
L'attrezzatura è prodotta nello stabilimento Kamensky in Russia, il che garantisce un prezzo accessibile rispetto ad attrezzature simili di fabbricazione europea grazie all'assenza di dazi doganali.

Alta qualità.
Nella produzione di fresatrici CNC desktop vengono utilizzati solo componenti di alta qualità di produttori leader a livello mondiale (cuscinetti, guide), che garantiscono un'elevata precisione di lavorazione e rigidità dell'intera struttura. La produzione avviene nello stabilimento di Kamensky, che da molti anni progetta e produce tutti i tipi di apparecchiature, disponendo di una moderna base tecnologica e di personale qualificato.

Facile da usare.
Le fresatrici CNC da tavolo della serie Steepleline BIGSTOL sono facilmente integrabili con software come DSP0501, che consente di automatizzare il funzionamento dell'attrezzatura, aumentando la velocità di elaborazione senza perdita di precisione.

Gamma completa di servizi
Scegliendo le fresatrici CNC desktop SteepLine, riceverai la gamma completa di servizi necessari durante il periodo di garanzia e dopo il suo completamento. Il magazzino dell'azienda dispone sempre di un elenco sufficiente di componenti e pezzi di ricambio per una spedizione rapida in qualsiasi regione della Russia. Siamo inoltre pronti ad offrire servizi di manutenzione periodica per le vostre apparecchiature, che ne prolungheranno la durata.

Approccio individuale per ogni cliente.
Apprezziamo tutti coloro che decidono di acquistare una macchina CNC desktop da noi. Siamo pronti a fornirti tutta la consulenza necessaria per una scelta consapevole delle attrezzature, in base ai tuoi scopi e obiettivi specifici. Inoltre, siamo impegnati nella produzione di componenti per macchine CNC desktop, che vi permetteranno di modernizzare le vostre attrezzature e prolungarne la durata. La nostra azienda è pronta a inviare apparecchiature in qualsiasi regione della Russia e in altri paesi, fornendo consulenza dettagliata sulla messa in servizio o eseguendo autonomamente i lavori di messa in servizio.

Come acquistare una macchina CNC desktop?
Se desideri ricevere ulteriori informazioni sulle attrezzature prodotte da SteepLine, o un'offerta commerciale che tenga conto delle caratteristiche della tua organizzazione, contattaci al numero verde 8-800-707-95-92 o lascia una richiesta sul sito. Saremo felici di contribuire al vostro successo e migliorare la qualità dei nostri prodotti.

Se ricordo bene, il 23 febbraio mi sono imbattuto in un post in cui una persona voleva incidere circuiti stampati su una stampante 3D. Nei commenti consigliavano di non tormentare la pancia della stampante e di prestare attenzione al progetto Cyclone PCB Factory.

Ero entusiasta dell'idea. Più tardi, ad un certo punto, mi pentirò persino di averlo preso, ma sarà molto più tardi.

Sognavo da molto tempo una fresatrice CNC per circuiti stampati, era il mio secondo desiderio dopo una stampante 3D. Ho deciso di ripetere il progetto, soprattutto perché avevo già qualcosa nella spazzatura.

Ho scaricato i file del progetto e senza esitazione ho iniziato a stampare le parti. L'ho fatto in circa una settimana. Ho stampato tutto tranne l'asse Z.

Non ci sono fotografie dettagliate di tutti i dettagli rimasti. Qualcuno ha fatto uno screenshot delle impostazioni di stampa e del risultato. Ugello 0,4, altezza strato 0,24. Ho anche stampato con uno strato di 0,28: stampa abbastanza normalmente.

Volevo rendere la macchina colorata, quindi ho stampato diverse parti utilizzando plastica di diversi colori. Prostoplast ABS utilizzato in plastica. Colori dello spazio, verde erba, tramonto arrossato.

Sarebbe meglio stampare tutto nello spazio grigio. Il rosso e il verde si sono rivelati piuttosto fragili e alcune parti si sono rotte durante il montaggio. Alcuni sono stati polimerizzati con acetone, altri sono stati ristampati.

Accessori:

Avevo tre motori passo-passo gratuiti, li ho acquistati per un progetto di stampante 3D e ho deciso di utilizzarli temporaneamente.

Ho ricevuto guide da 8 mm da stampanti a getto d'inchiostro, dopo aver diviso diverse stampanti in parti. Ho frugato nei negozi dell'usato locali, Avito. I donatori erano stampanti a getto d'inchiostro HP da 100-200 rubli l'una. La lunga guida è stata segata in due parti, sugli assi X e Z.

Il fermacarte da cui ho tolto i rulli di gomma andava all'asse Y. La lunghezza era appena sufficiente per tagliare lungo la zigrinatura.

I cuscinetti lineari erano avanzati dalla stampante 3D; ho convertito la stampante in boccole in bronzo a pois.

Per l'elettronica ho deciso di utilizzare uno dei miei Arduino Uno su atmega328p. Ho acquistato un'ulteriore scheda CNC Shield 3.0 per Arduino su Ali per 200 e pochi centesimi di rubli.

Alimentatore 12V di Leroy Merlin. L'ho comprato per alimentare tre alogene da 12V, ma non ha funzionato. Ho dovuto riparare il trasformatore per le lampade alogene Tachibra e questo alimentatore ha messo radici sulla macchina.

Ho installato i driver 8825 per la stampante 3D, ma ho ancora un driver 4988 della stampante. Li ho messi sulla macchina.

Ho ordinato da Ali i cuscinetti 608ZZ, una dozzina per 200 e qualche centesimo di rubli..

Avevo programmato di utilizzare il mio incisore cinese GoldTool come mandrino.

Ho ricevuto gratuitamente le barre filettate M8 dal lavoro, erano avanzate da qualche installazione. L'ho quasi raccolto dal mucchio della spazzatura.

Mentre il progetto veniva stampato e le parti arrivavano da Ali, ho chiesto a un amico produttore di mobili di ritagliare una base e un tavolo dall'MDF. Non è stato pigro e non ha risparmiato gli scarti; ha ritagliato 2 basi e 2 tavole. La foto mostra uno dei set.

Non avevo compensato nei miei bidoni; un animale avido non mi permetterebbe di comprare un foglio di compensato. A proposito, l'MDF si adatta molto bene.

Ho iniziato ad assemblare la macchina. Sarebbe andato tutto bene, ma i 13 dadi standard sono caduti e penzolavano all'interno dell'ingranaggio, mentre i 14 dadi non si adattavano agli ingranaggi. Ho dovuto sciogliere il 14esimo dado negli ingranaggi con un saldatore.

Gli ingranaggi penzolavano dagli assi del motore passo-passo oppure non si adattavano.

I dadi delle viti M3 sono stati girati nelle prese di montaggio.

Ho trovato diversi dadi quadrati per filettature M3 (una volta ho smontato una sorta di tappo ricavato da esso), che si adattavano perfettamente e non giravano. Al lavoro ho trovato anche dei tasselli come questo e li ho usati sui dadi. Si tratta principalmente di supporti guida. I dadi normali per le filettature M3 dovevano essere tenuti con una lama sottile di cacciavite per evitare che girassero.

In qualche modo l'ho raccolto. Più tardi, mentre leggevo argomenti su Cyclone, mi sono imbattuto in parti di macchine riciclate per elementi di fissaggio metrici. Da questo set ho ristampato gli ingranaggi e il supporto del finecorsa dell'asse Z. È un peccato non aver trovato prima questo set di pezzi di ricambio. Stamperei queste parti.

Sperando di utilizzare il suo incisore cinese, ho stampato prima un supporto Dremel dal kit, poi il secondo. Non si adattava, il mio incisore non si adattava a nessuno di essi. Il Dremel originale, il più semplice, costava poco più di tremila rubli. Per quello???

Pezzi di ricambio aggiuntivi.

Eppure i cuscinetti lineari penzolavano nelle loro sedi come qualcosa in un buco nel ghiaccio.

Ho dovuto ordinare un mandrino da 200 W con pinza ER11 per poco più di mille. Ho avuto la fortuna di ottenere uno sconto e di utilizzare il coupon.

Mentre il mandrino si muoveva, ho stampato un supporto dal kit della macchina. E ancora una volta c'è una foratura, è altrettanto difettosa. E non una parola sulla pinza del mandrino.

Di conseguenza, ho trovato e stampato questo supporto per un perno da 52 mm. Dopo una piccola modifica, il supporto si adattava alla macchina, il perno si adattava bene.

Ma è stato necessario rimuovere i cuscinetti delle boccole del carico. Ho installato il cinese LM8UU

Vorrei dire qualcosa anche sui cuscinetti cinesi 608zz. Nuovi cuscinetti con gioco. Terribile. Una cosa è che sono relativamente economici. Non ho cercato indicazioni da noi.

A proposito, i cuscinetti si inseriscono nei sedili proprio come qualcosa in un buco. I cuscinetti erano allentati nelle loro sedi. Non so se si tratta di un bug o di una funzionalità. Di conseguenza, ho applicato del nastro isolante sulle piste dei cuscinetti.

Anche i cinesi lm8uu e lm8luu di una stampante 3D si sono rivelati spazzatura. Di conseguenza, ho realizzato cuscinetti scorrevoli per l'asse Y sulle boccole Cargo 141091. Ho stampato una gabbia di plastica e vi ho inserito una coppia di boccole. I cuscinetti risultanti sono stati inseriti nei supporti.

Per l'asse Z ho scelto lm8uu più o meno vivace. Sull'asse X ho installato il cuscinetto superiore lm8uu e invece dei due inferiori ho stampato una gabbia di plastica delle dimensioni di lm8luu e vi ho inserito una coppia di boccole Cargo.

Per fortuna li ho comprati una volta. Sono tornati utili.

Durante il montaggio della macchina mi sono pentito di averla presa in carico. Ma non c'era nessun posto dove andare, il progetto doveva essere completato. Raccolto. Lanciato!

Altre foto del processo di assemblaggio.

L'inizio dell'assemblea...