Impressió de plaques de circuits personalitzades amb una impressora 3D: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Si no és la primera vegada que veieu una impressora 3D, probablement haureu sentit algú dir alguna cosa en la línia de:

1) Comprar impressora 3D

2) Imprimiu una altra impressora 3D

3) Retorna la impressora 3D original

4) ????????

5) Benefici

Ara qualsevol persona que tingui una consciència raonable de la capacitat de les impressores 3D i del que suposa fer-ne, s’adonaria que això és (sobretot) una broma.

Ara la gent ha demostrat una vegada i una altra que la impressió 3D dels components mecànics d’una impressora 3D és molt possible, però sempre hi ha una cosa que encara viu a l’àmbit de l’acudit: l’electrònica.

Així que suposo que el que he fet aquí fa que aquesta broma sigui un pas més a prop de no ser una broma … perquè la meva impressora 3D pot imprimir plaques de circuits.

Nota: ara, si esteu interessats en convertir la vostra impressora en un traçador de PCB, aquest conjunt d’instruccions s’hauria de veure més com una pauta de com he aconseguit que funcionés per a mi, per tal d’aconsellar les vostres opcions de disseny. Totes les impressores i els programes de tallar són lleugerament diferents, de manera que els components de muntatge probablement requeriran una mica de pensament creatiu per fer-lo funcionar segons la vostra configuració.

Pas 1: he fet un vídeo

He fet un vídeo, per si de cas no és cosa teva llegir.

Mai no havia fet un vídeo d'aquesta escala, però espero que faci la feina.

En cas contrari, desplaceu-vos fins als passos escrits.

Pas 2: Marcadors permanents

Vaig començar buscant els retoladors permanents de punta més fina que vaig poder trobar. Vaig trobar aquests marcadors permanents Lumicolor STAEDTLER a Amazon, per menys de 20 lliures aleshores, també vaig trobar marcadors permanents negres als productes relacionats, però vaig preferir el blau, ja que tenien una amplada de punta aproximada de 0,4 mm.

Marcadors permanents (enllaç Amazon)

www.amazon.co.uk/gp/product/B000J6ER0Y/ref…

Un cop van arribar els bolígrafs, els vaig provar en una petita placa de coure de rebuig per veure si resistiria el clorur fèrric que utilitzo com a colorant. Vaig trobar que Sharpie, Lumicolor blau i Lumicolor negre resistien el clorur fèrric amb poca problemàtica.

Pas 3: muntatge del llapis a la impressora

La següent part va ser esbrinar com muntar el bolígraf a la màquina.

He convertit la meva màquina per fer servir l’extrusora E3D V6 com a extrusora d’emmagatzematge embalada i que estava fora d’estoc durant uns 7 mesos, de manera que ja em coneixia bastant els punts de muntatge disponibles a l’eix de l’extrusora.

Em vaig centrar a utilitzar aquests dos cargols que fixen el conjunt de l’extrusora al sensor de força inclòs al carro de l’extrusora de la meva impressora.

Alguns punts importants que vaig considerar (i de fet, van influir en tot el disseny) van ser la quantitat de força que s'havia d'aplicar a la punta del llapis. La muntura necessitava un moviment vertical perquè la punta del llapis no només s’esclafés amb la força del llit que hi pressionava.

Així com la quantitat d'espai de moviments que tenia la ploma a la seva muntura. Si la ploma té una petita quantitat d'oscil·lació angularment o en l'eix X o Y, les línies traçades serien menys precises a mesura que es traça el disseny, limitant la precisió màxima de l'eina.

He aconseguit resoldre aquests dos problemes amb un carril lineal en miniatura.

Seré sincer, no he comprat aquesta cosa. Vaig aconseguir-ho discutint el meu disseny amb alguns dels meus amics enginyers quan un d’ells va treure això d’un calaix i me’l va donar. Ni tan sols sé quant costaria si algú en vulgués comprar.

Aquest carril lineal està mecanitzat amb precisió fins al punt que no puc detectar cap oscil·lació del carril i és prou suau perquè el pes del suport de la ploma el faci baixar pel seu propi pes.

Sempre hi ha alternatives, però, una cerca ràpida de "Carril lineal en miniatura" a banggood va fer emergir això. És una mica llarg, però res que un Dremel no pot resoldre. A part d'això, les dimensions del carril semblen un candidat raonable per al disseny. Barat també.

Carril en miniatura (Banggood)

www.banggood.com/9MN-Miniature-Guide-Linea…

Després vaig dissenyar el suport de la ploma per subjectar-lo a la ploma amb un ajust ajustat quan es premia, amb forats de cargol adequats per muntar-lo al carril lineal i, posteriorment, al suport de muntatge.

També em vaig burlar ràpidament d’un petit suport per subjectar el conjunt de l’extrusora no utilitzat. No volia desendollar-lo, ja que va provocar l’aturada de la màquina amb errors de sensor. A més, una de les millors maneres d’escurçar la vida dels connectors elèctrics és fer i trencar connexions una i altra vegada.

Pas 4: enganyar la impressora a traçar

A hores d’ara ja tenia un bolígraf enganxat a la màquina i havia d’esbrinar exactament com enganyaria la meva màquina perquè em dibuixessin boniques imatges.

La meva primera idea va ser relativament senzilla, dissenyar un model 3D i fer-ne una o dues capes de gruix. D’aquesta manera, quan la màquina intenta imprimir la peça, en realitat fa que el llapis traça tota la superfície que havia dissenyat. Tanmateix, hi va haver un petit problema, ja que, com amb la configuració estàndard de tallar, l'extrusora simplement es mou per sobre dels buits, però amb el bolígraf al seu lloc, deixarà una línia que ressegueix aquests moviments. Vaig explorar els paràmetres de la talladora i vaig trobar una funció d’elevació Z que s’utilitzava per minimitzar la sortida d’extrusores amb fuites.

He establert el valor en una cosa prou elevada perquè la punta del llapis s’elimini de la superfície de la part on hi ha ‘buits’

existeixen en el disseny.

Mentre feia el meu propi perfil de tallar per al traçador, també vaig girar tots els ajustaments de temperatura de l’extrusora i del llit escalfat a temperatura ambient, ja que no cal escalfar aquest procés.

He canviat el diàmetre del broquet a 0,3 a la configuració per ajustar-lo millor al diàmetre de la punta del bolígraf. Vaig escollir un valor una mica més petit per assegurar-me que hi hagués una superposició a les línies dibuixades a les grans àrees farcides. És possible que això creï un problema en què la nova línia de tinta es redisolueix i danyi part de la línia anterior, però no he dedicat gaire temps a optimitzar aquest procés i no he investigat completament aquesta preocupació.

Amb els perfils de rodanxes configurats, vaig procedir a provar el traçador sobre una mica de paper i, a continuació, una mica de taulers de coure que tenia posats per planxar els embornals del traçat.

Però per resumir els punts importants:

LIFT Z (configurat com a 5 mm +)

Temperatures baixes (en cas contrari, escalfeu el llit i l'extrusora per res)

Canvieu el diàmetre del broquet segons el vostre criteri (valor més petit, resolució de parcel·la més gran … fins a un punt)

Pas 5: col·loqueu la trama

La posició del vostre argument és força important quan utilitzeu el vostre aviat plotter.

Hem de saber on va a començar la màquina a dibuixar la nostra trama i col·locar el tauler revestit de coure en aquesta posició. Per fer-ho, segueixo uns quants passos senzills:

1) Feu un quadrat que tingui la mateixa mida (o una mica més gran) que la vostra parcel·la

2) Trieu una ubicació al programa de tall, si teniu una quadrícula que ajuda a utilitzar les coordenades fixes x / y

3) Col·loqueu el quadrat al llit d’impressió (és possible que vulgueu cobrir-lo amb paper o cinta adhesiva quan feu això)

4) Col·loqueu i fixeu el tauler revestit de coure al llit d’impressió utilitzant el quadrat dibuixat com a guia

5) Col·loqueu la vostra parcel·la veritable a la mateixa posició que la parcel·la guia quadrada

6) Espero que ho hagueu fet bé i comenceu a tramar. (és recomanable tirades en sec si no esteu segurs de la vostra precisió)

Pas 6: dibuixeu el vostre PCB

Així doncs, les següents coses que cal fer és planificar qualsevol embolic en la configuració de la parcel·la o el muntatge de la ploma, comproveu si hi ha defectes i, quan tingueu temps, intenteu ajustar la configuració per eliminar-los.

Però, sincerament, estem més o menys acabats. Si la trama es desprèn de la impressora de manera neta, és possible que vulgueu inspeccionar les traces i omplir els forats o tallar els pantalons curts que quedin a la tinta de la ploma a mà.

El millor és que, un cop ajustat aquest procés, és net, segur i relativament ràpid. Normalment, a qualsevol error se segueix una mica d’acetona, llana de filferro i, després, es torna a ficar al llit per obtenir una altra esquerda.

Pas 7: graveu el vostre PCB

Ara aquest no és un tutorial de gravat, així que espero que sàpiga com va aquesta part.

Vaig agafar el PPE corresponent i el meu encantant preferit: el clorur fèrric. "Preferit" només perquè això és tot el que he utilitzat.

Va deixar caure el tauler en una banyera, l’heu tirat damunt de la cangurant i l’he sacsejat una mica durant uns 30 minuts (vaig fer fred a l’aiguafort, hauria estat més càlid).

La sortida es pot veure a les imatges anteriors. Tot plegat, no està gens malament si ho dic jo mateix.

Vaig intentar ser el més honest possible mostrant defectes a l'etch, només per demostrar que he trobat un mètode, però no el mètode. Estic segur que hi ha un munt de perfeccionaments per fer per aconseguir aquest procés al següent nivell.

La tinta resisteix molt bé l’encant, però sembla que es descompon en allà on és més prima.

Personalment, m'agrada deixar la tinta al PCB després de gravar com a forma de serigrafia, i canvia quan aneu a soldar els vostres taulers.

He notat que la tinta com a resistent només sembla funcionar sobre coure i llautó (aquí només he tingut èxit), però no funcionava sobre acer. Crec que possiblement es deu al contingut de coure, però sincerament no ho sé.

Digueu-me què en penseu i si teniu cap pregunta, feu-m'ho saber. Agraeixo que aquest no sigui un conjunt d’instruccions de grau Lego.

- KdogGboii