Печатная плата при помощи 3D Принтера. Альтернатива ЛУТу.

В общем всякими электронными поделками занимаюсь довольно таки давно, и решил приобрести 3д принтер, так сказать для хобби своих, одно из хобби, это как написано сверху электроника. И куда же в электронике без макетных плат, текстолита и разведения дорожек. В общем решил сделать на скорую руку приблуду, чтоб можно было без всяких 'пертурбаций' быстро делать печатные платы.

Конечно же изначально полез в интернет, так как зачем изобретать по новой колесо. Нашёл пару статей на эту тему, и очень много вариантов под лазеры. Но лазера у меня, во первых под рукой не было, а охота, спустя два дня после покупки 3D принтера творить, была. Ну и посмотрев, что делают другие, решил просто напросто удалять слой вокруг дорожек. чем то в виде 'иглы'.

Шаг 1

Ну в общем мысли были, а руки 'пошли' делать, сначала была смоделирована 3D модель кожуха, в которой бы находилась та самая игла.

[IMG ID=205201 WIDTH=339 HEIGHT=450]

Модель кожуха для скребка.

Шаг 2

Скребок, который бы удалял водостойкое напыление с текстолита, был сделан из 3х миллиметровой направляющей из СД привода. На конце он заточен, чтоб край был острый. Так же нужно было придумать как демпфировать данный скребок, чтоб у него был ход вверх, при прижимании к текстолиту. Для этого была разобрана пъезозажигалка, и из пъезоэлемента был взят донор в виде пружинки, которая и послужила демпфером для иглы.

[IMG ID=205202 WIDTH=451 HEIGHT=337]

Тот самый демпфер в 3х миллиметровом отверстии.

[IMG ID=205203 WIDTH=449 HEIGHT=336]

Все необходимые материалы для скребка. (Линейка для масштаба)

[IMG ID=205200 WIDTH=337 HEIGHT=450]

Конечный результат.

После распечатки кожуха, были отрезаны остатки подложки, отверстие смазано силиконом, для более лёгкого скольжения иглы, вставлена пружинка внутрь отверстия и в конце вставлена игла. Которая при помощи пружинка, может демпфировать до 5 миллиметров по вертикали. Благодаря высокому кожуху, игла на ощупь и на глаз совсем не играет в нём, что поможет минимизировать неточности в нанесении рисунка на текстолит.

Шаг 2.1

Ставим скребок на место, при помощи удлинённых шпилек, длина которых составила 5 см(низ), верхние болты прикручены непосредственно к кулеру. В общем то получается, что всё конструкция держиться на шпильках, которые прикручены к шаговому двигателю , который подаёт филамент к экструдеру. Выглядит конечный результат, как на картинках снизу.

[IMG ID=205219 WIDTH=337 HEIGHT=450][IMG ID=205218 WIDTH=337 HEIGHT=449]

Шаг 2.2

Выставляем мёртвую точку по координатам Z, чтоб наш скребок, по случайности не поцарапал стол, и чтоб сопло экструдера не касалось текстолита. Для этого на концевик оси Z, была надета 3-4х миллиметровая заглужка, что бы сопло не касалось текстолита. Так же понятно, что длина иглы у каждого будет своя, и её нужно будет вымерять каждому самостоятельно. Как вариант можно всё распучатать, прикрутить засунуть в отверстие пружинку, зубочистку и при этом, просто напросто, по чуть-чуть отрезать её, подбирая подходящую для вас длину иглы. Затем определив подходящую для вас длину, отпиливаете часть направляющей и затачиваете её с одной стороны.

Шаг 3

На данном этапе пришлось поискать статьи, на тему как это всё делается, как переносится рисунок, как рисуется, так как я обладатель 3D принтера буквально пару дней, для меня всё в новинку, и конечно же я ничего не знаю о ЧПУ в том числе. Но при помощи поиска я нашёл программу в которой можно сделать Gcode, для прохождения определённых координат, что бы в конечном итоге получить желаемый рисунок печатной платы на текстолите и программу, в которой можно было бы печатать Gcode. Этими программами стали FlatCam и Pronterface.

Шаг 4

Попытка понять FlatCam для моих нужд, заняла пару часов моей жизни. Но всё же в итоге я разобрался как в ней работать. Для данной программы нам нужно экспортировать нашу плату в Gerber формат. Для этого в Sprint layout нажимаем Файл - Экспорт- Gerber формат. И выбираем тот слой, который нам нужен. Так же в Спринте, при создании новой платы, координаты идут не от 0/0 а от 0/100 как вы можете видеть на рисунке, для нулевых координат, вам нужно будет сделать ширину платы в 100мм, и спустить вашу плату вниз к нулевым координатам, иначе во FlatCam ваг рисунок будет смещён вверх.

[IMG ID=205204 WIDTH=750 HEIGHT=436]

Затем открываем программу FlatCam. Жмём File-Open Gerber, и выбираем наш только что экспортированный файл.

[IMG ID=205205 WIDTH=750 HEIGHT=406]

Видим рисунок (обратите внимание на координаты, о чём я говорил сверху, при экспортировке из Sprint Layout), который мы экспортировали, выбираем в столбце Project вашу плату, и жмём соседнюю кнопку Selected.

[IMG ID=205214 WIDTH=750 HEIGHT=406]

Видим ваш рисунок и корректируем настройки. Что обозначают настройки, видим на картинке. По окончанию настроек жмём Generate Geometry.

[IMG ID=205213 WIDTH=750 HEIGHT=406]

В столбце проекты выбираем только что появившийся проект, и нажимаем в очередной раз Selected.

[IMG ID=205215 WIDTH=750 HEIGHT=406]

Тут так же выставляем нужные вам настройки, и жмём кнопку Geometry.

[IMG ID=205216 WIDTH=750 HEIGHT=406]

Опять в столбце Проекты появится новый проект, и вот с него мы наконец то нажатием внопки Export G-Code, экспортируем наш код.

Шаг 5



Берём текстолит, и крепим его при помощи канцелярских прищепок к столу принтера.

[IMG ID=205221 WIDTH=374 HEIGHT=499]

При этом сразу выставляем подходящее положение текстолита по нулевым точкам осей X/Y.

Шаг 6

Открываем наш сохранённый G-Code в Pronterface, соединяем его с принтером и осталось дело за малым, прикрепить скребок, и выставить нулевые точки. для этого слевой стороны нажимаем белую кнопку домика, ваша игла уходит в своё 'Домашнее положение', и тут вновь можно посмотреть, правильно ли стоит ваш текстолит, если нет, то можно выровнять его.

[IMG ID=205220 WIDTH=600 HEIGHT=426]

Затем при помощи этой же программы вы можете путём подбора высоты Z выставить идеальное для вас положение иглы, при котором она хорошо снимает слой водозащитного материала (в моём случае водостойкий маркер). когда вы нашли идеальное положение, кода игла касается текстолита и хорошо снимает маркер, то нужно взять и записать это значение, что бы использовать его во FlatCam для высоты резки. Затем потихоньку поднимаем иглу вверх по оси Z и смотрим когда она перестанет касаться текстолита, и накидываем ещй пару десятых мм, чтоб игла при перемещениях между координатами рисунка не косалась текстолита. Это значение так же используем для настройки G-CODE, во FlatCam.

Ну и в конце, когда вы нашли все ваши идельные положения, берёте уже сделанный G-CODE, Открываете при помощи Pronterface, и печатаете вашу плату. Вот такие результаты я смог получить со второго раза, 1 раз был неудачный, так как я использовал акриловую краску из болончика, и она рвалась иглой, поэтому я решил попробовать сделать маркером и вышло очень хорошо.

[IMG ID=205222 WIDTH=375 HEIGHT=500]

И вот уже протравленная плата и залуженная.

[IMG ID=205223 WIDTH=499 HEIGHT=374]

Ну и в окончании хочу сказать, что так делать платы намного быстрее и 'чище' чем ЛУТом, не нужно ни утюгов, ни отмывания аккуратно бумаги, всё по большому счёту делает принтер, а ты просто отрезаешь кусок платы и кидаешь его травиться.

С уважением. Антон.