การทำ PCB สองด้านด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

ฉันจะพยายามอธิบายการสร้างเราเตอร์แยกประเภท PCB สองด้านด้วยความช่วยเหลือของเครื่องพิมพ์ 3d ที่ดัดแปลง

หน้านี้สร้างแรงบันดาลใจให้ฉันใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อผลิต PCB อันที่จริง วิธีการที่อธิบายไว้ในหน้านั้นก็ใช้ได้ดีพอสมควร หากคุณทำตามขั้นตอน คุณอาจเลือกใช้ PCB ด้านเดียวที่ออกแบบมาอย่างดี ผลงานของฉันคือการปรับปรุงหัวพิมพ์ (ทำให้ง่ายขึ้นและมีประสิทธิภาพโดยใช้มอเตอร์ไฟฟ้าของเล่น) และการพัฒนาวิธีการสำหรับ PCB แบบสองด้าน

ฉันใช้วิธีนี้เพื่อทำให้ pcb ของ Automatic Cat Feed Dispenser สอนได้

-จานรองแก้ว

เครื่องพิมพ์ -3d (แก้ไข) และซอฟต์แวร์ (Repetier)

- ปากกามาร์กเกอร์ถาวร

-อะซิโตน

-หมุดหัวแบน

-ซอฟต์แวร์ Flatcam

-เจาะ

-หัวพิมพ์ (มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็ก ฉันใช้มอเตอร์ขนาดเล็กจากเฮลิคอปเตอร์ rc ขนาดเล็ก) และตัวเรือนสั่งทำพิเศษ)

- น้ำยากัดกรด เฟอร์ไรด์คลอไรด์

-คอนเทนเนอร์

ขั้นตอนที่ 1: เพิ่มตำแหน่งของหมุดและรูปักหมุดในการออกแบบ

เนื่องจากเรากำลังสร้าง PCB แบบสองด้าน ภาพวาดบนพื้นผิวจึงต้องจัดตำแหน่งให้สมบูรณ์ แม้แต่การเลื่อนหนึ่งในสี่ของมิลลิเมตรก็อาจทำลาย PCB ได้

ฉันใช้หมุดดันหัวแบนเพื่อยึดแผ่นทองแดงและจัดแนวภาพวาด

เราต้องการหมุดแปดตัวบนเตียงพิมพ์และสี่รูบนแผ่นทองแดง รูเข็มบนกระดานต้องตรงกับเข็มของหมุด พินสี่อันใช้สำหรับด้าน A และอีกสี่พินใช้สำหรับด้าน B ตำแหน่งของหมุดและรูบนกระดานจะต้องคำนวณในลักษณะที่เมื่อคุณพลิกเพลทไปอีกด้านหนึ่งจะต้องตรงกับการออกแบบของด้านนั้น

คำถามคือเราจะคำนวณตำแหน่งของหมุดดันได้อย่างไร?

มีซอฟต์แวร์ที่ยอดเยี่ยมที่เรียกว่า FlatCam การใช้ซอฟต์แวร์นี้ คุณสามารถสร้างไฟล์ที่จำเป็นสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติเพื่อพิมพ์การออกแบบ PCB และยังรับตำแหน่งของรูเข็มและตำแหน่งพิน

ซอฟต์แวร์นี้ออกแบบมาสำหรับเครื่อง CNC อย่างไรก็ตาม เนื่องจากหลักการทำงานของเครื่อง CNC และเครื่องพิมพ์ 3 มิติเกือบจะเหมือนกัน คุณจึงต้องใช้เคล็ดลับเล็กๆ น้อยๆ ในการวาดตำแหน่งหมุด

ขั้นตอนการทำ PCB สองด้านพื้นฐานได้อธิบายไว้ที่นี่ หากคุณทำตามขั้นตอนเหล่านี้ คุณสามารถเลือกตำแหน่งเข็มได้ (เรียกว่ารูจัดตำแหน่งในซอฟต์แวร์ flatcam) แต่ไม่สามารถกำหนดตำแหน่งหัวเข็มหมุดได้ โชคดีที่ flatcam มีเครื่องมือวาดรูปทรงเรขาคณิตแบบแมนนวล ดังนั้นคุณสามารถเพิ่มวงกลมแปดวงรอบรูเข็มที่แสดงตำแหน่งของหมุดปักหมุดได้ (รูปภาพของหมุดกดที่วางอยู่บนแผ่นความร้อนเครื่องพิมพ์ 3d แสดงในขั้นตอนต่อไป)

ฉันพบจุดกึ่งกลางของรูจัดตำแหน่งด้วยตนเองและวาดวงกลม 1 ซม. รอบๆ รู

ภาพสุดท้ายของการออกแบบได้แสดงไว้ในภาพแล้ว วงกลมสีแดงแสดงถึงหมุดปักหมุด

ขั้นตอนที่ 2: การส่งออกไฟล์ที่เข้ากันได้กับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

flatcam สามารถส่งออกไฟล์ gcode ที่เข้ากันได้กับ CNC ไฟล์ประเภทนี้เกือบเข้ากันได้กับเครื่องพิมพ์ 3d เครื่องพิมพ์ที่แตกต่างกันอาจต้องใช้รูปแบบที่แตกต่างกันและบรรทัดคำสั่งเพิ่มเติม ตัวอย่างเช่น เครื่องพิมพ์ของฉันมีคุณสมบัติการปรับระดับอัตโนมัติซึ่งต้องเปิดใช้งานด้วยบรรทัดคำสั่งพิเศษ การเปลี่ยนแปลงอีกอย่างที่ฉันทำคือการเพิ่มพื้นที่ว่างให้กับแท็กพิกัด Y ฉันทำสิ่งนี้ด้วยเครื่องมือค้นหาและแทนที่แผ่นจดบันทึก

คุณสามารถตรวจสอบภาพวาดขั้นสุดท้ายได้โดยใช้ซอฟต์แวร์ควบคุมเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เช่น ตัวทำซ้ำ

การปรับระดับ z ขนาดเครื่องมือ และการตั้งค่าอื่นๆ อีกมากมายจำเป็นต้องมีข้อผิดพลาดในการสิ้นสุดการทดลองใช้ ฉันปล่อยให้ผู้อ่านค้นหาชุดค่าผสมที่ดีที่สุดด้วยตัวเอง

หากรูปแบบไฟล์และภาพวาดใช้ได้ คุณสามารถส่งไฟล์นี้ไปยังเครื่องพิมพ์ได้โดยตรง

ขั้นตอนที่ 3: การวาดตำแหน่งหมุดและการวางหมุดบนเตียงเครื่องพิมพ์

ในขั้นตอนนี้ คุณต้องมีไฟล์ flatcam gcode แยกกันสองไฟล์ อันหนึ่งสำหรับตำแหน่งของหมุดดันและอีกอันสำหรับรูเข็มบนเพลทคูเปอร์

อันดับแรก ตำแหน่งพิน วางกระดาษหนาหรือการ์ตูนไว้บนเตียงเครื่องพิมพ์และยึดด้วยเทปกาวสองหน้า การใช้เอาต์พุตของซอฟต์แวร์ flatcam ตำแหน่งหมุดปักจะถูกวาดบนกระดาษ คุณสามารถใช้ชุดเครื่องมือปากกาหรือชุดเครื่องมือเดียวกันกับที่คุณจะใช้สำหรับขูดแผ่นทองแดง คุณยังสามารถรวมตำแหน่งของเพลตลงในภาพวาดได้

จากนั้นวางแผ่นทองแดงลงบนตัวการ์ตูน เครื่องพิมพ์จะทำงานสำหรับรูเข็มและมองเห็นเครื่องหมายรูอย่างน้อยสี่รูบนเพลต คุณต้องปรับระยะ z ตามขั้นตอนนี้ คุณสามารถเจาะจาน คุณต้องเจาะรูเล็กๆ อย่างน้อยสี่รูเพื่อเก็บสเตชันเนอรีของเพลทไว้บนเตียงเครื่องพิมพ์เมื่อพิมพ์ รูเหล่านี้จำเป็นสำหรับการจัดตำแหน่งเพลตสำหรับการพิมพ์สองด้าน

ใช้สก๊อตเทปสองด้านเพื่อดันหมุดหัวแบน จากนั้นพวกเขาจะถูกวางไว้ในตำแหน่งที่แน่นอนอย่างระมัดระวัง

เมื่อคุณทำขั้นตอนนี้เสร็จสิ้น คุณจะต้องสามารถวางแผ่นทองแดงไว้บนแท่นพิมพ์ตามที่แสดงในภาพ รูบนจานต้องอยู่ในแนวเดียวกับเข็มของหมุดดัน และจะต้องเป็นจริงเมื่อคุณพลิกจาน

ขั้นตอนที่ 4: ทำความสะอาดและทราย

ทำความสะอาดแผ่นทองแดงด้วยสบู่และทรายด้วยกระดาษทราย การขัดเป็นสิ่งสำคัญเพราะไม่เช่นนั้นหมึกถาวรอาจถูกลบออกระหว่างกระบวนการแกะสลัก คุณต้องมีความหยาบบนพื้นผิวของแผ่นทองแดง

ขั้นตอนที่ 5: ทาสีแผ่นทองแดง

คุณต้องมีปากกาถาวรสำหรับขั้นตอนนี้ ส่วนใหญ่จะทำหน้าที่ ถึงกระนั้นคุณอาจต้องทดลอง ฉันทาสีสองชั้นเพื่อการปกป้องเป็นพิเศษ พื้นผิวของแผ่นต้องถูกปกคลุมอย่างสม่ำเสมอ หมึกถาวรสามารถขีดข่วนได้ง่ายโดยเฉพาะเมื่อแห้ง ดังนั้นคุณจึงต้องระมัดระวังเพื่อไม่ให้เกิดรอยขีดข่วนบนพื้นผิวใดๆ ฉันใช้กระดาษทิชชู่เพื่อปกป้องจานอย่างน้อยหนึ่งด้าน

ขั้นตอนที่ 6: วางจานที่ทาสีไว้บนเตียงเครื่องพิมพ์แล้วพิมพ์

ต้องวางจานรองแก้วไว้บนเตียงเครื่องพิมพ์ตามที่แสดง ต้องใช้สก๊อตเทปสองด้านเพื่อยึดจานรองแก้วให้เข้าที่

การปรับระดับเครื่องพิมพ์มีความสำคัญมากในขั้นตอนนี้ เนื่องจากหัวขูดไม่มีกลไกสปริง ความสูงของโต๊ะที่ไม่สอดคล้องกันอาจส่งผลให้สีลอกออกไม่เพียงพอหรือมีความต้านทานมากเกินไปซึ่งอาจทำให้หัวโก่งได้ ฉันใช้เวลามากในการค้นหาระยะขอบ z ที่แน่นอนสำหรับการพิมพ์จริง

คำจำกัดความการพิมพ์ 3 มิติมาจากซอฟต์แวร์ flatcam (ขั้นตอนที่ 2) คุณต้องมีไฟล์อย่างน้อย 3 ไฟล์ อันหนึ่งสำหรับตำแหน่งบน อีกอันสำหรับตำแหน่งการเจาะ (คุณไม่สามารถใช้ไฟล์คำจำกัดความตำแหน่งการฝึกซ้อมและพยายามเจาะด้วยใจ)

ขั้นตอนการพิมพ์ซ้ำสองครั้ง

คุณต้องตรวจสอบการจัดแนวของภาพวาดก่อนการแกะสลัก (ฉันลงเอยด้วยแผนการที่ไม่ถูกต้องหลายครั้งในความพยายามครั้งแรกของฉัน หลายสิ่งหลายอย่างอาจผิดพลาดและคุณอาจไม่สังเกตเห็นจนกว่าจะมีการแกะสลักครั้งสุดท้ายซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้)

หมายเหตุ: หัวพิมพ์ประกอบด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กที่ห่อหุ้มด้วยตัวเครื่องพิมพ์ 3 มิติ สิ่งนี้ทำให้เกิดเส้นที่สะอาดที่สุดบนจาน (ฉันลองใช้วัสดุ รูปร่าง และกลไกอื่นๆ อีกมากมาย รวมทั้งแท่งโลหะแข็งพร้อมสปริง)

ขั้นตอนที่ 7: จำหลักโดยใช้ Ferric Choloride

เวลาในการแกะสลักจริงอาจเปลี่ยนแปลงไปตามความหนาแน่นและอุณหภูมิของสารละลาย ของฉันใช้เวลาประมาณ 25 นาที

จานรองแก้วต้องอยู่เหนือก้นภาชนะสลักอย่างน้อย 5 มม. ฉันใช้ชิ้นส่วนพลาสติกที่อยู่ห่างไกล (คุณไม่สามารถใช้โลหะในสารละลายได้) ขันเข้ากับจาน ถ้าคุณไม่ทำเช่นนี้ พื้นผิวของแผ่นทั้งสองจะสัมผัสกับก้นภาชนะและเกิดรอยขีดข่วนที่ไม่ต้องการหรือของเหลวกัดเซาะอาจไม่ถึงพื้นผิวด้านล่างเท่าๆ กัน

สีส่วนเกินสามารถลบออกได้โดยใช้อะซิโตน

ในตอนท้ายของขั้นตอนที่อธิบายไว้ ฉันได้รับ pcb สองด้านคุณภาพดีเพื่อใช้ในโครงการอิเล็กทรอนิกส์ของฉัน

ฉันพยายามทำให้สารละลายเฟอริกคลอไรด์เป็นกลางโดยเติมน้ำที่อุดมด้วยซุปก่อนปล่อยสู่ระบบของเสีย (ทฤษฎีของฉันเหมือนกับว่าสบู่เป็นเบส และเฟอริกคลอไรด์เป็นกรด ดังนั้น การผสมพวกมันจะสร้างเกลือและทำให้สารละลายเป็นกลาง ฉันสงสัยว่านี่เป็นความคิดที่ดีและช่วยรักษาสิ่งแวดล้อมได้จริงหรือไม่) ที่จริงแล้ว คุณสามารถเก็บสารละลายไว้ในขวดที่ปลอดภัยและใช้สารละลายเดียวกันได้หลายครั้ง