Печать нестандартных печатных плат на 3D-принтере: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Если вы не впервые видите 3D-принтер, вы, вероятно, слышали, как кто-то сказал что-то вроде:

1) Купить 3D принтер

2) Распечатайте еще один 3D-принтер

3) Возврат оригинального 3D-принтера

4) ????????

5) Прибыль

Теперь любой, кто хоть немного разбирается в возможностях 3D-принтеров и их создании, поймет, что это (в основном) шутка.

Теперь люди снова и снова доказывают, что 3D-печать механических компонентов 3D-принтера очень возможна, но всегда есть одна вещь, которая все еще живет в царстве шуток - электроника.

Так что я полагаю, что то, что я сделал здесь, приблизило эту шутку на один шаг к тому, чтобы не стать шуткой… потому что мой 3D-принтер может распечатывать печатные платы.

Примечание. Теперь, если вы заинтересованы в преобразовании вашего принтера в плоттер для печатных плат, этот набор инструкций следует рассматривать скорее как руководство к тому, как мне удалось заставить его работать для меня, чтобы посоветовать ваш выбор дизайна. Каждый принтер и программное обеспечение для нарезки немного отличаются, поэтому любые монтажные компоненты, вероятно, потребуют немного творческого мышления, чтобы заставить их работать в вашей собственной настройке.

Шаг 1: Я сделал видео

Я снял видео, на всякий случай читать не твое дело!

Я никогда раньше не снимал видео такого масштаба, но, надеюсь, оно сработает.

В противном случае продолжайте прокручивать к написанным шагам!

Шаг 2: постоянные маркеры

Я начал с поиска перманентных фломастеров с лучшими наконечниками, которые смог найти. Я нашел эти перманентные маркеры STAEDTLER Lumicolor на Amazon по цене менее 20 фунтов стерлингов в то время. Я также нашел черные перманентные маркеры в сопутствующих продуктах, но я предпочел синий, так как у них заявленная ширина кончика около 0,4 мм.

Постоянные маркеры (ссылка на Amazon)

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

Как только ручки были доставлены, я протестировал их на кусочке медного лома, чтобы убедиться, что они устойчивы к хлориду железа, который я использую в качестве травителя. Я обнаружил, что Sharpie, синий Lumicolor и черный Lumicolor без особых проблем сопротивляются хлориду железа.

Шаг 3. Установка пера на принтер

Следующей частью было выяснить, как прикрепить ручку к машине.

Я переоборудовал свою машину для использования обычного экструдера E3D V6 в качестве стандартного экструдера, который был упакован и отсутствовал на складе около 7 месяцев, поэтому я уже был хорошо знаком с доступными точками крепления на оси экструдера.

Я сосредоточился на использовании этих двух винтов, которые крепят узел экструдера к датчику силы, включенному в каретку экструдера моего принтера.

Некоторые важные моменты, которые я рассмотрел (и фактически повлияли на весь дизайн), заключались в том, сколько силы будет приложено к кончику пера. Крепление требовало некоторого вертикального перемещения, чтобы кончик пера не просто раздавился силой нажатия на него станины.

А также сколько места для маневра было у ручки в держателе. Если перо имеет небольшое колебание либо под углом, либо по оси X или Y, то нарисованные линии будут менее точными при нанесении рисунка, что ограничивает предельную точность инструмента.

Мне удалось решить обе эти проблемы с помощью миниатюрной линейной направляющей.

Скажу честно, не покупал эту вещь. Мне удалось получить его, обсудив мой дизайн с некоторыми из моих друзей-инженеров, когда один из них вытащил это из ящика и подарил мне. Я даже не знаю, сколько это будет стоить, если кто-то захочет его купить.

Эта линейная направляющая точно обработана до такой степени, что я не могу обнаружить какое-либо колебание направляющей, и достаточно плавная, чтобы вес держателя пера потянул ее вниз под собственным весом.

Однако всегда есть альтернативы, быстрый поиск по запросу «Миниатюрный линейный рельс» на banggood выявил это. Это немного длинновато, но Dremel ничего не может разобрать. В остальном размеры рельса кажутся разумным кандидатом для дизайна. Тоже дешево.

Миниатюрный рельс (Banggood)

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

Затем я разработал крепление для пера, которое плотно прилегает к перу при вдавливании, с подходящими отверстиями для винтов, чтобы установить его на линейную направляющую, а затем на монтажный кронштейн.

Я также быстро смоделировал небольшой кронштейн, чтобы удерживать неиспользуемый узел экструдера. Я не хотел отключать его, так как это привело к выключению машины из-за ошибок датчика. Кроме того, один из лучших способов сократить срок службы электрических разъемов - это снова и снова подключать и разрывать соединения.

Шаг 4. Заставьте ваш принтер печатать

К настоящему времени у меня была ручка, прилипшая к моей машине, и мне нужно было точно выяснить, как я собираюсь обмануть свою машину, чтобы нарисовать для меня красивые картинки.

Моя первая мысль была относительно простой - спроектировать 3D-модель и сделать ее толщиной в один или два слоя. Таким образом, когда машина пытается напечатать деталь, она фактически заставляет перо обводить всю площадь поверхности, которую я разработал. Однако с этим возникла небольшая проблема, так как с моими стандартными настройками нарезки экструдер просто перемещается через зазоры, но с ручкой на месте он оставит линию, которая отслеживает эти движения. Я покопался в настройках слайсера и нашел функцию подъема по оси Z, используемую для минимизации просачивания из негерметичных экструдеров.

Я установил значение достаточно высокое, чтобы кончик пера был удален с поверхности той части, где есть «зазоры».

существуют в дизайне.

Пока я создавал свой собственный профиль нарезки для плоттера, я также установил все температурные настройки на экструдере и нагрел кровать до комнатной температуры, поскольку в этом процессе нагревание не требуется.

Я изменил диаметр сопла до 0,3 в настройках, чтобы лучше соответствовать диаметру наконечника пера. Я выбрал немного меньшее значение, чтобы линии, нарисованные на больших заполненных областях, перекрывались. Возможно, это создает проблему, при которой новая линия чернил повторно растворяется и повреждает часть предыдущей линии, но я не потратил много времени на оптимизацию этого процесса и не исследовал эту проблему полностью.

Установив профили нарезки, я приступил к тестированию плоттера на бумаге, а затем на медном картоне, который я положил, чтобы сгладить изгибы на графике.

Но резюмируя важные моменты:

LIFT Z (установлен на 5 мм +)

Установлена низкая температура (иначе вы будете нагревать кровать и экструдер даром)

Измените диаметр сопла по своему усмотрению (меньшее значение, более высокое разрешение графика… до точки)

Шаг 5: Разместите свой участок

Положение вашего участка очень важно при использовании вашего плоттера.

Нам нужно знать, где машина собирается начать рисовать наш график, и разместить в этом месте нашу плакированную медью плату. Для этого я выполняю несколько простых шагов:

1) Сделайте квадрат того же размера (или немного больше), чем ваш участок.

2) Выберите для него место в программе для нарезки, если у вас есть сетка, которая помогает использовать фиксированные координаты x / y.

3) Нанесите квадрат на платформу для печати (при этом, возможно, захочется прикрыть его бумагой или скотчем).

4) Поместите и закрепите свою плакированную медью доску на платформе для печати, используя нанесенный квадрат в качестве ориентира.

5) Поместите ваш истинный сюжет в то же положение, что и квадратный направляющий сюжет.

6) Надеюсь, вы все сделали правильно, и начинайте строить планы! (пробные прогоны желательны, если вы не уверены в своей точности)

Шаг 6: Постройте свою печатную плату

Итак, следующие несколько вещей, которые нужно сделать, - это сгладить любые перегибы в настройках сюжета или держателе пера, проверить наличие дефектов и, когда у вас будет время, попытаться отрегулировать настройку, чтобы устранить их.

Но, честно говоря, мы более или менее закончили. Если ваш рисунок выходит из принтера чисто, вы можете осмотреть свои следы и заполнить все дыры или вручную отрезать любые шорты, оставшиеся в чернилах ручки.

Самое замечательное, что как только этот процесс настроен, он становится чистым, безопасным и относительно быстрым. Любые ошибки обычно сопровождаются ацетоном, проволочной ватой, а затем снова укладываются на кровать для еще одной трещины.

Шаг 7: протравите вашу печатную плату

Это не учебник по травлению, поэтому я надеюсь, что вы знаете, как проходит эта часть.

Я взял соответствующие СИЗ и свой любимый травитель - Хлорид железа. «Любимый» только потому, что это все, что я использовал.

Бросил доску в ванну, вылил травитель и немного встряхнул в течение примерно 30 минут (я протравил холодным, быстрее было бы согреть).

Результат можно увидеть на изображениях выше. В общем, неплохо, если я сам так говорю.

Я постарался быть максимально честным в отображении дефектов в травлении, просто чтобы показать, что я нашел метод, но не метод. Я уверен, что нужно провести тонну тонкой настройки, чтобы вывести этот процесс на новый уровень.

Чернила очень хорошо сопротивляются травлению, но, кажется, разрушаются там, где они тоньше.

Лично мне нравится оставлять чернила на печатной плате после травления в виде шелкографии, и они действительно смещаются, когда вы приступаете к пайке своих плат!

Я заметил, что чернила в качестве резиста, кажется, работают только на меди и латуни (я добился успеха только здесь), но не на стали. Я думаю, это возможно из-за содержания меди, но, честно говоря, я не знаю.

Скажите мне, что вы думаете, и если у вас возникнут вопросы, дайте мне знать. Я понимаю, что это не набор инструкций для Lego.

- KdogGboii