Плата фрезерного станка: Фрезерные станки ЧПУ от производителя

Выбор контроллера для фрезерного чпу станка

Для самостоятельной сборки фрезерного станка необходимо выбрать контроллер управления ЧПУ. Контроллеры бывают как многоканальные: 3х и 4х осевые контроллеры шаговых двигателей, так и одноканальные. Многоканальные контроллеры чаще всего встречаются для управления небольшими шаговыми двигателями, типоразмера 42 или 57мм(nema17 и nema23). Такие двигатели подходят для самостоятельной сборки ЧПУ станков с рабочим полем до 1м. При самостоятельной сборке станка с рабочим полем более 1м следует использовать шаговые двигатели типоразмера 86мм(nema34), для управления такими двигателями понадобятся мощные одноканальные драйвера с током управления от 4,2А и выше.

Для управления настольными фрезерными станками широко распространены контроллеры на специализированных микросхемах-драйверах управления ШД, например, TB6560 или A3977. Эта микросхема содержит в себе контроллер, который формирует правильную синусоиду для разных режимов полушага и имеет возможность программной установки токов обмоток. Эти драйвера предназначены для работы  с шаговыми двигателями до 3А, типоразмеры ШД NEMA17 42мм и NEMA23 57мм.

Управление контроллером с помощью специализированных программ управления станком MACh4 или KCAM или Linux EMC2 и других, установленных на ПК.  Рекомендуется использовать компьютер с процессором частотой не менее 1GHz и память 1 Гб. Стационарный компьютер дает лучшие результаты, по сравнению с ноутбуками и значительно дешевле. Кроме того, вы можете использовать этот компьютер и для других работ, когда он не занят управлением вашим станком. При установке на ноутбук или ПК с памятью 512Мб рекомендуется провести оптимизацию системы под Mach4.

Для подключения к компьютеру используется параллельный порт LPT(для контроллера с USB интерфейсом порт USB). Если ваш компьютер не оборудован параллельным портом (всё больше и больше компьютеров выпускается без этого порта) вы можете приобрести плату расширителя портов PCI-LPT или PCI-E-LPT или специализированный контроллер-преобразователь – USB-LPT, который подключается к компьютеру через USB порт.

С настольным гравировально-фрезерным станком из алюминия CNC-2020AL, в комплекте блок управления с возможностью регулировки оборотов шпинделя, рисунок 1 и 2, блок управления содержит драйвер шаговых двигателей на микросхеме TB6560AHQ, блоки питания драйвера шаговых двигателей ШД и блок питания шпинделя.

рисунок 1

Рисунок 2

1. Один из первых контроллеров управления фрезерными станками с ЧПУ на микросхеме TB6560 был, получивший прозвище  -«синяя плата» , рисунок 3. Этот вариант платы много обсуждался на форумах, она имеет ряд недостатков. Первый —  медленные оптроны PC817, что требует при настройке программы управления станком MACh4, вводить максимально допустимое  значение в поля Step pulse и Dir pulse = 15. Второй это плохое согласование выходов оптопар с входам драйвера TB6560, решается доработкой схемы, Рисунок 8 и 9. Третий — линейные стабилизаторы питания платы и в следствии этого большой перегрев, на последующих платах применены импульсные стабилизаторы. Четвертый — отсутствие гальванической развязки цепи питания.  Реле шпинделя 5А, что в большинстве случаев недостаточно и требует применения более мощного промежуточного реле.  К достоинствам можно отнести наличие разъема для подключении пульта управления. Этот контроллер в серии станков «Моделист» не применяется.

                                                                    Рисунок 3.

2. Контроллер управления ЧПУ станком поступивший на рынок после «синей платы», получивший прозвище красная плата, рисунок 4.

Здесь применены более высокочастотные(быстрые) оптроны 6N137. Реле шпинделя 10А. Наличие гальванической развязки по питанию. Есть разъем для подключения драйвера четвертой оси. Удобный разъем для подключения концевых выключателей.

                                                                                                              Рисунок 4.

3.  Контроллер шаговых двигателей с маркировкой TB6560-v2 тоже красного цвета, но упрощенный, нет развязки по питанию, рисунок 5. Маленький размер, но и в следствии этого меньше размер радиатора.

                                                                                                                            Рисунок 5

4. Контроллер  в алюминиевом корпусе, рисунок 6. Корпус защищает контроллер от пыли попадания металлических частей, он же служит и хорошим теплоотводом. Гальваническая развязка по питанию. Есть разъем для питания дополнительных цепей +5В.  Быстрые оптроны 6N137. Низкоимпедансные и конденсаторы Low ESR. Нет реле управления включением шпинделя, но есть два выхода для подключения реле (транзисторные ключи с ОК) или ШИМ управления скоростью вращения шпинделя. Описание подключения сигналов управления реле на страничке Подключение концевых выключателей и реле шпинделя к контроллеру ЧПУ на TB6560

                                                                                                               Рисунок 6

5. 4х осевой контроллер фрезерно-гравировального станка с ЧПУ, интерфейс USB, рисунок 7.

Рисунок 7

Данный контроллер не работает с программой MACh4, в комплекте своя программа управления станком.

6. Контроллер ЧПУ станка на драйвере ШД от Allegro A3977, рисунок 8.

 Рисунок 8

7.Одноканальный драйвер шагового двигателя ЧПУ станка DQ542MA. Этот драйвер может использоваться при самостоятельном изготовлении станка с большим рабочим полем и шаговыми двигателями на ток до 4.2А, может работать и с двигателями Nema34 86mm, рисунок 9.

Рисунок 9

Фото доработки синей платы контроллера шаговых двигателей на TB6560, рисунок 10.

                                                                           Рисунок 10.

Схема исправления  синей платы контроллера ШД на TB6560, рисунок 11.

Рисунок 11.

Фрезерование печатных плат на фрезерном станке Roland

Студент ФабЛаба рассказывает, как он моделировал и фрезеровал печатную плату на станке Roland Modela.

Задача: разобраться в основах проектирования электроники. Повторить печатную плату «Hello World» и добавить по меньшей мере, на неё ещё одну кнопку и светодиод.

В работе мы использовали программный пакет Eagle – специализированное программное обеспечение для создания печатных плат, а также библиотеки Adafruit, Eagle и Fab Academy для получения необходимых компонентов.

Для начала рекомендуется ознакомится с первыми тремя частями учебного руководства по CadSoft Eagle от Jeremy Blum’а:

Скачать необходимые файлы для рассматриваемой в данной статье работы можно по следующим ссылкам:
Схема для Eagle [.sch]
Печатная плата для Eagle [.brd]

Список компонентов для изготовления платы (номиналы — см. в схеме):

1 шт. конденсатор CAP1206

1 шт. кварцевый резонатор

1 шт. 8-битовый микроконтроллер ATtiny44A-SSU

5 шт. резисторов 1206

1 шт. кнопка-переключатель 6 мм

1 шт. разъём для подключения Arduino (ARDUINO_SERIAL_PROGRAM SMD Pin)

1 шт. разъём AVRISP SMD

1 шт. RGB-светодиод

Процесс изготовления печатной платы:

Я чувствую себя очень комфортно, используя в качестве помощника при работе с электроникой программный пакет Eagle. Тем не менее, трудности возникали при поиске нужных компонентов в библиотеках. Например, мне необходимо было поменять конденсатор с простого на электролитический, и это оказалось непросто. Но после того, как я их все нашёл и разместил на схеме, используя модуль Schematic Design, я начал делать соединения — т.е. рисовать печатную плату.

При соединении элементов я руководствовался схемой в файле hello.ftdi.44 .png, но в силу отсутствия специализированных знаний мне всё-таки было трудновато понять, как конкретно в данной схеме работают и на какие параметры влияют применяемые резисторы и конденсаторы. Пришлось почитать «Энциклопедию электронных компонентов» под авторством Чарльза Платта, чтобы разобраться как использовать эти элементы на данной плате, особенно при попытке добавить несколько новых компонентов.

Я решил добавить кнопку и цветной светодиод на свою плату. Для расчёта номиналов резисторов я посмотрел описания используемых компонентов, а также зашёл на
онлайн-калькулятор сопротивлений чтобы всё рассчитать. Когда я закончил со схемой, я продолжил вносить изменения в печатную плату. Я разместил все элементы так как мне показалось оптимально, и запустил автотрассировку. Она весьма неплохо развела печатную плату и вручную почти ничего не пришлось доделывать, кроме изменения буквально пары соединений. Когда файл с печатной платой в Eagle был готов, я сохранил его как .png-файл, сделал контур в Фотошопе и отправил его на фрезерный станок Roland Modela для непосредственного её изготовления. Здесь пришлось сделать несколько попыток.

Первая попытка не увенчалась успехом, так как я неудачно — неровно — расположил заготовку и в некоторых местах фреза прошла где-то слишком глубоко, а где-то слишком грубо, и соединения были повреждены.

А вот вторая попытка фрезерования удалась на славу. Печатная плата вышла чёткая и чистая, но как только я начал припаивать компоненты, я заметил допущенную уже другую ошибку: двое из выводов микроконтроллера были подключены неверно. Пришлось вернуться в Eagle, исправлять, и фрезеровать снова.

В третий раз я всё сделал наверняка. Станок добротно вырезал плату, а после — я красиво всё запаял.

Заметка:

Когда дело дошло до программирования, оказалось, что плата не работает. Была допущена очередная ошибка с соединением. Начитавшись литературы и окончательно разобравшись в принципах работы данной схемы, перерисовал её, отфрезеровал её снова с помощью фрезерного станка, и запрограммировал.

Плата получилась даже проще и компактнее:

Фрезерный станок для печатных плат

Prometheus — Zippy Robotics, Inc

Prometheus позволяет вам делать печатные платы на вашем столе. Поддерживаются верхний и нижний слои, просверленные отверстия и обрезки краев.

ЗАКАЗАТЬ сейчас

Закажите станок для изготовления печатных плат Prometheus сейчас, чтобы занять место в очереди

*Обратите внимание, что если вы заказываете из-за пределов США, вы будете импортировать нашу продукцию и будете нести ответственность за любые таможенные пошлины/налоги/сборы, связанные с импортом нашей продукции. товары в вашу страну. Вы несете ответственность за информирование себя о том, что это может быть. Мы не несем ответственности за любые дополнительные расходы.

Серийная версия нашего фрезерного станка для печатных плат Prometheus.

Способность создавать вещи — это сила

.

Эта возможность есть у каждого. Мы хотим усилить ее с помощью Prometheus — настольного фрезерного станка для печатных плат, который позволит вам изготавливать печатные платы прямо на рабочем столе за считанные минуты. Вам больше не придется ждать, пока ваша плата будет доставлена ​​вам из службы производства печатных плат.

ProCAM — демонстрация импорта Gerber из Circuit Maker

В этом видео мы покажем вам, как взять проект, созданный в Altium’s Circuit Maker, и создать печатную плату с помощью Prometheus.

Почему мы?

Мы считаем, что с Prometheus вы получите больше производительности на доллар, чем с любым из наших конкурентов. Наши особенности отличают Prometheus. Машины с аналогичными характеристиками стоят на тысячи долларов дороже. Наше соотношение цены и качества составило специально разработанных , как и остальные наши характеристики.

Мы также активно изучаем поддержку гибких материалов, поддержку паяльной маски и другие материалы помимо FR-4. С Zippy Robotics вы можете быть уверены, что мы никогда не перестанем внедрять инновации . Мы никогда не согласимся на «достаточно хорошо».

Отслеживание поверхности

Prometheus быстро исследует поверхность доски перед фрезерованием, создает карту поверхности и использует ее для поддержания одинаковой глубины резки по всей поверхности доски.

Программная калибровка выравнивания

Функция калибровки ProCAM гарантирует, что квадраты получаются квадратными. Нежелательный сдвиг, вращение и перемещение между слоями печатной платы исключены, даже если оси не идеально перпендикулярны. Никогда больше не беспокойтесь о прямой регистрации.

Поддержка мелкого шага

Имея дорожку 4 мил/пространство 5 мил, Prometheus может поддерживать практически любые компоненты для поверхностного монтажа.

Высокоскоростной шпиндель

50 000 об/мин позволяет сверлам малого диаметра резать с высокой скоростью подачи.

Низкое биение

Статическое биение нашего шпинделя составляет менее 0,0001 дюйма (2,5 микрона), поэтому вы можете работать с крошечными концевыми фрезами и иметь более длительный срок службы.

Как это работает
Prometheus — фрезерный станок для печатных плат. Он работает путем фрезерования (или вырезания/гравировки) вашей схемы на стандартной плате с медным покрытием. Сверла, используемые во фрезерных станках, называются «концевыми фрезами», и хотя они могут быть похожи на сверла, между ними есть важное отличие: сверла предназначены для резки только с их острия, в то время как концевые фрезы могут резать и сбоку. Это позволяет фрезерному станку не только сверлить отверстия, но и вырезать предметы. В случае Прометея, вы можете фрезеровать свою схему, просверливать отверстия и даже вырезать форму самой платы (возможно, вам нужна круглая печатная плата или какая-то другая нестандартная форма, например).

Prometheus специально создан для изготовления печатных плат. Требования и спецификации, необходимые для вырезания мелких деталей, необходимых для современных печатных плат, сильно отличаются от стандартных фрезерных или фрезерных станков с ЧПУ, которые обычно используются для вырезания дерева или металла. Когда мы вырезаем элементы размером всего в несколько тысячных дюйма, единственной наиболее важной характеристикой является биение шпинделя или TIR (общее указанное биение). Это то, что вы редко встретите в кавычках для недорогих станков с ЧПУ общего назначения, но малое биение имеет решающее значение, когда речь идет о микрофрезеровании. Биение описывает, насколько сильно качается бита при вращении вокруг оси вращения. Слишком большое биение приведет к немедленной поломке маленьких концевых фрез. Вот почему шпиндели любительского уровня и ручные вращающиеся инструменты не подходят для точной работы с печатными платами. Мы могли бы купить готовый шпиндель с подходящими характеристиками для включения в Prometheus, но нам пришлось бы потратить более 1000 долларов только на шпиндель! Вероятно, это основная причина, по которой другие профессиональные заводы по производству печатных плат стоят более 8000 долларов. Мы решили эту проблему, спроектировав собственный недорогой шпиндель с малым биением, чтобы мы могли поставить профессиональный станок за небольшую часть стоимости.

Программное обеспечение ProCAM (Prometheus Computer-Aided Manufacturing)
ProCAM — это программное обеспечение CAM, разработанное специально для Prometheus. Он позволяет импортировать стандартные файлы Gerber, которые вы создаете с помощью своего любимого инструмента проектирования печатных плат, а затем генерирует пути инструментов и используется для управления фрезерным станком Prometheus для печатных плат. ProCAM позволяет импортировать верхний слой, нижний слой (дополнительно), просверленные отверстия (дополнительно) и слой обрезки кромок (дополнительно). Последняя версия ProCAM позволяет выполнять контурное фрезерование. То есть он обводит один или несколько контуров вокруг каждой медной цепи, чтобы изолировать ее от остальной части платы. Это создает электрически правильную цепь. Однако в настоящее время мы работаем над добавлением в ProCAM опции полного удаления меди, чтобы она удаляла вся медь , которой нет в файлах Gerber.

Технические характеристики

Скорость шпинделя: 50 000 об/мин
MAX X/Y Скорость: больше, чем 3800 мм/мин (150 млн. )
. подшипник (статический)
Тип биты: Для нашего шпинделя требуются наши нестандартные биты Zippy Robotics,  Максимальный диаметр хвостовика 0,1248 дюйма . Мы предлагаем соответствующие биты.
Максимальный размер печатной платы:  6 дюймов x 4 дюйма или европейский размер 160 мм x 100 мм
Тип печатной платы: FR-4, FR-1, Rogers 4350 (другие ламинаты Rogers проходят испытания). Односторонняя или двусторонняя
Минимальный размер дорожки/промежутка: 4 мил дорожки/5 мл промежутков (1 мил = 0,001 дюйма = 0,0254 мм, 5 мил = 0,127 мм)
Максимальный размер просверленного отверстия: 0,125 дюйма (3,175 мм)
Разрешение X и Y: 0,000156 дюйма (4 микрона)
Z разрешение: 0,000049 дюйма (1,25 микрона)
Контроллер двигателя: Пользовательский контроллер ZippyTalk на базе Atmel ARM
Вес: 30 фунтов.
Занимаемая площадь: 14 x 15,8 дюймов
Входное напряжение: Универсальный источник питания, 100–240 В переменного тока
Возможности подключения: USB Plug-and-Play
Системные требования: Windows 7 или более поздней версии. Планируется поддержка Mac и Linux
Обратите внимание, что это текущие спецификации, но они могут измениться, если будут внесены дополнительные изменения до того, как мы начнем поставки.

Основы фрезерных станков для печатных плат

Специализированные станки, предназначенные для прототипирования печатных плат, могут значительно ускорить разработку.

Леланд Тешлер • Ответственный редактор
Изучите онлайн-колонки с советами для инженеров, и вы часто будете видеть сообщения, пропагандирующие инвестиции в фрезерный станок, специально предназначенный для производства прототипов печатных плат. Инженеры, использующие эти машины, указывают на их преимущества, в том числе на резкое ускорение их способности повторять проекты печатных плат. Обычный подход заключается в том, чтобы заказать бесплатные образцы подложек у поставщиков печатных плат, а затем изготовить грубый прототип печатной платы, который затем заполняется и тестируется. Часто наличие завода по производству печатных плат позволяет инженерам изготавливать и тестировать несколько конструкций в течение дня.

Основная функция фрезерных станков для печатных плат заключается в выборочном фрезеровании медного слоя на подложке печатной платы для формирования дорожек и других проводящих участков на поверхности платы. Некоторые из этих специализированных машин также могут формировать переходные отверстия.

Конечно, существуют ограничения на то, что можно сделать с печатной платой, изготовленной на фрезерном станке. Основное ограничение заключается в том, что на простых станках возможны только двухслойные платы. Создание паяльной маски также проблематично.

Кроме того, фрезерные станки, достаточно хорошие для производства печатных плат, могут быть дорогими. Нижний предел ценового диапазона для этих машин составляет около 4000 долларов, но более сложное оборудование, способное делать переходные отверстия, может стоить в диапазоне 25000 долларов. Даже более сложные лазерные машины достигают шестизначной суммы. Эти устройства используют лазеры для удаления материала и, таким образом, имеют некоторые преимущества по сравнению с механическим фрезерованием, которые включают более высокую точность и отсутствие износа сверл.

Кроме того, аддитивные подходы к ПХБ становятся все более практичными. Эти машины для быстрого прототипирования могут стать недорогой альтернативой печатным станкам для плат, состоящих всего из нескольких слоев. Но есть также несколько высокопроизводительных аддитивных машин, которые, как говорят, обрабатывают сложные схемы с большим количеством слоев, а также электромеханические детали.

Базовые мельницы

Фрезерный станок Prometheus от Zippy Robotics.

Одним из станков по производству печатных плат в бюджетной категории является Prometheus от Zippy Robotics Inc. в Нортпорте, штат Нью-Йорк. Станок стоимостью 3000 долларов имеет шпиндель, который работает со скоростью 50 000 об/мин и имеет биение менее 2,5 микрон. В нем указана точность 0,15625 мил (4 микрона) по осям X и Y и всего 1,25 микрона по оси Z. Его максимальная скорость подачи составляет 3800 мм/мин, а станок включает отслеживание поверхности, что, как утверждается, обеспечивает стабильные результаты по глубине резания.

Завод поставляется с программным обеспечением управления под названием ProCAM, которое берет стандартные файлы чертежей Gerber и использует их для построения чертежей размером до 6×4 дюймов. особенности платы. Зиппи говорит, что машина может создавать дорожки размером 4 мил/5 мл с множеством корпусов микросхем для поверхностного монтажа и делать двухстороннюю плату с просверленными отверстиями примерно за час.

Следует отметить, что в 30-фунтовом Prometheus используются специальные биты, доступные только у Zippy. Компания заявляет, что типичные серийные биты будут немного больше максимально допустимого диаметра хвостовика и не будут входить в шпиндель. Также следует отметить отсутствие механизма автоматической смены инструмента.

Компания Bantam Tools в Пикскилле, штат Нью-Йорк, когда-то производила настольный фрезерный станок

Фрезерный станок с ЧПУ Bantam. Предыдущая версия обрабатывала исключительно работу с печатными платами. Он также может фрезеровать пластик, алюминий и подобные мягкие металлы.

станок, оптимизированный для использования с печатными платами. Это устройство было заменено более универсальным инструментом, называемым настольным фрезерным станком с ЧПУ, который также может обрабатывать алюминиевые и пластиковые детали. Вся машина весит 70 фунтов. Она имеет рабочую зону 7 x 9 x 3,5 дюйма и выполняет разрезы с повторяемостью ±1 мил. Двигатель шпинделя представляет собой агрегат мощностью 0,25 л. с., который вращается до 25 000 об/мин. Эта машина явно предназначена для создания прототипов, поскольку процесс смены инструмента строго ручной.

Станок с ЧПУ Bantam стоит около 4000 долларов. Bantam производит пакет программного обеспечения для фрезерных станков, годовая подписка на который стоит 200 долларов. Bantam также предоставляет ряд специализированных режущих инструментов для станка, в том числе инструмент для гравировки печатных плат.

Станки с ЧПУ, подобные станкам Bantam, обладают универсальными возможностями, которые позволяют им создавать печатные платы, а также, возможно, корпуса, в которых будет размещаться печатная плата. Но станки компании LPKF Laser & Electronics N.A. в Туалатине, штат Орегон, оптимизированы для изготовления печатных плат. Компания, пожалуй, наиболее известна своими машинами серии ProtoMat. В линейке ProtoMat есть три модели, стоимость которых начинается от 9 долларов.800 и подняться примерно до 27 800 долларов.

Top, машина LPKF ProtoMat. внизу машина LPKF ProtoLaser.

Скорость двигателя шпинделя в этом диапазоне от 40 000 до 100 000 об/мин, а на двух станках используется автоматическая смена инструмента. Двигатели шпинделя с более высокой скоростью вращения обеспечивают более чистое качество фрезерной кромки с меньшим количеством заусенцев. Качество кромки особенно заметно при использовании концевых фрез меньшего размера и при фрезеровании более мягких подложек RF. Шпиндель ProtoMat E44 со скоростью вращения 40 000 об/мин обеспечивает минимальный размер дорожки размером 4 мил с интервалом 8 мил. Шпиндели со скоростью вращения 60 000 и 100 000 об/мин в системах ProtoMat S64 и S104 позволяют использовать дорожки толщиной 4 мила с интервалом 4 мила. .

На двух машинах также доступны камеры реперного выравнивания. Они вступают в игру при изготовлении двусторонних печатных плат, отмечая положение реперных меток на плате, чтобы структуры на обеих сторонах платы совпадали. Более дорогие модели также оснащены датчиком и программным обеспечением обратной связи по толщине меди для более точного контроля глубины реза, что очень удобно для приложений RF/MW.

Следует также отметить, что некоторые машины LPKF могут создавать многослойные печатные платы в сочетании с прессом для ламинирования и комплектом для нанесения покрытия через отверстия. Есть два уровня сложности комплектов для сквозных отверстий. В самом дешевом из них используется проводящий полимер, который вручную наносится на отверстия, просверленные в плате. Существует также специальная машина LPKF, которая применяет гальванические и химические процессы к отверстиям пластины в закрытой камере.

Станки линейки LPKF ProtoLaser явно предназначены для выполнения гораздо более сложных задач, чем грубое прототипирование. В них используются лазеры для операций резки и формовки, а их цена варьируется от 91 000 до 373 000 долларов. Лазерный луч удаляет медь рядом с будущими дорожками, не оставляя следов. Полученная структура имеет резко обрезанные края. Типичными областями применения являются точные, крутые боковые стенки или сверхбыстрая лазерная гравировка, резка и сверление.

Существует четыре модели протолазеров. Среди их особенностей — лазерные лучи с малым размером пятна, что позволяет вырезать каналы шириной до 15 мкм. Говорят, что такие прецизионные размеры особенно полезны для радиочастотных приложений, где часто используются полосковые линии.

Там, где менее дорогие машины могут работать достаточно хорошо для подложек печатных плат садового типа, лазерные машины могут работать с ламинированными подложками и керамикой на основе оксида алюминия, что позволяет изготавливать платы с мелким шагом. Модели ProtoLaser ST, S4, U4 или ProtoLaser R4 часто используются для обработки керамики, небольших следов и сверхбыстрого удаления металла, а также для лазерного травления некоторых гибких материалов (U4 и R4). Эти машины также позиционируются как обеспечивающие самые передовые возможности трассировки/пространства с нетронутой четкостью краев, доступной без использования химического травления.

Высококачественные лазерные станки LPKF включают в себя запатентованный процесс удаления штриховки и расслоения на больших участках истирания меди. Лазер разрезает область на тонкие полоски и отделяет полоски от органической подложки путем нагревания. Говорят, что этот метод значительно сокращает время обработки. для чувствительных подложек, создания следов шириной менее 1 мила (25 мкм), карманной гравировки и для работы с такими материалами, как стекло и тефлон, или тонкими гибкими подложками.

Другие особенности лазерных установок LPKF включают использование длины волны лазера, которая практически не затрагивает подложки, но при этом позволяет надежно обрабатывать медные поверхности с неоднородностями толщиной до 6 мкм. Эти машины также могут создавать микропереходы и отверстия в масках для пайки, резать и структурировать LTCC, обожженную керамику, подложки ITO/TCO и тонкие препреги.

Аддитивные машины

Аддитивные 3D-принтеры, которые могут работать с печатными платами, уже давно доступны. Среди главных преимуществ этого подхода — низкая стоимость 3D-принтера. Более того, 3D-принтеры потенциально могут изготавливать целые многослойные печатные платы с паяльными масками и изоляционными слоями. Некоторые принтеры также могут использоваться в качестве машин для установки компонентов на плату.

Одним из основных недостатков печатных плат, напечатанных на 3D-принтере, является то, что проводники состоят из проводящих чернил, а не из меди. Полученные дорожки и контактные площадки не обладают такой проводимостью, как обычная плата с медным покрытием — проводящие частицы составляют лишь около 10-20% (по весу) состава проводящих чернил для струйных принтеров. Более низкая проводимость может сделать нецелесообразным изготовление таких же узких дорожек, доступных на мельнице для печатных плат. Следы, нанесенные проводящими чернилами, также могут иметь небольшие отклонения по высоте, что может вызвать проблемы с импедансом в некоторых высокочастотных цепях.

Ботофабрика SV2.

Кроме того, процесс производства печатных плат на 3D-принтерах может потребовать значительного вмешательства человека-оператора. Рассмотрим BotFactory SV2, стоимость которого начинается примерно с 7500 долларов. Каждый раз, когда принтер завершает нанесение слоя, оператор-человек должен заменить печатающую головку для следующего слоя, например, при переходе от печати проводников к печати слоя изоляции. Перед хранением только что снятой печатающей головки оператор должен вытереть все остатки с сопел. При необходимости оператор также должен заполнить станцию ​​очистки изопропиловым спиртом. А изоляционные слои вручную протираются изопропиловым спиртом перед нанесением следующего слоя.

Некоторые 3D-принтеры не могут сами создавать токопроводящие сквозные отверстия. Обычная практика изготовления сквозных отверстий в этих случаях заключается в том, чтобы положить готовую доску на сверлильный станок и вручную просверлить отверстие, а затем добавить заклепку, которая вставляется на место с помощью заклепочного пресса.

Voltera V-One.

3D-принтеры все чаще включают в себя возможности захвата и размещения. SV2, например, также имеет головку захвата. Еще один 3D-принтер с возможностью самовывоза — это V-One от Voltera в Онтарио, Канада. Модель V-One за 4200 долларов также оснащена дрелью, которая не только

Машина Стрекоза от NanoDimension.

сверлит отверстия, но может выполнять фрезерование. Скорость вращения шпинделя 13 000 об/мин, биение 0,076 мм. Как и в принтерах BotFactory, проводящие сквозные отверстия обрабатываются заклепками.

Наконец, стоит отметить, что процесс 3D-печати печатных плат может быть быстрее, если принтер может одновременно использовать две печатающие головки, одну для проводников, а другую для диэлектриков. Именно такой подход используется в машинах высокого класса, таких как линейка Dragonfly от NanoDimension в Израиле. Они варьируются в цене от 50 000 долларов до шестизначной суммы. Помимо создания обычных элементов печатной платы, машины Dragonfly могут печатать компоненты, встроенные в плату. Встроенные возможности включают печатные конденсаторы, катушки, коаксиальные кабели и датчики, определяющие крутящий момент, прикосновение и напряжение.