Чпу верстат друкованих плат руками. Свердлильний верстат чпу для плат із палиць та саморізів

Я не люблю цькувати друковані плати. Ну не подобається мені сам процес метушні з хлорним залізом. Там надрукуй, тут прасувати, тут фоторезист проекспонуй – ціла історія щоразу. А потім ще думай, куди злити хлорне залізо. Я не сперечаюся, це доступний і простий метод, але особисто я намагаюся його уникати. А тут трапилося в мене щастя: добудував я фрезер із ЧПУ. З'явилася думка: а чи не спробувати фрезерувати друковані плати. Сказано зроблено. Малюю простенький перехідник з esp-wroom-02, що завалявся, і починаю свій екскурс у фрезерування друкованих плат. Доріжки спеціально зробив дрібними – 0,5 мм. Бо якщо такі не вийдуть - то й ну нафіг цю технологію.

Так як особисто я роблю друковані плати раз на п'ять років у великі свята - мені для проектування цілком вистачає KiCAD. Для нього зручних спеціалізованих рішень я не знайшов, але є більш універсальний шлях - з використанням gerber-файлів. В цьому випадку все відносно просто: беремо pcb, експортуємо потрібний шар у gerber (ніяких дзеркалювання та іншої магії!), запускаємо pcb2gcode - і отримуємо готовий nc-файл, який можна віддати фрезеру. Як завжди, реальність - зла зараза і все виявляється дещо складнішим.

Отримання gcode з gerber-файлів

Отже, як отримати gerber-файл, я особливо описувати не планую, я думаю, це все вміють. Далі потрібно запустити pcb2gcode. Виявляється, він вимагає приблизно мільйон параметрів командного рядка, щоб видати щось прийнятне. У принципі, документація у нього непогана, я її подужав і зрозумів, як отримати якийсь gcode навіть так, але все ж таки хотілося казуальності. Тому було знайдено pcb2gcode GUI. Це, як нагадує назва, GUI для налаштування основних параметрів pcb2gcode галочками, та ще й з попереднім переглядом.

Власне, на цьому етапі отримано якийсь гкод і можна пробувати фрезерувати. Але поки я тицяв у галочки, з'ясувалося, що дефолтне значення заглиблення, яке пропонує цей софт, – 0,05 мм. Відповідно, плата повинна бути встановлена ​​у фрезері як мінімум з точністю вище за цю. Я не знаю, у кого як, але у мене робочий стіл у фрезера помітно кривіший. Найпростіше рішення, що спало на думку, - поставити на стіл жертовну фанерку, відфрезерувати в ній кишеню під розміри плат - і вона виявиться ідеально в площині фрезера.

Для тих, хто добре володіє фрезером, ця частина нецікава. Після кількох експериментів я з'ясував, що фрезерувати кишеню обов'язково потрібно в одному напрямку (наприклад, подачею на зуб) і із захлестом хоча б відсотків на тридцять. Fusion 360 мені запропонував спочатку надто маленький захльост і їздив туди-сюди. У моєму випадку результат вийшов незадовільним.

Облік кривості текстоліту

Вирівнявши майданчик, я поклеїв на нього двостороннього скотчу, поклав текстоліт та запустив фрезерування. Ось результат:

Як видно, з одного краю плати фреза практично не зачіпає мідь, з іншого - надто заглибилася у плату, при фрезеруванні пішли крихти текстоліту. Подивившись уважно на саму плату, я помітив, що вона спочатку нерівна: трохи вигнута, і, як ти з нею не мучся, якісь відхилення по висоті будуть. Потім, до речі, я подивився і з'ясував, що для друкованих плат завтовшки понад 0,8 мм допуск ±8 % вважається нормальним.

Перший варіант боротьби, що спадає на думку, - автокалібрування. За логікою речей - чого вже простіше, плата збіднена, фреза сталева, приробив один проводок до міді, інший до фрези - ось тобі готовий щуп. Бери і будівельну поверхню.

Мій верстат управляється grbl'ом на дешевій китайській шилді. У grbl є підтримка щупа на піні A5, але спеціального роз'єму на моїй платі чомусь не виведено. Уважно розглянувши її, я все ж таки виявив, що пін A5 виведений на роз'єм SPI порту (підписаний як SCL), земля там теж поруч є. З цим «датчиком» одна хитрість – дроти потрібно переплести між собою. У фрезері вкрай до фіга наведень, і без цього датчик постійно даватиме помилкові спрацьовування. Навіть після переплетення продовжить, але дуже рідше.

Команда каже: починай спускатися вниз до –10 по Z (абсолютна це чи відносна висота - залежить від режиму, у якому зараз прошивка). Спускатиметься дуже повільно - зі швидкістю 5 мм/хв. Це викликано тим, що самі розробники не гарантують, що спуск зупиниться рівно в момент спрацювання датчика, а не пізніше. Тому краще спускатись повільно, щоб усе зупинилося вчасно і не встигло піти в плату по саму не балуйся. Найкраще перший тест проводити, піднявши голову на висоту сильно більше 10 мм і скинувши систему координат. У такому разі, навіть якщо все не спрацює і ви не встигнете дотягнутися до кнопки E-Stop'а, фреза не буде запоротою. Можна провести два тести: перший - нічого не робити (і після досягнення -10 grbl видасть "Alarm: Probe Fail"), другий - поки воно їде вниз, чим замкнути ланцюг і переконатися, що все зупинилося.

Далі треба знайти метод, як, власне, проміряти матрицю та спотворити gcode як треба. На перший погляд, у pcb2gcode'у є якась підтримка autoleveling'у, але підтримки саме grbl'а немає. Там є можливість задати команди запуску проби руками, але з цим треба розбиратися, а мені, чесно кажучи, було ліньки. Допитливий розум міг би помітити, що LinuxCNC команда запуску проби збігається з командою grbl. Але далі йде непоправна відмінність: всі «дорослі» інтерпретатори gcode зберігають результат виконаної проби в машинну змінну, а grbl просто виводить в порт значення.

Легке ковтання підказало, що є ще досить багато різних варіантів, але мені на очі потрапив проект chillpeppr :

Це система з двох компонентів, призначена для гри із залізом з Інтернету. Перший компонент - Serial JSON Server, написаний на go, запускається машиною, підключеної безпосередньо до залізниці, і вміє віддавати управління послідовним портом по вебсокетам. Другий – працює у вас у браузері. Вони мають цілий фреймворк для побудови віджетів з якимось функціоналом, які потім можна засовувати на сторінку. Зокрема, у них вже є готовий workspace (набір віджетів) для grbl і tinyg.

І у chillpeppr'а є підтримка autoleveling'а. Та ще й на вигляд він дуже зручніший за UniversalGcodeSender'а, яким я користувався до цього. Ставлю сервер, запускаю браузерну частину, витрачаю півгодини на те, щоб розібратися з інтерфейсом, завантажую туди gcode своєї плати і бачу якусь фігню:

Подивившись у сам gcode, що генерує pcb2gcode, бачу, що він використовує нотацію, коли на наступних рядках не повторюється команда (G1), а даються лише нові координати:

Зважаючи на те, що chilipeppr показує тільки вертикальні рухи, він бачить рядок G01 Z-0.12 тут, але не розуміє все, що йде після F200. Потрібно переробляти на explict нотацію. Звичайно, можна руками попрацювати або напиляти якийсь post-processing скрипт. Але ніхто ще не скасував G-Code Ripper, який серед іншого вміє бити складні команди gcode'а (типу тих самих дуг) на простіші. Він же, до речі, теж вміє по матриці autoprobe'а викривляти gcode, але вбудованої підтримки grbl'а знову немає. Зате можна зробити цей split. Мені цілком підійшли стандартні налаштування (хіба що в конфізі довелося заздалегідь поміняти одиниці вимірювання на мм). Результуючий файл почав нормально відображатися в chilipeppr:

Далі запускаємо autoprobe, не забувши вказати відстань, з якої опускати пробу, та її глибину. У моєму випадку я вказував, що треба опускати від 1 до –2 мм. Нижня межа не така важлива, її можна поставити хоч -10, але я б не радив: кілька разів невдало виставив початкову точку, з якої треба запускати пробу, і крайні точки опинялися за межами плати. Якщо заглиблення більше – можна і гравер зламати. А так просто помилка. Від рівня верхньої межі безпосередньо залежить те, як довго він промірятиме поверхню. У моєму випадку реально плата майже ніколи не йшла за межі 0,25 мм вгору або вниз, але 1 мм якось надійніше. Тиснемо заповітну run і біжимо до фрезера медитувати:

А в інтерфейсі chilipeppr з'являється потихеньку виміряна поверхня:

Тут треба звернути увагу, що всі значення по Z помножені на 50, щоб краще візуалізувати поверхню, що вийшла. Це параметр, що настроюється, але 10 і 50 добре працюють, на мій погляд. Я досить часто стикаюся з тим, що якась одна точка виявляється значно вищою, ніж можна від неї очікувати. Особисто я пов'язую це з тим, що датчик ловить наведення і дає хибне спрацьовування. Благо chilipeppr дозволяє вивантажити карту висот у вигляді json'ки, її можна руками після цього виправити, а потім руками ж завантажити. Далі тиснемо кнопку "Send Auto-Leveled GCode to Workspace" - і в перці вже завантажений поправлений гкод:

У код додані переміщення Z, які повинні компенсувати нерівність поверхні.

Вибір параметрів фрезерування

Запускаю фрезерування, отримую такий результат:

Тут видно відразу три моменти:

1. Проблема з нерівністю поверхні пішла: прорізано (точніше, подряпано) все практично на одну глибину, ніде немає перепусток, ніде не заглибилося занадто сильно.
2. Заглиблення недостатнє: 0,05 мм не вистачає для цієї фольги. Плати, до речі, якийсь невідомий звір із AliExpress, товщину міді там не вказали. Шар міді буває різний, найбільш поширені – від 18 до 140 мкм (0,018-0,14 мм).
3. Очевидно видно биття гравера.

Про заглиблення. Підібрати, наскільки глибоко треба опускати гравер, нескладно. Але є специфіка. Конічний гравер має у проекції форму трикутника. З одного боку, кут зведення до робочої точки визначає, наскільки інструмент важко зламати і як довго він проживе, а з іншого - чим більше кут, тим ширшим буде різання при заданому заглибленні.

Формула розрахунку ширини різу при заданому заглибленні виглядає так (нескромно взята з reprap.org і виправлена):

Вважаємо за нею: для гравера з кутом 10 градусів та точкою контакту 0,1 мм при заглибленні 0,1 мм ми отримуємо ширину різу майже 0,15 мм. Тому, до речі, можна прикинути, яку мінімальну відстань між доріжками зробить вибраний гравер на фользі обраної товщини. Ну і ще, навіть якщо вам не треба дуже маленьких відстаней між доріжками, занадто глибоко опускати фрезу все одно не варто, так як склотекстоліт дуже сильно тупить фрези навіть з твердих сплавів.

Ну і тут є ще кумедний момент. Припустимо, у нас є дві доріжки, що віддаляються один від одного на 0,5 мм. Коли ми проженемо pcb2gcode, він подивиться на значення параметра Toolpath offset (наскільки відступати від доріжки при фрезеруванні) і фактично зробить між доріжками два проходи, що віддаляються один від одного на (0,5 – 2 * toolpath_offset) мм, між ними залишиться (а швидше всього, зірветься) якийсь шматочок міді, і це буде некрасиво. Якщо ж зробити toolpath_offset більшим, ніж відстань між доріжками, pcb2gcode видасть warning, але згенерує лише одну лінію між доріжками. У загальному випадкудля моїх застосувань ця поведінка краще, оскільки доріжки виходять ширше, фреза ріже менше - краса. Щоправда, може виникнути проблема із smd-компонентами, але малоймовірно.

Є виражений випадок такої поведінки: якщо задати дуже великий toolpath_offset, ми отримаємо друковану плату у вигляді діаграми Вороного. Як мінімум – це красиво;) На ефект можна подивитися на першому скріншоті з pcb2gcode, що я давав. Там показано, як вона виглядатиме.

Тепер про биття гравера. Це я їх даремно так називаю. Шпіндель у мене непоганий і так сильно, звичайно, не б'є. Тут скоріше кінчик гравера при переміщенні згинається і стрибає між точками, даючи ту дивну картину з крапками. Перша та основна думка – фреза не встигає прорізати і тому перестрибує. Легке гугление показало, що народ фрезерує друковані плати шпинделем на 50к оборотів зі швидкістю приблизно 1000 мм/хв. У мене шпиндель дає 10к без навантаження, і можна припустити, що треба різати зі швидкістю 200 мм/хв.

Результати та висновок

Врахувавши все це, проміряю новий шматок текстоліту, запускаю фрезерування і отримую такий результат:

Верхня рівно так, як вийшла з фрезера, нижня - після того як провів по ній звичайним точильним каменем кілька разів. Як бачимо, у трьох місцях доріжки не прорізалися. Загалом у всій платі ширина доріжок плаває. Із цим ще треба розбиратися, але я маю припущення, у чому причина. Спочатку я кріпив плату на двосторонній скотч, і вона часто відходила. Потім у парі місць прихопив краями головок саморізів. Начебто триматися почала краще, але все одно трохи грає. Підозрюю, що в момент фрезерування вона притискається до майданчика і через це, власне, не прорізається.

Загалом, перспективи цього всього є. Коли процес відпрацьований, побудова матриці висот займає хвилин п'ять-сім, потім безпосередньо фрезерування – кілька хвилин. Начебто можна експериментувати далі. Зате можна потім свердловку робити на тому верстаті. Ще купити заклепок, і буде щастя! Якщо тема цікава, то можу написати ще одну статтю про свердління, двосторонні плати та ін.

Оптимальним та популярним на сьогоднішній день способом є фрезерування друкованої плати на ЧПУ.

Традиційно, є три способи створення аматорських друкованих плат:

1. Фрезерування друкованих плат на ЧПУ.
2. Використання перенесення тонера та хімічне травлення в хлорному залозі, але в даному методі може бути складним дістати потрібні матеріали, Плюс до всього, хімікати - небезпечні речовини.
3. За допомогою платних послугпідприємств, які цим займаються – послуги досить недорогі, ціна залежить від трудомісткості замовлення, складності та обсягу. Але це не дуже швидкий процес, тому доведеться чекати деяку кількість часу.

У цій статті ми розглянемо, чи варто займатися даним видом роботи, що для цього потрібно і які зусилля потрібно докласти, щоб вийшов якісний продукт на виході.

Переваги та недоліки фрезерування плат на ЧПУ

Цей метод досить швидкий, але має як плюси, так і мінуси.

• мінімальні витрати людської праці, майже всю роботу робить верстат;
• екологічність процесу; немає взаємодії з небезпечними речовинами;
• простота повторного виробництва. Для цього достатньо встановити один раз правильні налаштування- і процес можна легко повторити;
• масовість виробництва, тому що можна виготовити достатньо велика кількістьнеобхідних виробів;
• економічність, витрачають кошти лише на придбання фольгованого склотекстоліту, який коштує близько 2 доларів за лист з розмірами 200х150 мм;
• висока якість виготовлення.

• різальні інструменти та торцеві фрези можуть бути дорогими, а також вони мають властивість зношуватися;
• немає можливості виготовляти цей вид продукту за допомогою фрез повсюдно;
• фрезерування може тривати деякий час;
• при знятті великої кількості міді за один прохід канавки фрези забиваються, що ускладнює роботу та погіршує якість обробки;
• розмір різу залежить від діаметра фрези та точності фрезерування. Якщо планується використання SMD деталей, необхідно ретельно перевірити програму фрезерування.

Процес виготовлення друкованих плат

Все виробництво даного продукту поділяється на такі кроки:

1. Пошук або самостійне опрацювання схеми та розведення доріжок.
2. Підготовка необхідних файлів для подальшого виробництва.
3. Безпосереднє виробництво.

Для 1 етапу на просторах інтернету можна знайти велику кількість програмного забезпечення, такого як Sprint Layout, PCad, OrCad, Altium Designer, Proteus та багато інших. Дані програми підійдуть для опрацювання схем та розведення доріжок. Найпопулярнішим зараз є фрезерування друкованих плат на ЧПУ із програми Sprint Layout. Відео про неї ви зможете знайти на нашому сайті.

Обсяг другого етапу залежить від складності плати, яку ви хочете отримати. Для самих простих конструкційпотрібна невелика кількість файлів. Основними з них є топологія, файл для просвердлювання отворів та файли майбутнього обрізання заготовки та, звичайно, готової плати.

Третій етап включає свердління отворів під штифти для позиціонування плати на робочому столі верстата, а також вставка самих штифтів. Далі на них необхідно буде насадити плату та обрізати її за контуром.

Програмне забезпечення

Основна складність фрезерування друкованих плат – це наявність потрібних програм, які дозволять перевести малюнок плати до G-Code. Важливим аспектом даного моментує те програмне забезпечення, в якому ви на початку займаєтеся розробкою топології.

Розберемося з принципами роботи верстата при фрезеруванні текстоліту. Для кращого розуміння розглянемо один із прикладів роботи програми, за допомогою якої відбувається фрезерування плати:

1. Закріплення заготівлі на станині, фіксація спеціальної насадкиу шпинделі для того, щоб просканувати поверхню, щоб побачити і визначити нерівності.
2. Установка фрези для доріжок у шпиндель, і сам запуск програми фрезерування.
3. Установка свердла для свердління отворів та запуск програми для свердління.
4. Останнім етапом є обрізання ПП за контуром за допомогою фрези. Далі плату можна вільно виймати з аркуша текстоліту, процес виробництва завершено.

У черговий развідмиваючи раковину від рудих плям хлорного залізаПісля травлення плати, я подумав, що настав час автоматизувати цей процес. Так я почав робити пристрій для виготовлення плат, який вже зараз можна використовувати для створення найпростішої електроніки.

Нижче я розповім про те, як робив цей девайс.

Базовий процес виготовлення друкованої плати субтрактивним методом у тому, що у фольгированном матеріалі видаляються непотрібні ділянки фольги.

Сьогодні більшість електронників використовують технології типу лазерно-прасної для домашнього виробництва плат. Цей метод передбачає видалення непотрібних ділянок фольги з використанням хімічного розчину, який роз'їдає фольгу у непотрібних місцях. Перші експерименти з ЛУТом кілька років тому показали мені, що в цій технології повно дрібниць, які іноді геть-чисто заважають досягненню прийнятного результату. Тут і підготовка поверхні плати, і вибір паперу чи іншого матеріалу для друку, і температура разом із часом нагріву, і навіть особливості змивки залишків глянсового шару. Також доводиться працювати з хімією, а це не завжди зручно та корисно в домашніх умовах.

Мені хотілося поставити на стіл деякий пристрій, в який, як у принтер, можна відправити вихідник плати, натиснути кнопку і через якийсь час отримати готову плату.

Небагато погуглив можна дізнатися, що люди, починаючи з 70-х років минулого століття, почали розробляти настільні пристрої для виготовлення друкованих плат. Насамперед з'явилися фрезерні верстати для друкованих плат, які вирізали доріжки на фольгованому текстоліті спеціальною фрезою. Суть технології полягає в тому, що на високих оборотах фреза, закріплена на жорсткому та точному координатному столі з ЧПУ, зрізає шар фольги в потрібних місцях.

Бажання негайно купити спеціалізований станок пройшло після вивчення цін від постачальника. Викладати такі гроші за влаштування я, як і більшість хобільників, не готовий. Тому вирішено було зробити верстат самостійно.

Зрозуміло, що пристрій повинен складатися з координатного столу, що переміщає ріжучий інструмент у потрібну точку та самого ріжучого пристрою.

В інтернеті достатньо прикладів того, як зробити координатний стіл на будь-який смак. Наприклад, ті ж RepRap справляються з цим завданням (з поправками на точність).

З одного з моїх попередніх хобі-проектів зі створення плоттера я залишив саморобний координатний стіл. Тому основне завдання полягало у створенні ріжучого інструменту.

Цілком логічним кроком могло стати оснащення плотера мініатюрним гравером на зразок Dremel. Але проблема в тому, що плоттер, який можна дешево зібрати в домашніх умовах, складно зробити з необхідною жорсткістю, паралельністю його площини до площини текстоліту (при цьому навіть текстоліт сам по собі може бути вигнутим). У результаті вирізати на ньому плати хорошої якостіне було б можливим. До того ж не на користь використання фрезерної обробки говорив той факт, що фреза тупиться з часом і втрачає свої ріжучі властивості. От було б чудово, якби мідь із поверхні текстоліту можна було видаляти безконтактним способом.

Вже існують лазерні верстатинімецького виробника LPKF, у яких фольга просто випаровується потужним напівпровідниковим лазером інфрачервоного діапазону. Верстати відрізняються точністю та швидкістю обробки, але їх ціна ще вище ніж у фрезерних, а зібрати з доступних всім матеріалів таку річ і якось її здешевити поки не є простим завданням.

З усього сказаного вище я сформував деякі вимоги до бажаного пристрою:

• Ціна можна порівняти з вартістю середнього домашнього 3д-принтера
• Безконтактне видалення міді
• Можливість зібрати пристрій із доступних компонентів самостійно в домашніх умовах

Так я почав розмірковувати про можливу альтернативу лазеру в області безконтактного видалення міді з текстоліту. І натрапив на метод електроіскрової обробки, який давно застосовується у металообробці для виготовлення точних металевих деталей.

При такому методі метал видаляється електричними розрядами, які випаровують та розбризкують його з поверхні заготовки. Таким чином, утворюються кратери, розмір яких залежить від енергії розряду, його тривалості і, звичайно ж, типу матеріалу заготівлі. У найпростішому вигляді електричну ерозію стали використовувати в 40-х роки XX століття для пробивання отворів у металевих деталей. На відміну від традиційної механічної обробки отвору можна було отримати практично будь-яку форму. В даний час даний метод активно застосовується в металообробці та породив цілу серію видів верстатів.

Обов'язковою частиною таких верстатів є генератор імпульсів струму, система подачі та переміщення електрода – саме електрод (зазвичай мідний, латунний чи графітовий) є робочим інструментом такого верстата. Найпростіший генераторімпульсів струму є простий конденсатор потрібного номіналу, підключений до джерела постійної напруги через струмообмежуючий резистор. При цьому ємність і напруга визначають енергію розряду, яка визначає розміри кратерів, а значить і чистоту обробки. Щоправда є один істотний нюанс – напруга на конденсаторі у робочому режимі визначається напругою пробою. Останнє практично лінійно залежить від зазору між електродом і заготівлею.

За вечір був виготовлений прототип ерозійного інструменту, що є соленоїдом, до якоря якого прикріплена мідна тяганина. Соленоїд забезпечував вібрацію дроту та переривання контакту. Як джерело живлення було використано ЛАТР: випрямлений струм заряджав конденсатор, а змінний живив соленоїд. Ця конструкція була закріплена також у тримачі ручки плоттера. Загалом результат виправдав очікування, і голівка залишала на фользі суцільні смуги з рваними краями.

Спосіб явно мав право на життя, але потрібно вирішити одне завдання - компенсувати витрату дроту, що витрачається при роботі. Для цього потрібно створити механізм подачі та блок управління для нього.

Після цього, все вільний чася почав проводити в одному з хакспейсів нашого міста, де є верстати для металообробки. Почалися тривалі спроби зробити прийнятний ріжучий пристрій. Ерозійна головка складалася з пари шток-втулка, що забезпечують вертикальну вібрацію, зворотної пружини та протяжного механізму. Для управління соленоїдом потрібно виготовити нескладну схему, що складається з генератора імпульсу заданої довжини на NE555, MOSFET-транзистора та індуктивного датчика струму. Спочатку передбачалося використовувати режим автоколивань, тобто подавати імпульс на ключ відразу після імпульсу струму. При цьому частота коливань залежить від величини зазору та керування приводом проводиться згідно з виміром періоду автоколивань. Однак стабільний автоколивальний режим виявився можливим у діапазоні амплітуд коливання головки, який становив менше половини максимального. Тому я вирішив використовувати фіксовану частоту коливань, що генеруються апаратним ШІМом. При цьому стан зазору між дротом і платою можна судити за часом між закінченням відкриває імпульсу і першим імпульсом струму. Для більшої стабільності при роботі та поліпшенні частотних характеристик соленоїд був закріплений над механізмом протягування дроту, а якір розміщений на алюмінієвій скобі. Після цих доробок вдалося досягти стійкої роботи на частотах до 35 Гц.

Закріпивши ріжучу головку на плотері, я почав досліди по прорізанню доріжок на друкованих платах. Першого результату досягнуто і головка більш-менш стійко забезпечує безперервний різ. Ось відео, що демонструє, що вийшло:

Принципова можливість виготовляти плати за допомогою електроіскрової обробки підтверджена. У найближчих планах підвищити точність, збільшити швидкість обробки та чистоту різу, а також викласти частину напрацювань у відкритий доступ. Також планую адаптувати модуль під використання з RepRap. Буду радий ідеям та зауваженням у коментарях.

Як зараз пам'ятаю, 23го лютого наткнувся на пост на тудіє, де людина хотіла гравірувати друковані плати на 3д принтері. У коментарях порадили не мучити тваринку принтер та звернути увагу на проект Cyclone PCB Factory.

Зайнявся ідеєю. Надалі, колись я навіть пошкодую що взявся, але це буде значно пізніше.

Про власний ЧПУ фрезер для друкованих плат я мріяв дуже давно, це була друга хотівка після 3д принтера. Вирішив повторити проект, тим більше, що дещо у мене в засіках вже було.

Завантажив файли проекту і не довго думаючи почав друкувати деталі. Упорався приблизно за тиждень. Роздрукував усе, окрім осі Z.

Детальних фотографій усіх деталей не лишилося. Комусь робив скріншот налаштувань друку та результату. Сопло 04, висота шару 024. Друкував і шаром 0,28 – цілком нормально друкує.

Верстат захотілося зробити кольоровим, тому різні деталідрукував пластиком різного кольору. Пластик використовував ABS Prostoplast. Колір космос, трав'яний зелений, захід сонця.

Краще надрукував би все сірим космосом. Червоний і зелений виявилися досить тендітніми і частину деталей дали тріщини при складанні. Щось вилікувалося ацетоном, щось наново передрукував.

Комплектуючі:

Три вільні крокові двигуни у мене було, купував їх під проект 3д принтера, вирішив тимчасово задіяти.

Направляючі 8мм видобули з струменевих принтерів, роздербанив кілька принтерів на органи. Шерстив місцеві комісійки, авіто. Донорами стали струменеві принтери HP по 100-200 рублів за штуку. Довга напрямна пилялася на дві частини, на осі X та Z.

Притиск паперу з якого я зняв гумові ролики пішов на вісь Y. Довжини вистачило щоб обрізати по накатку.

Лінійні підшипники залишалися з 3д принтера, я перевів на бронзові втулки в горошок.

В якості електроніки вирішив використати одну зі своїх Arduino Unoна atmega328p. Докупив на Алі платню CNC Shield 3.0 для Arduino за 200 з копійками рублів.

Блок живлення 12В із Леруа Мерлен. Купував щоб запитати три галогенки 12В, але він їх не потягнув. Довелося відремонтувати трансформатор для галогенок Tachibra, а цей блок живлення прижився на верстаті.

На 3д принтер я поставив драйвера 8825, з принтера у мене залишилися a4988. Їх і поставив на верстат.

Підшипники 608ZZ замовив на Алі, десяток за 200 з копійками рублів.

Як шпиндель планував використовувати свій китайський гравер GoldTool.

Різьбові шпильки м8 дісталися з роботи на халяву, залишилися з якогось монтажу. Підібрав практично "з смітника".

Поки друкувався проект та їхали деталі з Алі, попросив знайомого мебляра вирізати зі МДФ основу та столик. Він не полінувався і не пошкодував обрізків, випилив 2 підстави та 2 столики. На фото один із комплектів.

Фанери у мене в засіках не було, купити лист фанери не дозволила жадібна тварина. МДФ до речі підійшов дуже добре.

Почав збирати верстат. Все б нічого, але стандартні гайки на 13 провалювалися і бовталися всередині шестерні, гайки на 14 не лізли в шестірні. Довелося 14е гайки вплавити в шестірні паяльником.

Шестерні або бовталися на осях крокового двигуна, або не лізли.

Гайки гвинтів м3 прокручувалися в гніздах.

Знайшов у себе кілька квадратних гайок під різьблення м3 (розбирав колись якийсь штеккер з нього), які ідеально підійшли і не прокручувалися. На роботі ще знайшов таких штеккерів та пустив на гайки. Здебільшого це кріплення напрямних. Прості гайки для різьблення м3 доводилося дотримувати тонким жалом викрутки, щоб не прокручувалися.

Якось зібрав. Пізніше читаючи теми про Cyclone, натрапив на перероблені деталі верстата під метричне кріплення. З цього набору заново роздрукував шестірні та кріплення кінцевика по осі Z. Жаль мені не попався цей набір запчастин раніше. Друкував би ці запчастини.

В надії застосувати свій китайський гравер роздрукував спочатку одне кріплення під дрімель із комплекту, потім друге. Не підійшло, мій гравер в жодне не ліз. Оригінальний дрімель, найпростіший, коштував три з невеликим тисячі рублів. За що???

Зайві запчастини.

І ще, лінійні підшипники у своїх гніздах бовталися як щось у ополонці.

Довелося за тисячу з невеликим замовити на алі 200Вт шпиндель з цанговим затиском ER11. Вдало потрапив на знижки та використав купон.

Поки їхав шпиндель, роздрукував під нього кріплення із комплекту верстата. І знову прокол, воно таке ж ущербне. І ні слова про хомут для шпинделя.

У результаті знайшов і роздрукував це кріплення під 52мм шпиндель Після невеликої доробки кріплення встало на верстат, в нього добре увійшов шпиндель.

А ось підшипники на втулках Cargo довелося їх прибрати. Поставив китайські LM8UU

Окремо хочеться сказати про китайські підшипники 608zz. Підшипники з нововведення з люфтом. Жахливі. Одне, що коштують порівняно не дорого. В нас підшипники не шукав.

До речі підшипники до посадкових місць увійшли так само, як щось у ополонку. У посадкових місцях підшипники бовталися. Не знаю, баг це чи фіча. У результаті обойми підшипників мотнув ізоленти.

Китайські lm8uu та lm8luu від 3д принтера так само виявилися мотлохом. У результаті на вісь Y зробив підшипники ковзання на втулках Cargo 141091. Роздрукував пластикову обойму і в неї вставив по парі втулок. Підшипники, що вийшло, вставив у кріплення.

На вісь Z вибрав живі lm8uu. На вісь X верхній підшипник поставив lm8uu, а замість двох нижніх роздрукував пластикову обойму за розміром lm8luu і вставив в неї пару втулок Cargo.

Вдало я ними свого часу закупився. Стали в нагоді.

Під час збирання верстата я й пошкодував, що взявся. Але подітися було нікуди, треба було проект завершувати. Зібрав. Запустив!

Ще трохи фотографій процесу збирання.

Саме початок збирання...