In bảng mạch tùy chỉnh bằng máy in 3D: 7 bước (với hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Nếu đây không phải là lần đầu tiên bạn nhìn thấy máy in 3D, bạn có thể đã nghe ai đó nói điều gì đó dọc theo dòng:

1) Mua máy in 3D

2) In một máy in 3D khác

3) Trả lại máy in 3D gốc

4) ????????

5) Lợi nhuận

Bây giờ bất kỳ ai có nhận thức hợp lý về khả năng của máy in 3D và những gì đi vào chế tạo người ta sẽ nhận ra rằng đây (hầu hết) là một trò đùa.

Giờ đây, mọi người đã chứng minh hết lần này đến lần khác rằng việc in 3D các thành phần cơ khí của máy in 3D là rất khả thi, nhưng luôn có một thứ vẫn tồn tại trong lĩnh vực trò đùa - điện tử.

Vì vậy, tôi cho rằng những gì tôi đã làm ở đây là đưa trò đùa này đến gần hơn một bước để không phải là một trò đùa… bởi vì máy in 3D của tôi có thể in ra các bảng mạch.

Lưu ý: Bây giờ nếu bạn quan tâm đến việc chuyển đổi máy in của mình thành máy vẽ PCB thì tập hướng dẫn này nên được xem nhiều hơn như một hướng dẫn về cách tôi quản lý để làm cho nó hoạt động cho mình, vì vậy để tư vấn cho các lựa chọn thiết kế của bạn. Mỗi máy in và phần mềm cắt lát đều khác nhau một chút, vì vậy bất kỳ thành phần lắp ghép nào có thể sẽ yêu cầu một chút tư duy sáng tạo để làm cho nó hoạt động theo thiết lập của riêng bạn.

Bước 1: Tôi đã tạo video

Tôi đã làm một video, đề phòng việc đọc không phải là việc của bạn!

Tôi chưa bao giờ làm một video về quy mô này trước đây nhưng hy vọng nó làm được việc.

Nếu không, hãy tiếp tục cuộn đến các bước đã viết!

Bước 2: Điểm đánh dấu vĩnh viễn

Tôi bắt đầu bằng cách tìm kiếm những chiếc bút đánh dấu vĩnh viễn tốt nhất mà tôi có thể tìm thấy. Tôi đã tìm thấy các điểm đánh dấu Lumicolor vĩnh viễn STAEDTLER này trên amazon, với giá chưa đến £ 20 vào thời điểm đó, tôi cũng tìm thấy các điểm đánh dấu vĩnh viễn màu đen trong các sản phẩm liên quan nhưng tôi thích màu xanh hơn vì chúng có chiều rộng đầu nhọn khoảng 0,4mm.

Điểm đánh dấu vĩnh viễn (liên kết Amazon)

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

Khi những chiếc bút được chuyển đến, tôi đã thử chúng trên một tấm đồng vụn để xem liệu nó có chống lại được clorua sắt mà tôi sử dụng làm etchant hay không. Tôi thấy rằng Sharpie, Lumicolor xanh lam và Lumicolor đen đều chống lại clorua sắt mà rất ít vấn đề.

Bước 3: Gắn bút vào máy in

Phần tiếp theo là tìm cách lắp bút vào máy.

Tôi đã chuyển đổi máy của mình sang sử dụng máy đùn E3D V6 thông thường vì máy đùn có sẵn và đã hết hàng trong khoảng 7 tháng, vì vậy tôi đã khá quen thuộc với các điểm lắp có sẵn trên trục máy đùn.

Tôi tập trung vào việc sử dụng hai vít này để cố định cụm máy đùn vào cảm biến lực có trên hộp máy đùn của máy in của tôi.

Một số điểm quan trọng mà tôi đã xem xét (và trên thực tế, ảnh hưởng đến toàn bộ thiết kế) là lực sẽ tác dụng lên đầu bút như thế nào. Giá đỡ cần một số chuyển động thẳng đứng để đầu bút không bị đè bẹp bởi lực ép của giường vào nó.

Cũng như bao nhiêu chỗ lung lay mà cây bút có trong giá treo của nó. Nếu bút có một lượng nhỏ dao động theo góc hoặc theo trục X hoặc Y, thì các đường vẽ sẽ kém chính xác hơn khi thiết kế được vẽ, hạn chế độ chính xác cuối cùng của công cụ.

Tôi đã giải quyết được cả hai vấn đề này bằng một đường ray tuyến tính thu nhỏ.

Thành thật mà nói, tôi không mua thứ này. Tôi đã tìm cách có được nó bằng cách thảo luận về thiết kế của mình với một số người bạn kỹ sư của tôi khi một trong số họ lôi cái này ra khỏi ngăn kéo và tặng nó cho tôi. Tôi thậm chí không biết sẽ phải trả bao nhiêu nếu ai đó muốn mua một cái.

Đường ray tuyến tính này được gia công chính xác đến mức tôi không thể phát hiện ra bất kỳ sự dao động nào của đường ray và đủ nhẵn để trọng lượng của giá gắn bút sẽ kéo nó xuống dưới trọng lượng của chính nó.

Tuy nhiên, luôn có những lựa chọn thay thế, một tìm kiếm nhanh về “Đường ray tuyến tính thu nhỏ” trên banggood đã đưa điều này trở nên nổi bật. Nó hơi dài nhưng không có gì mà Dremel không thể sắp xếp được. Ngoài ra, kích thước của đường ray có vẻ như là một ứng cử viên hợp lý cho thiết kế. Rẻ quá.

Đường sắt thu nhỏ (Banggood)

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

Sau đó, tôi thiết kế giá gắn bút để giữ bút với một khớp vừa khít khi ấn vào, với các lỗ vít phù hợp để gắn nó vào thanh ray tuyến tính và sau đó là giá đỡ.

Tôi cũng nhanh chóng chế tạo một giá đỡ nhỏ để giữ cụm máy đùn chưa sử dụng. Tôi không muốn rút phích cắm vì nó khiến máy tắt do lỗi cảm biến. Bên cạnh đó, một trong những cách tốt nhất để rút ngắn tuổi thọ của các đầu nối điện là tạo và ngắt các kết nối lặp đi lặp lại.

Bước 4: Lừa máy in của bạn vào sơ đồ

Lúc này, tôi đã cắm một cây bút vào máy và tôi cần phải tìm ra chính xác cách tôi sẽ đánh lừa máy của tôi để vẽ những bức tranh đẹp cho tôi.

Suy nghĩ đầu tiên của tôi tương đối đơn giản, thiết kế một mô hình 3D và làm cho nó dày một hoặc hai lớp. Bằng cách đó, khi máy cố gắng in chi tiết, nó thực sự làm cho bút theo dõi toàn bộ diện tích bề mặt mà tôi đã thiết kế. Tuy nhiên, có một vấn đề nhỏ với điều này, như với cài đặt cắt tiêu chuẩn của tôi, máy đùn chỉ di chuyển qua các khoảng trống, nhưng với bút đúng vị trí, nó sẽ để lại một đường theo dõi các chuyển động này. Tôi đã tìm hiểu các cài đặt máy cắt của mình và tìm thấy một tính năng Z lift được sử dụng để giảm thiểu rỉ từ các máy đùn bị rò rỉ.

Tôi đặt giá trị thành một giá trị đủ cao để đầu bút sẽ bị loại bỏ khỏi bề mặt của phần có 'khoảng trống'

tồn tại trong thiết kế.

Trong khi tạo hồ sơ cắt lát của riêng mình cho máy vẽ, tôi cũng đã chuyển tất cả cài đặt nhiệt độ trên máy đùn và giường sưởi xuống nhiệt độ phòng vì quá trình này không cần sưởi ấm.

Tôi đã thay đổi đường kính vòi phun của mình xuống 0,3 trong cài đặt để phù hợp hơn với đường kính đầu bút của tôi. Tôi đã chọn một giá trị nhỏ hơn một chút để đảm bảo rằng có sự chồng chéo trong các đường vẽ trên các khu vực được điền đầy lớn. Có thể điều này tạo ra một vấn đề trong đó dòng mực mới phân phối lại và làm hỏng một phần của dòng trước đó nhưng tôi đã không dành nhiều thời gian để tối ưu hóa quy trình này và chưa điều tra đầy đủ mối quan tâm đó.

Với các cấu hình cắt được thiết lập, tôi tiến hành kiểm tra máy vẽ trên một số tờ giấy, sau đó là một số bảng đồng phế liệu mà tôi đã đặt xung quanh để ủi các đường gấp khúc trong bản vẽ.

Nhưng để tóm tắt các bit quan trọng:

LIFT Z (đặt thành thích 5mm +)

Nhiệt độ đặt ở mức thấp (nếu không bạn sẽ làm nóng giường và máy đùn của mình mà không làm gì được)

Thay đổi đường kính vòi theo quyết định của bạn (giá trị nhỏ hơn, độ phân giải cao hơn … cho đến một điểm)

Bước 5: Định vị lô đất của bạn

Vị trí của âm mưu của bạn là khá quan trọng khi sử dụng máy vẽ sơ đồ.

Chúng tôi cần biết máy sẽ bắt đầu vẽ sơ đồ của chúng tôi ở đâu và đặt bảng mạ đồng của chúng tôi vào vị trí đó. Để làm điều này, tôi làm theo một số bước đơn giản:

1) Tạo một hình vuông có cùng kích thước (hoặc lớn hơn một chút) so với ô của bạn

2) Chọn một vị trí cho nó trong phần mềm cắt của bạn, nếu bạn có lưới giúp sử dụng tọa độ x / y cố định

3) Kẻ ô vuông lên giường in (có thể muốn phủ giấy hoặc băng dính khi thực hiện việc này)

4) Định vị và cố định bảng đồng mạ của bạn vào giường in bằng cách sử dụng hình vuông được đánh dấu làm hướng dẫn

5) Định vị cốt truyện thực sự của bạn ở cùng vị trí với biểu đồ hướng dẫn hình vuông của bạn

6) Hy vọng bạn đã làm đúng và bắt đầu lập kế hoạch! (khuyến khích chạy khô nếu bạn không chắc chắn về độ chính xác của mình)

Bước 6: Vẽ PCB của bạn

Vì vậy, một vài điều cần làm tiếp theo là loại bỏ bất kỳ chỗ nào trong bối cảnh cốt truyện hoặc giá gắn bút của bạn, kiểm tra các khiếm khuyết và khi bạn có thời gian, hãy cố gắng điều chỉnh thiết lập của mình để loại bỏ chúng.

Nhưng thành thật mà nói, chúng tôi ít nhiều đã hoàn thành. Nếu ô của bạn thoát ra khỏi máy in một cách sạch sẽ thì bạn có thể muốn kiểm tra dấu vết của mình và điền vào bất kỳ lỗ nào hoặc cắt bất kỳ quần ngắn nào còn sót lại trong mực bút bằng tay.

Điều tuyệt vời là một khi quá trình này được điều chỉnh, nó sẽ sạch sẽ, an toàn và tương đối nhanh chóng. Bất kỳ sai lầm nào thường được theo sau bằng một số axeton, ống chỉ dẫn và sau đó dính vào giường để tạo ra một vết nứt khác ở nó.

Bước 7: Kết nối PCB của bạn

Bây giờ đây không phải là một hướng dẫn khắc, vì vậy tôi hy vọng rằng bạn biết phần này diễn ra như thế nào.

Tôi lấy PPE có liên quan và etchant yêu thích của tôi - Ferric Chloride. "Yêu thích" chỉ vì đó là tất cả những gì tôi đã sử dụng.

Thả tấm ván vào bồn, đổ lên tấm etchant và lắc nó một chút trong khoảng 30 phút (tôi đã làm lạnh etch, sẽ ấm nhanh hơn).

Kết quả đầu ra có thể được nhìn thấy trong các hình ảnh trên. Nói chung, không quá tệ nếu bản thân tôi nói như vậy.

Tôi cố gắng trung thực nhất có thể trong việc hiển thị các khiếm khuyết trong khắc, chỉ để chứng tỏ rằng tôi đã tìm ra một phương pháp, nhưng không phải là phương pháp. Tôi chắc chắn rằng có rất nhiều điều chỉnh cần được thực hiện để đưa quá trình này lên cấp độ tiếp theo.

Mực chống lại etchant rất tốt nhưng dường như bị hỏng khi nó mỏng hơn.

Cá nhân tôi muốn để lại mực trên PCB sau khi khắc như một dạng màn hình lụa, và nó sẽ thay đổi khi bạn hàn bo mạch của mình!

Tôi đã nhận thấy rằng mực làm kháng dường như chỉ hoạt động trên đồng và đồng thau (tôi chỉ mới thành công ở đây) nhưng không hoạt động trên thép. Tôi nghĩ có thể là do hàm lượng đồng, nhưng thành thật mà nói thì tôi không biết.

Hãy cho tôi biết suy nghĩ của bạn và nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, hãy cho tôi biết. Tôi đánh giá cao rằng đây không phải là một bộ hướng dẫn cấp Lego.

- KdogGboii