ВОПРОС Проблемы при фрезеровании печатных плат. Хэлп!

[Geka]

Приветствую всех!
Прошу помощи знатоков по следующей проблеме.
Гравирую платы. Три одинаковых блока 65 х 96 мм, в каждом по 10-ть различных плат на листе фольгированного текстолита FR4 0,5 мм 15 мкм (брал в TIXER), 200 х 100 мм. Жертвенник – фанера 10 мм, на него с помощью двухстороннего скотча (Момент) креплю текстолит сполшняком по всей поверхности. На первом листе потренировался, отладил программу, получил удовлетворяющий меня результат.
Гравер V-образный 0.5х30. Обороты шпинделя 10.000, скорость резания 400 мм/мин, врезание 100 мм/мин. Стратегия обработки по профилю, снаружи проводников, в итоге зазор между ними получается от 0.6 до 0.9 мм. На первом листе ставил глубину гравирования 0.021 при заглублении за проход 0.007. Естественно применял карту высот. Качество было вполне приличное, имхо.
Поставил второй лист текстолита и начались проблемы. Непрорезы на некоторых участках, причем не везде и не хаотично, а в определенных зонах – в нижней половине листа, и на правом фланге.
Первая моя версия, что граверу писец, не канает, так как обработка начинается снизу и именно там непрорезы. Хотя на всякий случай поставил свежий, результат тот же. При этом помянул недобрым словом китайского продавана - под видом новых впаривает переточку, у всех разная маркировка нанесена.
Вторая версия, про люфты тоже не подтвердилась, люфтов нет. А если и есть минимальные, тактильно неощутимые, то почему они дают о себе знать только в нижней половине листа?
Третья версия тоже не подтвердилась о «гуляющем» текстолите – приклеен насмерть.
- Скажите, вы хорошо это прикрепили? - Не беспокойся, алкаш. Не сорвешь! (с).

У меня остались три версии:

4. Что-то я делаю не так, что-то важное упустил из виду. Невнимательность к мелочам мой бич.

5. Карта высот работает неправильно. Как это проверить?

6. Толщина меди разная на разных участках листа. Внизу и на правом фланге значительно толще. Такое может быть, чтобы в 2 – 3 раза?

Если вначале глубину гравирования задавал 0.021, то на этих участках дошел уже до 0.051.

На фото третий блок после гравирования на глубину 0.051 мм, крайние платы почти полностью не прорезаны.

И карта высот именно этого блока.

 

[Alsan]

Geka, Александр, к сожалению ты не указал состояние станка, стоковый, на валах, или уже переделанный на рельсы (валы на опорах). На стоковом станке такое может быть из-за разной жесткости рабочего стола (разный люфт по Z) в разных местах рабочего стола. Была такая же проблема с платами. Обратил на это внимание, когда сделал опторазвязку с поиском ноля по Z со световой и звуковой индикацией. Так вот: отрабатывал поиск ноля по Z в разных местах стола, и при найденном ноле, клал рядом со щупом груз порядка 150 грамм. И контакт пропадал. Требовалось добавлять еще 0,03- 0.09мм в разных местах для появления контакта. Можешь проделать такой же эксперимент: запускаешь Z-щуп, определяешь ноль по Z. обнуляешь. Нагружаешь стол. Повторно определяешь ноль. Сравниваешь на сколько он ниже. У меня станок 3018PRO в стоке. Пока выхожу из положения так: нахожу ноль по Z, добавляю порядка 0.05мм, повторно обнуляю.

 

[ЮрийВ]

при найденном ноле, клал рядом со щупом груз порядка 150 грамм. И контакт пропадал.

Возможно, так влияют так называемые "упругие люфты" конструкции. При использовании конусных граверов с меньшим диаметром кончика, они должны меньше проявляться...
Я как то уже сообщал на форуме, что стоковый вариант и похожие с ним CNC более-менее нормально работают с конусными граверами (лучше спиральными) до 0.3 мм...

В приведенном случае, если время не поджимает и нужна только оконтовка дорожек, то переход на меньший диаметр конусного гравера (1) должен решить проблему, правда если ПП не вида пропеллера (на скрине видно, что с проблемного края высота довольно резко меняется... ). Если ПП играет на микро уровне по высоте под фрезой, то этот момент карта высот не отследит, так как при снятии карты щуп слегка касается меди, а гравер давит с усилием... Для этого случая вижу решение только в увеличении глубины реза (2). У себя иногда вынужден был делать глубину до 0.13 мм... Но при играх с глубиной конические граверы уже не так приемлемы, приходится смотреть на концевые фрезы...

 

[Geka]

@Geka, Александр, к сожалению ты не указал состояние станка, стоковый, на валах, или или уже переделанный на рельсы (валы на опорах).

Извиняюсь, итак много букв получилось. Станок переделанный.

отрабатывал поиск ноля по Z в разных местах стола, и при найденном ноле, клал рядом со щупом груз порядка 150 грамм.

При проверке геометрии станок грузил поверочным угольником весом более 5 кг. Сомневаюсь что V-гравер сможет так надавить на стол.

Ваши сообщения автоматически объединены: 03.12.2021

а скрине видно, что с проблемного края высота довольно резко меняется...

Ииии? Я же карту высот снимаю. Она что не замечает резко меняющейся высоты и не на сотку, а на десяточку! Вы это не вооружённым глазом заметили. Получается и карта высот заметила, но отреагировала неадекватно? Задрала гравер слишком высоко? И из-за этого непрорезы?

 

[vvv1234]

Возможные причины.
1. Недостаточное к-во точек карты. Для определения смещения по Z используется алгоритм интерполяции по 4-ем точкам. Чем ближе поверхность между этими точками к плоскости - тем точнее интерполяция. Если же есть нелинейности (скажем, небольшой изгиб) - интерполяция работает хуже.
2. Царапины на меди или участки с небольшим окислением. Попробуйте зачистить нулевкой.
3. Ошибки измерения карты. Из-за небольших люфтов в ходовом винте по Z. Или из-за шаговика, которые не идеален, может давать ошибку поворота до 5%.
4. Помехи.

 

[ЮрийВ]

Она что не замечает резко меняющейся высоты.

Как раз карта высот всё замечает и записывает, но не под давлением щупа, а его легким касанием. Затем приходит фреза и начинает в отличие от щупа давить, если плата имеет возможность "сыграть" вниз от давления фрезы на микроны в этом месте из-за своей кривизны, то она увернётся от процесса фрезерования и получается не прорез. Если фреза из-за бОльшей глубины в g-коде в этом месте "достанет" увернувшуюся вниз ПП (и-за запаса по глубине реза), то этот уход вниз ПП не повлияет на срез меди, так как был заложен запас.

Была у меня мысль, применять жесткий щуп для измерения карты высот и задать вниз довольно большую подачу, чтобы хоть как-то сыметировать дополнительное прижатие ПП к основанию фрезой...

 

[Geka]

Возможные причины.
1. Недостаточное к-во точек карты. Для определения смещения по Z используется алгоритм интерполяции по 4-ем точкам. Чем ближе поверхность между этими точками к плоскости - тем точнее интерполяция. Если же есть нелинейности (скажем, небольшой изгиб) - интерполяция работает хуже.
2. Царапины на меди или участки с небольшим окислением. Попробуйте зачистить нулевкой.
3. Ошибки измерения карты. Из-за небольших люфтов в ходовом винте по Z. Или из-за шаговика, которые не идеален, может давать ошибку поворота до 5%.
4. Помехи.

1. На площади 65х96 мм точек 11х16. Интерполяция 220х320 (карта снимается 15 минут).
Вы считаете этого маловато? Сколько порекомендуете?
2. Ярко выраженных царапин и окисления именно в нижней и правой частях листа нет.
3. Люфты очевидно в ШВП есть, но почему они проявляютя только в определенных местах, а не везде или хаотично?
4. Вот чего нет, того нет. Во-первых все давно заэкранировано, а во вторых опять же помехи не могут появляться закономерно в одной и той же области фрезерования.

 

[demyuri]

Люфты очевидно в ШВП есть,

Окромя ШВП есть ещё каретки с направляющими. Крепления надёжные? Болты не ослабли?

 

[Geka]

Крепления надёжные? Болты не ослабли?

Сильно сомневаюсь, проверю завтра, но опять же - почему они дают о себе знать только внизу и в самом правом краю? Это не блуждающий эффект, а явно закономерный.
Когда непрорезы по всей площади разной интенсивности, это одно, а когда только в определенных областях это другой головняк.

 

[vvv1234]

1. На площади 65х96 мм точек 11х16. Интерполяция 220х320 (карта снимается 15 минут).

Попробуйте удвоить.
У меня при фрезеровке с Candle были такие сбои. Не часто, но бывали. И что интересно, только с Candle, с OpenCNCPilot и с самодельным контроллером - ни разу...

 

[Alexmit]

в самом правом краю?

Тут карта высот отработала, но как-то с перебором.
У меня так было когда кончик фрезы был грязный.

А вот внизу не понятно почему.

 

[Alsan]

Похоже схема стола шутку сыграла

Под нагрузкой при фрезеровке всё, без сомненья, жестко. Но при снятии карты высот, без нагрузки, в крайних положениях стола +люфт вверх и будет приниматься за ноль. Вот тебе и недорез.
Всё таки советую проверить: определить ноль по Z в крайнем положении стола в покое и повторно определить его, приподнимая свисающий противоположный край и сравнить значения.

 

[vvv1234]

А вот внизу не понятно почему.

Может быть еще одна причина: ослабление скоча. Я как-то сделал эксперимент: приклеил слегка вогнутый кусок текстолита и оставил минут на 10. Края приподнялись.

 

[Smartes]

Перефразируя классика, не только у тебя не получается, вернее не только лишь все, мало кто может. Причин тому масса, даже не смотря на то что ты приложился к станку основательно. Самая главная из них это то что DIY станок не предназначен для изготовления ПП. Сейчас адепты, конечно, насуют но самый главный аргумент в пользу этой гипотезы это то что нигде в мире ни на одном предприятии по изготовлению( разумеется с учетом здоровой головы) не фрезеруют ПП, только хардкор, только травление. Объективным фактом в пользу травления является то обстоятельство что фрезеровка очень дорогой технологический процесс (если не самый дорогой), причем его результат в очень крайних случаях оправдан этими затратами. Очевидно, любая штампованная или литая деталь будет дешевле фрезеровки это в общем. В частности, давай упрощенно возьмем за меру стоимости процесса время. Тогда, в качестве примера, сколько бы ушло времени на изготовление ПП по твоему проекту на 2х листах текстолита по дешовейшей и простой ЛУТ(кроме лут есть еще в т.ч. и с CNC)? А на 5ти? Я полагаю за полчаса ты бы получил заготовки готовые к лужению или маскировке, причем пока платы травятся ты можешь поесть, сериальчик глянуть или даже с отороковицей о 23 годов по развлекаться. А тут 15 мин только карта высот, и это для каждого листа отдельно, каждый лист надо закрепить, найти 0 и остальная рутина и только потом фрезер, а за ним опять-таки надо смотреть. К очевидным минусам фрезеровки относится так же и невозможность исправить ошибку если лист не вышел то его в топку, с ЛУТом - нашатырь и новое нанесение и лист цел.
Стоит отметить, что это не значит что невозможно изготавливать ПП фрезером, я не хочу оскорблять чьих-то чувств, да и у тебя первый лист получился да и целом примеров достаточно, но вероятность что на втором листе у тебя будет такой же результат, тут как боженька на душу положит или покладет.
Что касается причин почему у тебя косяк лишь в одной области, то тут к тому вороху замечаний что уже озвучено стоит добавить что все те цифры которые ты упоминаешь и учитываешь, 0,007мм, 0,021мм, 15мкм и т.д. это все-таки в известной доле абстракция, картинка на экране и идеал к которому стремится программа, в реальных условиях это мягко говоря не так. Едва-ли та положишь голову на отсечение утверждая что меди там 15 микрон, а если там 10 а в этом углу 17? А это на секундочку 2я разница. Или что если в условиях техпроцесса изготовления текстолита в этом углу "фольга приклеилась лучше"? В тоже время, где гарантия что кончик фрезы (именно он а не каретка, там тоже есть место для косяка) опустился на 0,021? В итоге как вариант 5 микрон не удалилось или даже 3 стоки осталось (к примеру по центру платы тоже не до конца отгрызло) а это брак причем брак не бывает 1% или 0,001% тебе не легче если 99,99% дорожек не замыкают. Для просто любителей, напомню что фрезеровка это не конечная стадия ПП, и поиск где замыкает это тоже время, а в нашей модели это и стоимость. А если не найти КЗ то, гарантировано оно себя проявит, что еще сильнее ухудшает стоимостные показатели такого способа.
Поэтому как, вариант сменить технологию для новичков это просто маст хев, даже и не смотреть сторону фрезеровки. Даже с лазером это и быстрее ( в смысле научится) и надежнее ( в смысле результата) и дешевле ( в смысле кап вложений и модернизаций). Для тех кто уже вляпался в это, тут надо лучше просто пройти все стадии начиная с осознания.

 

[exe]

не видимый глазу и не ощущаемый люфт вполне способен натворить таких недорезов, поэтому тут только индикатором катать станок

Жертвенник – фанера 10 мм, на него с помощью двухстороннего скотча (Момент) креплю текстолит сполшняком по всей поверхности

дерево не лучшая поверхность для двухстороннего скотча, вроде бы в целом приклеено крепко, а края платы частенько "гуляют", для плат лучше использовать более однородный материал, например оргстекло, гетинакс, пропитанный эпоксидкой МДФ

нигде в мире ни на одном предприятии по изготовлению( разумеется с учетом здоровой головы) не фрезеруют ПП, только хардкор, только травление

На предприятиях иногда используют метод гравировки там, где требуется оперативно изготовить единичный прототип платы.
Лут на предприятиях уж точно никто не использует) а фоторезист достаточно длительный процесс.

Я полагаю за полчаса ты бы получил заготовки готовые к лужению или маскировке, причем пока платы травятся ты можешь поесть, сериальчик глянуть или даже с отороковицей о 23 годов по

Лут/фоторезист это далеко не только травление, это завершающий этап, а перед этим есть еще этапы подготовки оборудования к печати шаблона, и его нанесению и если вы этим занимаетесь не на потоке, а эпизодически, то времени это все может отнять весьма много - зачастую часы.

А тут 15 мин только карта высот,

Можно и без карты высот

К очевидным минусам фрезеровки относится так же и невозможность исправить ошибку если лист не вышел то его в топку

С чего бы это? Как раз в случае гравировки исправить недорез это минутное дело, и уж точно ничего делать с самого начала не придется, а тем более выбрасывать текстолит с недорезанной дорожкой.
Простите за нескромный вопрос, вы сами платы хоть раз пробовали гравировать?