ЕСТЬ РЕШЕНИЕ Шкрябалка своими руками - первые опыты

[aliev ru]

Привет форумчане.

Хочу представить на обзор достопочтенной публики технику создания защитной маски для печатных плат.
Сразу оговорюсь, процесс оч.далек от совершенства и представляю шквал комментов типа "да на jcb проще выписать, качество, многослойность, шелкография и т.п.", но! Но данный процесс позволяет сравнительно быстро и "относительно качественно " получить одно- двухсторонние платы с защитной глянцевой маской.

Намучившись в свое время с травлением плат сразу отмел ЛУТ и перешел к засветке фоторезиста лазером, а после приобретения станка окончательно перешел на фрезеровку.
Чуть позже с усложением схем остро встал вопрос с нанесением маски и опять же ЛУТ отмел сразу, увидел в интернете технологию механического удаления маски подпружиненной фрезой, начал искать ее и .. ни где не нашел. С этого момента начал опыты по изготовлению ШКРЯБАЛКИ, пропущу эту часть - она длилась около полугода, раза 3 забрасывал это занятие вообще
В общем вот она - "моя прелесть"

Корпус напечатан из abs-пластика, пружина диаметром 4 мм от какого-то старого ЛПМ (обрезана до нужной длины - при утполеном штихеле, заподлицо с верхней частью).
Подгонка плавного (без зацепов хода) как штихеля, так и пружины заняла пару часов в обнимку с надфилями. Далее набил туда графитовой мазки, вставил штихель, пружину и запаял верхнее отверстие кусочком abs-пластика. Внешний диаметр конструкции 7 мм, используем соответствующую цангу.
Описывать процесс изготовления плат не буду - тут целые ветки есть на эту тему.
Далее наношу на плату защитную маску, в моем случае дешевую китайскую зеленку (особенно понравилась синька) из шприца, засвечиваю УФ минут 20 каждую сторону (делаю в основном 2-х сторонние платы), после дубление платы в духовке (40-60 мин, при температуре 160-200 градусов) - тоже информации предостаточно.
После начинается колдовство по удалению маски, выглядит это так:

после сверление и обрезка:
Теперь развею свои долгописания фоточками результатов:


Процесс оттачивается потихоньку

"Деготь в ведро с сиропом":
- конструкция не идеальная, с центровкой беда - биения есть;
- адекватно работает на оборотах не более 300 об/мин., если выше то штихель зажимает центробежной силой и он просто перестает ходить;
- необходимо постоянно смазывать, чтобы не клинило щтихель.

О настройках процесса удаления маски...
Из-за биений, при подготовке УП надо учитывать что шкрябалка дает диаметр инструмента приблизительно 0.3 мм (я так по крайне мере ставлю). перекрытие 10-15%.
Глубина реза 8 мм, с первого раза снимется маска не очень, поэтому прогоняю УП 2 раза;
Скорость хода 80-120 мм/мин.
Кончик штихеля затуплен, чтоб медь не снимать а шлифовать.
Все эти параметры подбирались опытным путем и было выкинуто несколько готовых плат, так шкрябалка может легко и медь снять.

О большом плюсе данной технологии: плата изготавливается фактически за день (ставим иструмент, загружаем УП, курим, ставим инструмент, загружаем УП, курим и т.д. - т.е. не полный день);
далее паяем, упаковываем в напечатанный корпус, заливаем прошивку, на выходе получаем опытный и работоспособный образец устройства, ищем косяки, исправляем и тогда уже можно заказать пачку плат на заводе, если есть конечно такая необходимость.
В теории можно и шелкографию наносить, засвечивать её лазером - но пока не пробовал, да собственно и не зачем.

PS. Заказал черную маску - ужас, она не просвечивается УФ и не застывает соответственно, оч.хотел черные платы, поэтому использую зеленую, синию и жду красную. Пробовал еще белую (изначально хотел использовать ее для шелкографии), на выходе грязно белый цвет - не очень.

 

[sspilberg]

делал подобный инструмент из прижимной ножки для прошивки плат. дёшево и быстро. работает нормально. но диаметр бы побольше (он у алиэкспересс есть) все думаю получиться без костылей. обороты так же ксатити около 300

 

[aliev ru]

делал подобный инструмент из прижимной ножки для прошивки плат. дёшево и быстро. работает нормально. но диаметр бы побольше (он у алиэкспересс есть) все думаю получиться без костылей. обороты так же ксатити около 300

2 раза выписывал - не пришли блин!!!!
Думал заточить его сбоку как штихель, тут центровка всяко получше чем у меня.
Надо еще раз выписать - попробовать...

 

[zelvov]

Делал такую , можно работать на больших оборотах

Думал заточить его сбоку как штихель, тут центровка всяко получше чем у меня.
Надо еще раз выписать - попробовать...

Они свободно вращаются внутри, ими можно только царапать.

 

[ЮрийВ]

Представлю свой вариант держателя гравера для очистки, например, защитной маски ПП.
За основу (всё приобретено на Ali) взята трубка из нержавейки внешним диаметром 4 мм, с толщиной стенки 0.4 мм, фиксатор глубины для сверл 4 мм, пружины диаметром 3 мм (куплена в местном радиомагазине) или шарики 3.175 мм. Так что внутренний диаметр 3.2 мм, что на 0.025 мм больше диаметра зажимной части стандартных граверов V-типа. То есть люфт в месте начала конуса гравера может быть не более 0.0125 мм, если все размеры соответствуют заявленным.



Да, чтобы фиксирующие винты случайно не вылетели во время работы используется термоусадка. Она же не даёт винтам раскручиваться. Винт можно по возможности заменить на более короткий, чтобы сильно не выпирал и меньше была бы не симметрия.
В трубке напильником прорезается небольшая часть на глубину чуть меньше, чем располагается плоский срез гравера. Один из стопорных винтов упрется в края основания этого пропила и не будет давать граверу возможности выпасть из держателя. Другой фиксирующий винт с противоположной стороны выполняет свою роль фиксатора, упираясь во внешнюю часть трубки-держателя гравера. В держатель в данном случае длинной 37 мм помещается одна пружинка на фото или 4 шт. шариков 3.175 мм (их вес примерно 0.5 гр.). Это вариант для стокового шпинделя CNC3018. У водяных шпинделей есть возможность сделать держатель длиннее (за счет глубины патрона, если же рассматривать в сторону выдвижения из цанги, то здесь нет пределов, но могут увеличиться биения), что даст большую свободу для регулировки давления гравера на маску (использовать большее число шариков или длиннее пружину).

Самое главное, что нужно обсуждать в теме - силу давления конусного гравера определенного диаметра на маску ПП, так как при недостаточном давлении будет мешать инерционная сила вращения и могут быть не прорезы, а при чрезмерном давлении уже при, например, 0.1 мм режущей части легко прорезается сама медь. Пока эксперименты забросил и точно не помню, но вроде бы уже при 30...40 граммах для 0.1 мм гравера будет прорезаться медь.

Минусы пружин - чем больше она сжимается, тем сильнее будет давить на маску ПП. А если хочется ускорить процесс и не снимать карту высот, то пружины не лучший вариант. Поэтому был рассмотрен вариант с шариками. Они имеют небольшое боковое сцепление со внутренними стенками трубки, поэтому во-первых, на них меньше должна сказываться инерционная сила вращения. А во-вторых, их усилие-давление вниз на гравер не будет зависеть от степени подъёма гравера, то есть отпадает надобность в карте высот.




Да, предлагаю тему переименовать, чтобы было более понятно и более информативно. Например, подпружиненный держатель конусного гравера для ПП или что-то такое, чтобы в поисковиках быстрее находилось...

 

[msng]

Глубина реза 8 мм, с первого раза снимется маска не очень, поэтому прогоняю УП 2 раза;

Наверное 0,08мм? Или как?
А за счет изменения глубины реза можно как-то компенсировать силу пружины? Допустим, если пружина не достаточно сильно давит, ставить глубину фрезерования больше и тогда пружина будет давить сильнее. И наоборот. Или лучше именно силу(длину) пружины подбирать.

 

[Alsan]

или 4 шт. шариков 3.175 мм (их вес примерно 0.5 гр.). Это вариант для стокового шпинделя CNC3018. У водяных шпинделей есть возможность сделать держатель длиннее (за счет глубины патрона, если же рассматривать в сторону выдвижения из цанги, то здесь нет пределов, но могут увеличиться биения), что даст большую свободу для регулировки давления гравера на маску (использовать большее число шариков или длиннее пружину).

Так понимаю, что шарики просто играют роль груза?

 

[ЮрийВ]

Так понимаю, что шарики просто играют роль груза?

Ну да, стабильная минипружина и если получится, то легко регулируемая количеством шариков.
Конечным моментом удачи экспериментов должна стать таблица, где диаметру режущей кромки конусного гравера сопоставлена необходимая сила в граммах на ПП, измеренная электронными весами, при которой защитная маска уверенно счищается, а медь - нет.
И её нужно будет получить либо подборкой пружины, либо числом шариков или, как выше указали вариант, глубиной по Z, но это для случая, когда есть карта высот или пружина при сжатии на примерно 5 мм сильно не меняет свою жесткость в ответ.

 

[demyuri]

Представлю свой вариант держателя гравера для очистки, например, защитной маски ПП.

Можно немного доработать.
Взять трубку ф5, с внутренним 3.2, с противоположной стороны (которая в патрон) нарезать резьбу М4. Можно будет регулировать упругость пружины стопором.

 

[ЮрийВ]

Можно немного доработать.
Взять трубку ф5, с внутренним 3.2, с противоположной стороны (которая в патрон) нарезать резьбу М4. Можно будет регулировать упругость пружины стопором.

Не обязательно так сложно. Диаметр обычного стержня авторучки 2.8 мм. При необходимости его можно нарезать разной длины.
На мой взгляд, после 3.175 мм именно 4 мм цанги для платоделов из-за применяемых фрез самые востребованные. То есть как бы не потребуется покупать прям сразу цангу другого диаметра специально для такого держателя граверов.

 

[vvv1234]

Не обязательно так сложно. Диаметр обычного стержня авторучки 2.8 мм. При необходимости его можно нарезать разной длины.
На мой взгляд, после 3.175 мм именно 4 мм цанги для платоделов из-за применяемых фрез самые востребованные. То есть как бы не потребуется покупать прям сразу цангу другого диаметра специально для такого держателя граверов.

Хвостовик сделать 3.175, чтобы цангу не менять. А пружинную/шариковую часть большего диаметра, под имеющиеся детали.

 

[aliev ru]

Наверное 0,08мм? Или как?
А за счет изменения глубины реза можно как-то компенсировать силу пружины? Допустим, если пружина не достаточно сильно давит, ставить глубину фрезерования больше и тогда пружина будет давить сильнее. И наоборот. Или лучше именно силу(длину) пружины подбирать.

Прошу прощения - 0.8 мм (опечаточка вышла), данный параметр сугубо экспериментальный, в моем случае зависит от жесткости пружины.

 

[SilkWorm]

Ну да, стабильная минипружина и если получится, то легко регулируемая количеством шариков.
Конечным моментом удачи экспериментов должна стать таблица, где диаметру режущей кромки конусного гравера сопоставлена необходимая сила в граммах на ПП, измеренная электронными весами, при которой защитная маска уверенно счищается, а медь - нет.
И её нужно будет получить либо подборкой пружины, либо числом шариков или, как выше указали вариант, глубиной по Z, но это для случая, когда есть карта высот или пружина при сжатии на примерно 5 мм сильно не меняет свою жесткость в ответ.

Вариант с грузом (шариками) и если получится обойтись без пружины вообще, представляется мне более стабильным в плане давления ...