Фрезеровка печатных плат на ЧПУ станке

Вопрос о том, как недорого делать печатные платы, волнует многих радиолюбителей. Еще некоторое время назад выбор технологии был небольшой, но за счет развития современной техники радиолюбители получили возможность быстро и качественно производить печатные платы и не использовать при этом дорогие устройства.

Что такое ЧПУ станок для печатных плат?

фото чпу станка

Станки с ЧПУ — это автоматические станки-роботы, которые способны производить операции по определенной программе без участия человека. Они преобразовывают блок исходного сырья в сложную деталь для дальнейшего ее применения в крупных устройствах.

Преимущества и недостатки фрезеровки печатных плат на ЧПУ

Справка: С ЧПУ-станком можно осуществлять процесс фрезеровки печатных плат быстрее, чем другими методами.

К достоинствам применения таких устройств относятся:

Резка осуществляется без участия человека.
Вся работа осуществляется без использования вредных компонентов, загрязняющих окружающую среду.
Повторное осуществление процесса при грамотной настройке оборудования.
Изготовление одинаковых деталей в производственных масштабах.
Высокое качество выполняемой работы.
Применение станка ЧПУ позволяет сделать полный спектр процедур по производству печатной платы.

К недостаткам фрезерования относятся высокая цена некоторых видов фрез, а также скопление большого количества мусора в канавке.

Процесс производства печатных плат на CNC станке

фрезеровка печатных плат

Для выполнения печатных плат требуются программы Sprint Layout, PCad. Число файлов для начала выполнения деталей зависит от количества предстоящих работ и их сложности. Для этого требуется топология, схема сверления отверстий, схема готовой платы. Процесс изготовления происходит в несколько ступеней, к которым относится сверление отверстий под штифты и их вставка. Далее заготовка режется по контуру и на нее наносится рисунок.

Разработка или поиск схем для развода дорожек

Разрабатывать и осуществлять поиск схем для развода дорожек можно при помощи самой популярной программы Sprint Layout. С нее начинается путь почти каждого радиоэлектронщика.

Программа отличается простотой в применении, интерфейсом на русском языке, большим набором компонентов в библиотеке, возможностью создания собственных макросов.

Справка : Установить программу можно почти с любого сайта радиолюбителей, с блогов и форумов.

Эта программа обладает превосходной функциональностью, и даёт возможность не только быстро развести плату, но и обрисовать ее компоненты, найденные в сети, что позволит создать проект с нуля или использовать уже готовый вариант.

печатная плата

Инструменты рисования дорожек на платах освоить достаточно легко. Есть размерная сетка, ячейки которые можно изменить в размере, в зависимости от того, что хочет пользователь.

Учет кривизны тектолита

Печатная плата приклеивается к столу при помощи скотча. Кроме того, стол можно сфрезеровать под ноль и тогда все огрехи геометрии станка повторят форму подложки, от чего точность станет еще выше. Чтобы компенсировать кривизну текстолита, осуществляется сканирование поверхности и строится карта высот.

Получение gcode из gerber-файлов

После создания платы в программе нужно выбрать последовательно «Файл, Экспорт, Формат, Gerber». В следующем окне отметить нужный слой меди и нажать на «Рамка для излома», поправить имя создаваемого файла, место сохранения и нажать на «Создать файл Gerber».

Дальше при помощи мышки выбрать «Файл Gerber» и нажать на правую кнопку мышки. В появившемся окне подменю отметить «Сырые линии». Подвести курсор к краю платы, чтобы он был пунктирной линией, и выделить его, кликнув правой кнопкой мышки.

Если плата большого размера, то можно отказаться от мостиков при фрезеровании. Теперь нужно кликнуть мышкой на колонку «Файл» с левой стороны и сохранить его окончательно с именем латинскими буквами. Итак, в несколько шагов получается G-код для резания контура платы любой формы.

Выбор параметров фрезеровки

фото

Главные параметры, задающие режимы фрезеровки, следующие:

количество вращений вала шпинделя;
быстрота подачи;
глубина фрезы за одно выполнение.

Необходимая частота вращения зависит:

от характеристик и типа применяемого шпинделя;
режущего инструмента;
используемого материала.

Производство плат на ЧПУ

В самом начале процесса производства печатной платы требуется создание ее проекта. Для этого удобно применить популярную среди специалистов программу Sprint Layout 6. Во время разработки необходимо учесть технологические особенности обработки текстолита на устройстве с ЧПУ, выполнять трассировку большими дорожками, при этом оставлять зазоры для прохождения фрезы.

На нулевом слое прорисовывается контур платы, по которому будет осуществляться обрезка. Толщину линий следует указывать в зависимости от ее размера.

Далее нужно в специальной программе открыть окно «Настройки стратегий». В окне «ширина дорожки» указать толщину режущего инструмента. К примеру, гравер с режущим концом 0,6 мм. Для удобства обработки поставить галочку в «наметить отверстия».

фото

На следующем этапе нужно внимательно следить за траекторией фрезы — контролировать отсутствие замыкания между проводящими дорожками, которые не относятся к одноименной цепи.

Затем нужно подготовить программу управления устройством. При помощи утилиты Step Cam открыть файл фрезеровки и произвести настройку рабочей подачи, а также глубины резания, конвертировать в G-код и нажать на Make G-код. Подобрать глубину фрезеровки так, чтобы фреза сняла слой меди.

Загрузить Save G-code, и файл готов. Загрузить файл в Mach-3, визуально проконтролировать загрузку файла. Выставить на стенке нули и запустить обработку.

Программное обеспечение для ЧПУ-станков для печатных плат

Справка : многие изготовители платного ПО предоставляют полную версию своих устройств для бесплатного тестирования только определенное время. Нужно иметь это ввиду при выборе ПО.

Estlcam

Удобная программа для создания G-кода. Она имеет много интересных функций — работа с метрическими единицами измерения, импорт и экспорт разных форматов файлов. Также она способна включать контроллер ЧПУ, при помощи которого можно запустить устройство прямо из Estlcam. С помощью программы можно управлять станком ЧПУ вручную мышью, клавиатурой.

Free Mill

Часть коммерческого ПО, представляющая собой бесплатный CAM-модуль создания G-кода. Это бесплатное ПО не имеет ограничений по времени, попыткам, сохранениям и строкам кода.

С помощью программы можно:

создавать направление, где инструмент перемещается около набора параллельных плоскостей;
разрабатывать черновые и чистовые направления;
выполнять резание;
создавать G-код для определенного устройства.

DeskProto

В этой программе можно делать проекты с одной операцией или деталью, применяя ограниченное число функций. Здесь нет ограничений по сложности и размеру документа. Это позволяет создать разные виды деталей, чего для некоторых пользователей более чем достаточно.

Применение станка с ЧПУ для производства печатных плат позволяет получить хорошие результаты. Так, у радиолюбителей есть возможность выполнять печатные платы с минимальной шириной проводника, что еще десять лет назад было недостижимым.