Как выбрать ЧПУ для печатных плат?  Публичный пост

Я совсем сошёл с ума со своим паяльным хобби. Хочу ЧПУ для печатных плат. Куда смотреть, чтоб не прогадать?

За пару недель обзоров понял, что есть несколько основных нюансов:

  1. жесткие направляющие. Лучше, чтоб оси точно вставлялись в свои отверстия, а не держались на зажимах в направляющих. Так будет проще в установке, надёжнее в работе, меньше погрешности
  2. патрон для фрезы имеет огромное значение, лучше брать тот, что зажимает фрезу со всех сторон одновременно (минимум ER11)
  3. движок лучше более быстрый – обычно они питаются большим напряжением. Это не то, чтобы прям фильтр, но при прочих равных можно обратить внимание
  4. ???

Из моделей пока больше всего смотрю на китайские 3018 Pro за 200$. Я б взял и 1016 (мои платы почти всегда меньше 6х6), но они не подходят ни по одному из упомянутых критериев и сразу попадают в раздел "говно". Дороже 3018 Pro вижу уже только стартапы из кремниевой долины. Они на вид офигенные, демо-видео тоже офигенное, но стоят не меньше 1500$, что в шесть раз больше.

Я думал, что за пяток лет появятся норм сайты с подборками и сравнениями, а пока вижу только дырку от бублика и сайты фанатов 3018. Поэтому второй вопрос выглядит как какие варианты есть в сегменте от 100$ до 1000$?


EDIT: Я не один раз подходил к друзьям с подобными вопросами, поэтому наперёд знаю популярные ответы:

  • «закажи на резоните/электроконнекте/jlcpcb/pcbway/etc». Да, это всё здорово, но двухнедельное ожидание отрубает 90% мотивации
  • «сделай сам, я себе во что сделал» – класс, но я хочу купить готовое и не ввалить месяц труда по сборке и подгонке только чтоб получить первую испорченную плату. Хочу увидеть свою первую испорченную плату через час после получения станка.
  • «зачем ЧПУ, когда есть ЛУТ?» Затем, что лут требует много шагов и ручной работы. Если я делегирую фрезе работу, то сам смогу делать что-то полезное – продолжить написание кода или оптимизировать плату. Вкалывают роботы – счастлив человек.
15 комментариев 👇

Я владелец ЧПУ CNC 3018 Pro. По своему опыту могу сказать, что он не подходит для фрезеровки печатных плат. Я его изначально тоже покупал для этих целей, насмотревшись вот таких видео:

Да, у меня получались такие результаты (иногда), на очень маленьких платах, но стабильного результата нет.

Для чего он подходит:

  • сверловка отверстий
  • обрезка платы по контуру

Какие у станка проблемы:

  • жесткость конструкции. если надавить рукой на каретку оси Z, то будет видно, что она гуляет, ну и ось X прогибается
  • дешевая механика: напрявляющие из мягкой стали, самый дешевый винт с трапецивидной резьбой и ходовая гайка, которые не дадут достаточной точности перемещений для дорожек 0.2 мм
  • биение инструмента из-за того, что патрон ER11 закреплен гужонами на валу двигателя. Получается несоосность. Из-за этого фрезы маленького диаметра очень страдают, ну и качество фрезеровки тоже, естественно. Фрезы малого диаметра - дорогие, часто ломаются из-за биения.

Фрезеровал я со скоростью подачи (перемещения каретки) 0.5 мм в секунду, иначе получалась вообще фигня. А при такой скорости фрезеровка небольшой платы 30 * 40 мм это уже долго.

Рукастые дядьки на форумах вкладывают куча бабок и времени в переделку станка на рельсовые направляющие и ходовую на ШВП, поэтому я бы смотрел в инете станки вот такого плана:

  • стальной корпус
  • рельсовые направляющие на всех осях
  • ШВП на всех осях
  • каретка оси Z металлическая
  • шпиндель с запресованным патроном ER11
  • наличие концевиков на всех осях

А вообще, я пускал слюни на вот это: https://wegstr.com/
Но жаба давит такое покупать. Посмотрите видео, залипательно.

Для себя пока остановился на двух вариантах:

  • покраска заготовки черной матовой нитрокраской и выжигание лазером на этом ЧПУ. Недостаток: воняет и не полезно совсем.
  • фоторезист. Купил себе Anycubic Photon Mono SE для забавы, буду еще на нем пытаться фотореезист засвечивать. Первые тесты выглядят интересно, нужно экспериментировать дальше.

@gleb_romanov, с лета прошло много времени и я тоже купил себе 3018 Pro :) Похоже, мне повезло чуточку больше, т.к. ER11 у меня запрессован и гужоны вообще не используются. Но он был плохо запрессован, были биения, и фрезой 7mil получались дорожки 15mil (т.е. почти 0.4мм против 0.2), китаец согласился выслать второй движок на замену – на вид стало заметно лучше и биений на глаз больше не видно, но детальных тестов я пока не делал – увлёкся софтварными проектами.

В зависимости от требуемой точности я делал скорость около 100-150 mil/s (2.5-3.8мм/с) и получал удовлетворительный результат с дорожками 15mil и таким же просветом.

По результатам потраченного времени согласен, что можно придушить жабу и раскошелиться на wegstr. Мне кажется к тому моменту, когда я таки захочу апгрейд, можно будет либо взять б/у за полцены, либо появятся модели помладше за более приземлённый ценник :)

  Развернуть 1 комментарий

@ReDetection, результат прикольный. А подскажите, какие фрезы использовали? У меня есть второй движок с запресованным патроном, но у него меньше обороты, может попробую еще когда-нибудь. В стоковой конфигурации станка у меня были странные результаты: в некоторых местах дорожки были нормальной толщины, как в дизайне, а где-то их съедало прямо. У меня создалось впечатление, что вибрация при перемещении каретки по оси Х разная (на слух). Probing поверхности делал. Не понятно, что это у меня было.

  Развернуть 1 комментарий

@gleb_romanov, Ну по оси X у меня всё стабильно, а вот по Y было такое: когда стол едет на тебя (Y растёт), то этого небольшого момента хватает, чтобы немного приподнять каретку, а когда когда от тебя (Y уменьшается) – вгрызается чуть больше. Я не стал мудрствовать особо и опытным путём подобрал такое заглубление, которое стабильно работает в любом направлении. У меня получилось порядка 20мкм с моим односторонним текстолитом. Полагаю, когда открою следующую пачку, надо будет заново тестировать. Для тестирования сделал свой паттерн, т.к. не нашёл готовых.

Фрезы для дорожек обычные V-образные, у меня целая пачка на 7mil, потому что мне было жалко тратить остальные, пока я спорил с продаваном из-за биений. Результат сильно зависит от износа фрезы, в случае появления сомнений рекомендую прочекать на свежей фрезе и если что – уменьшить скорость шпинделя, ну и подачу, соответсвенно. Оптимальную я так и не рассчитывал, потому что всё равно нет документации по фрезе и что там за металл. Но стачивается быстро, через пяток небольших платок результат становится заметно хуже. Думаю прикупить дорогие фрезы с документами, когда эти сточу.

Для выточки контура платы пробовал и изношенные V-образные, и "кукурузы", результат одинаково хороший, просто один срез косой, а второй ровный)

  Развернуть 1 комментарий

Если собираетесь фрезеровать медь с текстолита:

  1. Во-первых, обязательно мощную вытяжку. Дышать эпоксидными смолами и крошкой это не то что ожидаете от процесса, но без пылесоса получите.
  2. Во-вторых, обязательно нужно профилировать поверхность. Ровный текстолит - редкость.
  3. В-третьих, сами фрезы лучше брать для стеклотекстолита. Реже будете подтачивать.
  4. В-четвертых, лучше фрезеровать через оснастку с центрующими отверстиями в плате (Особенно если плата двусторонняя), чем установленные на стол непосредственно. Оснастка может представлять собой кусок фанерной рамки. Но если что-то более-менее серийное, лучше, конечно алюминиевые.
  Развернуть 1 комментарий

Благодарочка. Ага, про центрующие – это хорошая идея, явно по ним проще будет попасть. Видел, ребята веб-камеру приделывают и автоматически перестраивают g-code под настоящие отверстия. Профилирование поверхностей, как я понял, чуть ли не встроено в каждый – просто два щупа добавил и скрипт запустил, не звучит как что-то сложное.

А откуда смолы? Если есть карта высот, то поди не будет грызть текстолит, а только медь срежет? В любом случае, в комнате эту штуку запущу только пару раз, остальное время будет жить на лоджии, чтоб меньше шумом раздражать.

  Развернуть 1 комментарий

@ReDetection,

Ага, про центрующие – это хорошая идея, явно по ним проще будет попасть. Видел, ребята веб-камеру приделывают и автоматически перестраивают g-code под настоящие отверстия.

Чем проще - тем надёжнее. В том числе и при совмещении двух слоёв в CAD'ах.

Профилирование поверхностей, как я понял, чуть ли не встроено в каждый – просто два щупа добавил и скрипт запустил, не звучит как что-то сложное.

Дьявол в деталях. А оттачивать надо будет много нюансов. Это касается и...

А откуда смолы? Если есть карта высот, то поди не будет грызть текстолит, а только медь срежет? В любом случае, в комнате эту штуку запущу только пару раз, остальное время будет жить на лоджии, чтоб меньше шумом раздражать.

Толщины реза фольги. Слои приклеены ровно только в идеальной вселенной, а реально приклеена фольга не идеально, профилировать всё равно будете с какой-то погрешностью подбирая производительность-время. Поэтому текстолит подрезать будете 100%. И лоджия, это конечно хорошо. Но тянуть это всё будет в квартиру всё равно. Это конечно, не производство, но иметь в виду надо.

  Развернуть 1 комментарий
Anatoly Shipitsin, Специалист по НЕХ 12 июля 2020

Я совсем сошёл с ума со своим паяльным хобби. Хочу ЧПУ для печатных плат.

А можно простой вопрос зачем фрезеровка? Чем тот же фоторезист и лазерноутюжная технология не устраивает?

  Развернуть 1 комментарий

Записал это в популярные ответы в футере. tldr: так руки свободны

  Развернуть 1 комментарий

@ReDetection, посмотрите в фоторезист все же. Я думаю отлаженный фоторезист будет отнимать меньше времени и площади в квартире. Про вытяжку реально не шутка.

  Развернуть 1 комментарий

@norguhtar, он у меня есть, делает классные тонкие дорожки. Тема! Но всё равно много шагов. Хочу оптимизировать

  Развернуть 1 комментарий

Кмк, в указанном ценовом сегменте будет что-то не очень, либо собери сам (https://alexgyver.ru/arduino-cnc-info/)

Либо закажи у китайцев норм качество за пару баксов:
https://jlcpcb.com/ (пользовался, ок)
https://www.pcbway.ru/

  Развернуть 1 комментарий

Всем честно отвечаю, что да, можно заказывать, но это надо либо уже готовое устройство в мелкую серию отдавать, либо терпеливым очень быть, чтоб три платы полмесяца ждать. У меня ж идей миллион в голове, через неделю я уже что-то другое захочу делать. ¯\_(ツ)_/¯

  Развернуть 1 комментарий

@ReDetection, хочется сразу готовое устройство в корпусе, до макетирования на макетной плате и отладки?
Лазерно-утюжная история чем не устраивает? SMD руками паять не самое большое удовольствие для меня)

  Развернуть 1 комментарий

@mkryuchkov, зря-зря. SMD дешевле и меньше, получается плотнее плата. Ну и фен решает (стоимость 500р), 0603 вообще без проблем делаю.
макетка – это первичное тестирование принципиальной схемы, буквально только один вечер, дальше начинается путаница в проводах и в тысячу раз удобнее развести плату.

  Развернуть 1 комментарий

😎

Автор поста открыл его для большого интернета, но комментирование и движухи доступны только участникам Клуба

Что вообще здесь происходит?


Войти  или  Вступить в Клуб