Boya kazıma ve 3D yazıcı (Ender 3 Pro) ile PCB üretimi denemesi

[Sercan]

Forumda bir süredir değişik 3D yazıcılar ile baskı devre üretimini konuşuyoruz. İzlediğim videolardan biri özellikle dikkatimi çekiyor. Aslında lazer gibi bir çok seçenek olsa da, bunun maliyeti düşük, toz toprak yok ve uygulaması zahmetsiz. Zahmetsiz derken, 3D yazıcı üzerine sabit bir aparat yapıp sök-tak olmadan doğrudan uygulanabilecek kadar rahat.

Bu yöntemin özü şu; ülkemizde marka kalemi, marka boyası gibi isimlerle satılan mürekkebi bakır plaka üzerine tamamen kaplayıp, metal kalemi (çivi) gibi sivri bir cisim ile istenmeyen boyalardan kazıma yöntemi ile kurtuluyoruz. Sonrası bildiğimiz asit banyosu.

Bugün sanayide otomobil, iş makineleri filan yan sanayisi için büyük kalıplar üreten bir arkadaşımın yanına uğradım. Gitmişken ona zahmet vermeden tornada kendime kazıma için aşağıda görünen çivileri ürettim. Bu yöntem başarılı olursa uçların değişik kalınlıkta olanlarını da daha geniş alanları kazımak için üreteceğim. Tabi bunları üretince oradan da kalem ve boyayı alıp geldim. Marka boyası benim aklımda yoktu ama arkadaşım kalem asit banyosunda iş görürse boyanın da iş göreceğini söyledi denemek için aldım. Boya, bakır yüzeyinde daha homojen dağılır. Kelem ile yapıldığında bazı yerler 2-3 katman ve haliyle daha kalın oluyor. Elle yaptığım denemelerde bu bölgeleri kazırken boya yırtılıyor.

Benim yazıcı tamamen açık kaynak. O kadar ki resmi orijinal Fusion 360 için 3D çizimleri bile mevcut. Ara parçalar üzerinde çalışmam gerekiyor. Uygun bir zamanda, sitedeki ara aparat için elimdeki malzemelere göre çizimlere başlayacağım.

Orijinal fikir kaynağı
İlham veren video:

 

[serkan_48]

Uygulama sonucunu dort gozle bekliyoruz.

Bende acaba bir yazici yapip lazer modulde alsam mi diyorum.

Yakin bir yerde bir kac tane nokta vuruslu yazici mevcut. Acaba bu yazicinin kafasini hareket ettiren duzenegi komple alsam bunlarla bir 3 boyutlu yazici yapabilir miyim? Uzerinde nema 23 motor var. Aşağıdaki resimdeki gibi.

Duzenek ise suna benziyor

 

[Endorfin35+]

@uyesercan,

Yontem gayet basarili gorunuyor. Tek endise kazima sirasinda boya bazi yerlerde yuzeye iyi tutunmaz ise pul pul atabilir.

@serkan_48

Duzenek dedigin resmi goremiyorum.

 

[Sercan]

Yontem gayet basarili gorunuyor. Tek endise kazima sirasinda boya bazi yerlerde yuzeye iyi tutunmaz ise pul pul atabilir.

İlk resmin ortasında bakır plaka var. Orada elle yaptığım denemelerde pul pul atma olayı oldu. Pul pul olma durumu boya kalınlığı, boyanın sertliği ve yüzey temizliği ilgili. Ben bu 3 sebebi bulabildim. Asıl çalışmada boya atma yaşanmasın diye zımpara kullanmadan bakır yüzeyi alkol ile iyice yağdan kirden arındırıp, kalem yerine boyayı kullanacağım. Aklımda boyayı kururken homojen dağıtmak için bakır plakayı döndürecek bir ufak cihaz fikri de var.

 

[Sercan]

Bende acaba bir yazici yapip lazer modulde alsam mi diyorum.

Resim görünmüyor ama lazer modül için nokta vuruşlu yazıcı yerine kendin 2 eksenli bir çalışma yapsan daha verimli olur.

 

[serkan_48]

Ben yapmisken iki işlevde gorsun dusunuyorum.

Hem 3 boyutlu yazici hemde lazer modul takilabilir bir cihaz dusunuyorum.

 

[serkan_48]

Mekanizma aşağıdaki resimdekine benziyor.

Yazıcı kafası mil üzerinde kayıyor. Arkada bir step motor kayış sistemi ile kafayı ileri geri hareket ettiriyor.

 

[Sercan]

İlk denemeyi yapabilmek için yazıcının kafasına uyumlu bir parçayı çizdim ve bu yazıdan sonra deneme için baskı alacağım. Aslında aklımda yaylı bir mekanizma vardı fakat pimin kendi ağırlığı ile de boyayı kazıdığını gözlemledim. O nedenle ilk denemede yer çekimini kullanacağım. Eğer yer çekimi yeterli gelmez ya da sorun gözlemler isem çivinin dışarıda kalan bölgesine başka bir parça yazdırıp yay ile uygulayacağı basıncı arttıracağım.

 

[Sercan]

Bu arada ölçüm için sadece 1g hassasiyetli mutfak terazim var ve buna göre çivinin ağırlığı 65gr.

 

[Sercan]

Kazıcı çivinin üst tarafına vidaları saklayacak bir tutucu da ekledim. Bu sayede çivi yuvasında sabit hareket ederken üst taraftan sıkıştırıp aşağı düşmesini engelleyecek.

 

[ckocagil]

İlk denemeyi yapabilmek için yazıcının kafasına uyumlu bir parçayı çizdim ve bu yazıdan sonra deneme için baskı alacağım. Aslında aklımda yaylı bir mekanizma vardı fakat pimin kendi ağırlığı ile de boyayı kazıdığını gözlemledim.

Ben de kesici için (vinyl cutter veya drag knife denen çeşit) bundan yapmıştım. Benimki yaysız yapınca güzel çalışmadı, baskı yatağının yüksek yerlerine gelince takılmaya başladı. Ayarlanabilir yay mekanizması koydum. Mekanizma: gövdenin tuttuğu bir adet uzun M5 somun, bir adet içi boş M5 cıvata ve cıvatanın içine girebilen bir pistondan oluşuyor. Muhtemelen bunu yapmanın daha kolay yolu vardır ama mekanik cahili olduğumdan aklıma ancak bu çözüm geldi. Printer M5'leri olabilecek en iyi şekilde basana kadar stringing kalibrasyonu yaptım.

 

[Sercan]

Yay mekanizması kolay, çivinin tamamının içine gireceği bir yatak yapıp, yatağın sonuna da bir yay eklenir. Çivinin ortasına bir delik ve değile de pim eklenir. Böylece çivi yataktan çıkmaz ve bir miktar hareket eder.

Bu ilk deneme, torna tezgahını kullanmayı iyi bilmiyorum dolayısıyla en basit çözüme yöneldim. Emanetin canı neticesinde olurmuş, tornayı kurcalayıp kaş yapacağım derken göz çıkartmak istemedim. Başarılı olur, çeşitlilik gerekirse tasarımı geliştirip, uygun çivileri ustasına özenle yaptıracağım.

 

[Sercan]

Cura'nın süper kalite ve düşük hız ayarları ile 6 saate yakın bir süre çıktıyı aldım. Kazıyıcı çivi yuvada muhteşem hareket ediyor. Bütün gece uyumadım, bu uyuma bakılırsa buna değecek gibi, sonucu görebilmem için üst taraftaki çivi tutucuları da bastırmam gerekiyor. O da bir buçuk saat sürecek. Test için PCB ve gcode oluşturdum ve ufak bir bakırı boyadım. Yani yazdırma bitip montajı yaptığımda test için her şey hazır.

 

[Sercan]

İlk deneme sonucum çıktı. Başlangıç konumu yanlış olduğu için yarısını dışarı yazmaya kalktı zaten de işlemi yarıda kestim. Çizdiğim yollar çok ince ve boya yumuşak değil. Marka boyasını düzgün sürmeyi beceremedim. Belki onunla daha iyi olur. Kalemdeki boya kazıma sırasına düz bir hat olarak sökülmüyor, çizginin etrafı pul pul kopuyor. Biraz ayar, doğru boya ve bol bol deneme ile bence bu iş olur.

 

[taydin]

Belki tablayı ısıtarak deneyebilirsin. Boyayı yumuşatacağı için daha düzgün kopabilir.

 

[Sercan]

Marka boyası ile çok daha iyi sonuç aldım fakat bu da yapışkanlı gibi üzerinde siyah siyah topaklar bıraktı. Yer çekimi çivi için yeterli ancak bir miktar güç uygulamakta fayda var. Bu sayede kazıma sırasında daha net hatlar elde edebilirim. 2. resimde kırmızı aldatıcı bir etki oluşturmuş, kazıma işlemi oldukça başarılı.

Bu arada aşağıdaki resimde görülen pqfn80p paket iki pad arasında 0,8mm mesafe var. Profesyonel PCB bastırsam bile kolay kolay çalışılacak ölçülerde bir entegre değil...

 

[Sercan]

Belki tablayı ısıtarak deneyebilirsin. Boyayı yumuşatacağı için daha düzgün kopabilir.

Evet aklıma gelmemişti tablayı ısıtmak işe yarayabilir. Test yaptığım bakır çok küçük bu fikir büyük çalışmalarda aklımda olsun.

 

[Sercan]

Bu siyah topaklar bir önceki mürekkepten kalma. Şimdi ucu güzelce temizledim bir sonraki denemede sorun çıkartacağını sanmıyorum. Hiç uyumadım, sonuç almaya başladığıma göre artık ara verebilirim...

 

[serkan_48]

Ilk cikti icin guzel sonuc. Farkli boya veya uc ile teknik degistirerek daha iyi sonuca ulasilabilir. Tebrik ederim.

 

[serkan_48]

Kaziyiciyi tutturdugumuz bu aparat icinde kaziyici resimde sanki biraz bosluk var gibi.

Bu gercekte boyle degil degilmi?