3D басып шығарылған ABS PCB: 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Мен Teensy-ге 4-разрядты 7-сегментті дисплейді жалғауға тура келгенде, мен үйден ПХД жасаудың қарапайым жолын зерттеуді бастау керек деп шештім. Дәстүрлі ою өте қиын және қауіпті, сондықтан мен оны тез тастадым. Мен өз каналдарыма өткізгіш бояуды қосатын 3D басып шығарылған тақталарды жақсы көрдім, бірақ бұл өткізгіштікке қатысты тұрақсыз болып көрінеді. Сондай -ақ, қос экструзионды принтерде қолдануға болатын арнайы өткізгіш жіптер бар, бірақ менде бар стандартты жабдық үшін қарапайым және тиімді нәрсе іздеймін.

Сондықтан мен 3D басып шығаруда компоненттер мен қосқыштарды тікелей дәнекерлеу мен төсеуді ойладым.

Жұмысқа кіріспес бұрын ескерту керек: біз ABS -пен басып шығарамыз, себебі ол деформацияға дейін +200ºC -қа шыдайды (сондықтан біз оның үстіне дәнекерлеуді мұқият қолдана аламыз). ABS көмегімен басып шығару PLA сияқты қарапайым емес, сізге жабық принтер мен көптеген параметрлерді калибрлеу қажет, бірақ бұл дұрыс болғаннан кейін нәтиже өзгереді.

Кейбір контекст қосу үшін мысалдарда мен ESP8266 12E Wi -Fi тақтасы үшін ПХД жасаймын, сондықтан оны кейін басқа нәрсеге оңай қосуға болады (соңғы мақсат - 4d7seg дисплейі).

ПХД маған барлық қол жетімді түйреуіштерді пайдалануға мүмкіндік береді, ал модульдердің көпшілігінде қосалқы түйреуіштер өте аз немесе мен қаламайтын қосымша функциялар тым көп (NodeMCU сияқты).

Жабдықтар

• ПХД жобалау бағдарламасы (KiCad мұнда, ақысыз). Бастапқы деңгей.
• 3D модельдеуге арналған бағдарламалық қамтамасыз ету (мұнда блендер, ақысыз). Қолданушы деңгейі.
• 3D принтері (мұнда Creality 3D Ender 3 Pro, шамамен 200 €). Қолданушы деңгейі.
• ABS пайдалану кезінде принтерге қоршау ұсынылады - Бұл нұсқаулықты жалғастырмас бұрын ABS сәтті басып шығаруға болатынына көз жеткізіңіз.
• ABS жіпшесі (Smartfil ABS, шамамен 20 €/кг). ПХД үшін 3-15 грамм.
• Тігін инелері (тек анадан алыңыз). Өлшем компоненттердің түйреуіштерінің диаметріне байланысты болады. Әдетте диаметрі 0,5 мм немесе 1 мм.
• Қалайы дәнекерлеуші мен дәнекерлеуші (жергілікті дүкеннен шамамен 15 евро). Дәнекерлеуге жарамды барлық керек -жарақтар: дәнекерлеуші тірегі, шам, тақта, пинцет, қорғаныс көзілдірігі, маска … аксессуарлар қолданушының қолында, тек қолөнер кезінде өзіңізді жайлы және қауіпсіз сезінетіндігіңізге көз жеткізіңіз!
• Шыдамдылық, шығармашылық қабілет және жақсы негіз (қолыңызды ұстамас бұрын google-де көп оқуға тырысыңыз).

1 -қадам: прототипі мен схемасы

Егер сіз басқа біреудің схемасын ұстанбасаңыз, электр тізбегін өндірушінің сипаттамаларына сәйкес салу керек. Прототиптік схеманы тексеріңіз, және ол жұмыс істеп болғаннан кейін барлық қосылыстар мен компоненттердің эскизін сызыңыз.

Егер сізде эскиз бар болса және сіз өзіңіздің схемаңызды нақты түсінсеңіз, оны EDA бағдарламалық жасақтамасында егжей -тегжейлі біліңіз. Бұл сіздің дизайнды оңтайландыруға және тексеруге көмектеседі.

Схемаңызды салыңыз және оны ПХД дизайны үшін нұсқаулық ретінде пайдаланыңыз. EDA Eagle немесе KiCad бағдарламалық жасақтамасы нақты компоненттерді қосуға мүмкіндік береді, олардың көмегімен нақты тізбектер мен өлшемдер бар, осылайша сіз электр тізбегін дәл айналасында жобалай аласыз.

Мен KiCad қолданамын, ол ақысыз және бастаушыға түсінікті. Менің білетінім-Брайан Бенчофф @ https://hackaday.com/2016/11/17/creating-a-pcb-in… және оған қатысты кейбір жазбалардың арқасында, сондықтан ПХД-нің жақсы дизайнымен аяқтау үшін оның нұсқауларын орындаңыз.

Бұл бөлімдегі суреттер мыналарға қатысты:

• ESP8266 сынақ прототипі және 4 цифрлық 7 сегментті дисплей (Teensy 4 -ке бекітілген).
• ESP8266 12E Wi -Fi тақтасының қосылу схемасы.
• ESP8266 және кернеу бөлгіш арқылы жұмыс істейтін 4 цифрлық 7 сегментті дисплейге арналған KiCad схемасы (бұл менің соңғы мақсатым).
• KiCad ПХД дизайнының шығысы.

2 -қадам: 3D моделі

Қағаздағы ПХД дизайны болғаннан кейін, сіз оған 3D модельдеу бағдарламалық жасақтамасында шынайылықты беруіңіз керек. Бұл сонымен қатар сіздің файлды 3D принтерге дайындайды. Блендерде осылай жасаймын:

1. Ұшақ торын жасаңыз және оның үстіне ПХД дизайнының суретін қосыңыз. Оның масштабы мен өлшемдері шынайы екеніне көз жеткізіңіз, себебі бұл «калька» ретінде қызмет етеді.

2. ПХД -ге қосылатын PIN кодтарының нақты орналасуына және мөлшеріне ерекше назар аудара отырып, жеңілдетілген компоненттер жасаңыз. Өндірушінің сипаттамаларын желіден алыңыз немесе оларды дәл өлшеу үшін өзіңіз өлшеңіз. Сілтеме ретінде қолдануға болатын кейбір стандартты димдерге назар аударыңыз:

   1. Тақталар үшін ұшақтарды қолданыңыз. Бір жақты ПХД үшін мен қалыңдығы 1,5 мм пайдаланамын, сондықтан жіңішке болғандықтан, мен басып шығару кезінде жақсы мәлімет алмадым (бұл принтердің параметрлері мен мүмкіндіктеріне байланысты, бірақ біз бұл туралы кейінірек білеміз). Екі жақты ПХД үшін мен қалыңдығы 2,5 мм қолдандым.
   2. Ілгектер үшін принтер түсіру үшін диаметрі кемінде 1 мм цилиндрлерді пайдаланыңыз.

   3. Арналар үшін ені кемінде 1,2 мм текшелерді пайдаланыңыз. Арналарды алу үшін сіз жай ғана бетіңізді шығарасыз.

3. ПХД дизайнына сәйкес компоненттерді табыңыз. Егер сіздің компоненттеріңіз жеткілікті нақты болса, сіз мұны қақтығыстарды тексеру үшін пайдалана аласыз, бірақ әрқашан әр элементтің айналасында қосымша орын қалдырыңыз.
4. Электр тізбегін қадағалаңыз. Текшенің торын бірінші түйреуіштің орнына қойыңыз. Содан кейін, өңдеу режимінде, бетті дизайн бойынша түзу сызықпен шығарыңыз. Тағы да, 90º сызықтарын қолдана отырып, қарапайым болыңыз және қанша арнаны пайдалансаңыз, сонша пайдаланыңыз. Сондай -ақ, қабырғалар арасында кемінде 0,8 мм қашықтықты қалдырыңыз, әйтпесе басып шығару кезінде олар жіберіп алынады. Төмендегі 1 -суретте нақты өлшемдермен модельденгеннен кейін өзгертілген кейбір маршруттар көрсетілген, себебі идеалды маршрут тым жұқа болғандықтан мүмкін болмады.
5. Жалпақ текшені қосу арқылы ПХД жасаңыз (жоғарыда көрсетілгендей күңгірт).
6. ПХД объектісіне логикалық модификаторларды қосу арқылы тақтадағы арналар мен тесіктерді ойып жазыңыз. Бұл логикалық модификатордың мақсатты объектісін қиып өтетін тақтаның бөлігін қысады.

3 және 4 -суреттер ESP8266 тақтасының соңғы нәтижесін көрсетеді (2 -суреттегі 3D модель).

Осыдан кейін сіз өзіңіздің ПХД -нің 3D басып шығаруын көресіз.

Соңғы қадам - модельді дұрыс экспорттау.

1. Барлық беттер сыртқа қарайтынына көз жеткізіңіз («Өңдеу режимі - Барлығын таңдау» Содан кейін «Тор - Қалыпты - Сыртта қайта есептеу»).
2. Олардың барлығы жеке тұлғалар екеніне көз жеткізіңіз («Өңдеу режимі-Барлығын таңдаңыз» Содан кейін «Жиек-жиек бөлінуі»).-- Егер сіз бұл екі қадамды өткізіп жіберсеңіз, Slicer бағдарламалық жасақтамасында жетіспейтін мәліметтерді табуыңыз мүмкін.-
3. . STL ретінде экспорттау (заттардың масштабын сақтау үшін тек соңғы ПХД және «Көрініс бірліктерін» экспорттау үшін «Тек таңдау»).

3 -қадам: кескіш бағдарламалық қамтамасыз ету

3D принтерлері әдетте 3D модельдерін өңдеуге (.stl немесе басқа форматтарда) және оны басып шығару үшін қажетті маршрутты есептеуге арналған «Slicer» бағдарламалық қамтамасыз етуді ұсынады (әдетте.gcode форматында). Менде Creality Ender 3 бар, мен берілген Creality Slicer бағдарламасынан көшкен жоқпын, бірақ сіз бұл параметрлерді кез келген басқа бағдарламалық жасақтамаға қолдана аласыз.

Мен толық бөлікті кескіш параметрлеріне арнаймын, себебі олар ABS -ті басып шығару кезінде өте маңызды, бұл қисаюға, тарылуға және жарылуға байланысты өте қиын. ПХД басып шығару да дәлдіктің арқасында стандартты 3D принтерлер шегінде.

Төменде мен ПХД -ны ABS егжей -тегжейлі басып шығаруға арналған Creality Slicer бағдарламасында қолданатын параметрлермен бөлісемін. Олар стандартты параметрлерден ерекшеленеді:

• Жұқа қабырғалар мен қабаттар (егжей -тегжейлі мәлімет беру үшін - егер сіз менің параметрлеріме риза болмасаңыз, бұл сізге қажетті нәтиже үшін бірнеше қайталауды қажет етуі мүмкін).
• Сал қолданыңыз. Кілт негізде, сіз оған ерекше назар аударуыңыз керек. (Басып шығаруға әсер етпейтін минималды бұрылыстарды болдырмау үшін мен модельден 10 мм ығысуға рұқсат етемін). Сондай -ақ, жақсы берік негізге жету үшін салдық желілер арасында ешқандай айырмашылық жоқ. Егер сіз базаны дұрыс орнатсаңыз, бәрі дайын. Егер сіз базаңызда бүктелген бұрыштарды көрсеңіз, сіз сөзсіз құрбан боласыз.
• Баяу жылдамдық. Мен стандартты жылдамдықтың 1/4 бөлігін қолданамын (бұл жақсы жіп салу, демек жабысу мен жалпы сапаға мүмкіндік береді).
• ABS температурасы (төсек: 110ºC, шүмек: 230ºC)
• Желдеткіш өшірілген (ABS үшін температураны тұрақты ұстау ұсынылады).

4 -қадам: басып шығару

Соңында.gcode -ды принтерге жіберіп, ПХД -ні шығарыңыз. Сіз ұстануға тиіс кейбір кеңестер:

1. 3D принтерді қосыңыз. Қоршау сіздің температураңызды әлдеқайда тұрақты сақтайды, бұл ABS басып шығару үшін күшті талап. Процессор мен қуат көзін корпустың сыртында ұстағаныңызға көз жеткізіңіз. Егер сіз ABS -ті қоршаусыз басып шығара алсаңыз, менің айла -амалдарыңызбен бөлісіңіз.
2. Принтерді біраз қыздырыңыз. PLA-да сіз бірден басып шығара аласыз, бірақ ABS-те менің кеңесім-ABS параметрлерімен (төсек: 110ºC, шүмек: 230ºC) 10-15 минут бойы алдын ала қыздыру, осылайша сіз басып шығаруды бастамас бұрын дұрыс атмосфераны құрасыз.
3. Баяу, бірақ сенімді түрде басып шығарыңыз. Бұрын айтылғандай, мен конфигурация файлында стандартты басып шығару жылдамдығын 1/4 дейін қысқарттым. Бұл жақсы нәтижеге жету үшін жеткілікті баяу екенін көрсетеді, бірақ егер сіз оны оңтайландырғыңыз келсе, беру жылдамдығын реттеу арқылы басып шығару кезінде басып шығару жылдамдығын басқара аласыз. Есіңізде болсын, жоғары жылдамдық кенеттен қозғалыстарға әкеледі, олар жіптерді тиімді орналастырмайды немесе тормен соқтығысып, оны шешіп алады.
4. Жақсы іргетас жасаңыз. ABS кілті - жақсы бекітілген негізге қол жеткізу. Егер база істен шығып, бекітілмесе, модель жойылды (төмендегі кейбір апатты әрекеттерді қараңыз). Жоғарыда келтірілген кеңестермен (инкассация, алдын ала қыздыру және баяу жылдамдық) сіз жақсы негіз мен жақсы әрлеу алуыңыз керек. Бірақ мен бірнеше сағат бойы қараусыз қалдыратын PLA -дан айырмашылығы, ABS көбірек назар аударуды қажет етеді.
5. Сақ болыңыз, әсіресе басында. Жоғарыда айтылғандарды қайталай отырып, кілт - бұл негіз. Бірінші сыртқы контур жақсы салынғанына көз жеткізіңіз. Бұл бірінші қабаттың адгезиясын қалайды. Кейде жіп бірден жабыспайды немесе орнынан сүйрелмейді. Негізгі тақтаны тегістеуді немесе тазалауды түзету үшін сіз мұны тез арада байқауыңыз керек. Әрқашан бұралуды қадағалаңыз, егер сіз бұрыштардың көтеріліп жатқанын көрсеңіз, олар бүкіл негізді жабыстырады және басып шығаруды бұзады. Егер база орнында тұрса да, бұрылыс бұл бұрышты деформациялайды.

5 -қадам: сым мен дәнекерлеу

Енді бәрін орнына қою уақыты келді:

1. Арналар мен тесіктердің аяқталуын тексеріңіз. Принтер өткізбейтін немесе жабатын арнайы тесіктерді пайдаланады. Егер олардың кейбірін қайта ашу қажет болса, тігу инесін қолданыңыз. Әрине, егер сіз қисаюдың кесірінен тегіс баспаға қол жеткізе алмасаңыз немесе сіз күткен мәліметтерді ала алмасаңыз, принтердің параметрлерін, тіпті 3D моделінің өлшемдерін екі рет тексеріңіз.
2. Компоненттерді орналастырыңыз. Өз түйреуіштері бар модульдерді, резисторларды, конденсаторларды немесе жарықдиодты оңай орнатуға болады. Арналарға кіру үшін өз сымдарын сәл бүгуге болады, сондықтан оларды кейінірек байлау оңайырақ болады.
3. Сым мен дәнекерлеуді қосыңыз. Арнаға сәйкес келетін кез келген түйреуіштерді немесе секіргіштерді қолданыңыз және оларды ұзындығы бойынша кесіңіз, осылайша сізге арнайы түйісу нүктелерінде дәнекерлеу қажет. Бізге барлық нәрсені дәнекерлеудің қажеті жоқ, бірақ мен ештеңе жанбайтын кезде жасаймын. Менің жағдайда ESP8266 -ның барлық түйреуіштерін сыммен байланыстыруға тура келді, және дәл осы жерде жақсы дәнекерлеу дағдылары (мен жасамаймын). Басқарманың қалған бөлігін жасау өте қарапайым болды.

6 -қадам: тақтаны тексеріңіз

Егер сіз бәрін дұрыс жасағаныңызға сенімді болсаңыз, оны қосыңыз.

Прототип құру үшін мен Teensy 4 сериялық қосылымында ESP8266 іске қосамын.

Таза тақтада тестілеу кезінде мен жергілікті уақытты wifi арқылы жүктейтін бағдарламаны жүктедім. Көріп отырғаныңыздай, бәрі жақсы жұмыс істеді. Сіз бұл техникамен жақсы нәтижеге қол жеткіздіңіз деп үміттенемін.