Como fabricar circuitos impresos con una impresora 3d


Posiblemente  la primera vez que piense en adquirir una impresora 3D, es probable que piense que únicamente tienen  el propósito de generar piezas en 3d,pero lo cierto es que son maquinas polivalentes, que como vamos a ver, gracias a que son capazes de posicionarse en el espacio en los tres ejes ,  la verdad es   que cualquier impresora 3D puede imprimir placas de circuitos impresos y hacer muchas otras tareas.  

Tener en efecto una impresora 3D ofrece una infinidad de posibilidades, eso sin duda. De hecho es muy común usarla no solo para imprimir piezas tridimensionales, sino también montarle otros cabezales como un láser o una herramienta como una pequeña Dremel para hacer algún gravado. Otro uso bastante interesantes es para crear placas PCB usando la impresora 3D pues simplemente con ponerle un rotulador indeleble en lugar del fusor, podemos pintar las pistas sobre una placa PCB para luego seguir con el proceso del atacado químico.
Además, este proceso es ideal ya que hay que hacer una modificación muy sencilla a la impresora ( ya ue es reversible  )  y es algo que éste tipo de máquinas puede hacer con mucho detalle sin añadir presión mecánica a la estructura.
A continuación os dejo un vídeo sobre cómo se realiza todo el proceso, así como el resultado.

Comienzo del proceso

En efecto como vamos a ver , si está interesado en convertir su impresora en un trazador para PCB, podemos lograrlo  si bien cada impresora y software de rebanado son ligeramente diferentes, por lo que es probable que los componentes de montaje requieran un poco de pensamiento creativo para que funcione en su propia configuración.

Ya  que se supone tenemos la impresora 3d montada , calibrada y en funcionamiento ,  todo empieza con adaptar  rotuladores permanentes con punta que puede encontrar en cualquier papelería . Lo ideal  es  que se sean de calidad   (por ejemplo los modelos lumicolor STAEDTLER ) con  un ancho de punta establecido de alrededor de 0.4 mm . La razón de usar estos  marcadores es que estos modelos   pueden resistir sobre  un trozo de placa  de cobre la acción del cloruro férrico que puede utilizar para atacar las partes no impresas. 

Una vez consiga el marcado la siguiente parte es averiguar cómo montar el lápiz en la máquina.La idea es  concentrarse en usar los  tornillos que fijan el ensamblaje del extrusor al sensor de fuerza incluido en el carro del extrusor de la impresora.

Algunos puntos importantes que , influyen  en todo el diseño es  la cantidad de fuerza que se aplicaría a la punta de la pluma. La montura necesitaba un movimiento vertical para que la punta de la pluma no solo se aplastara por la fuerza de la cama presionando sobre ella, (así como el espacio de maniobra que tiene  el bolígrafo en su montura). Si el lápiz tiene una pequeña cantidad de oscilación angular o en el eje X o Y, entonces las líneas dibujadas serán menos precisas ya que el diseño se traza, limitando la precisión final de la herramienta.

La solución puede venir  con un riel lineal en miniatura que se mecanice con precisión hasta el punto en el que no se puede detectar ninguna oscilación del riel y es lo suficientemente suave como para que el peso del soporte para el marcado  lo baje por su propio peso, sin embargo, siempre hay alternativas, pues  una búsqueda rápida de «Riel lineal en miniatura» en banggood  basatara , si bien es un poco largo así que necesitara cortarlo (aparte de eso, las dimensiones del riel parecen un candidato razonable para el diseño)

Asimismo es necesario  diseñar el soporte del marcador en 3D   para sujetarlo con un ajuste perfecto cuando se le presiona, con los orificios adecuados para los tornillos para montarlo en el riel lineal y luego posteriormente en el soporte de montaje.( atención cuidado con  el ensamblaje del extrusor sin usar pues de  desconectarlo provocara el apagado de la máquina con errores de sensor  y además, una de las mejores maneras de acortar la vida útil de los conectores eléctricos es hacer y romper las conexiones una y otra vez).

Engañar a su impresora 3D  para usarla como plotter

A estas alturas, tenemos un bolígrafo pegado a la   impresora 3D  de modo que se hace necesario  averiguar exactamente cómo se va » a engañar a la máquina»  para usarla como plotter

Una  primera idea puede venir con diseñar  el pcb como  un modelo 3D y hacerlo de una o dos capas de grosor., de esa manera, cuando la máquina intente imprimir la pieza, en realidad hace que el lápiz trace toda el área de superficie que se haya diseñado. Sin embargo, con esta idea hay un pequeño problema , ya que con la configuración de corte estándar, el extrusor simplemente se mueve sobre los huecos, pero con el lápiz en su lugar, dejará una línea que rastrea estos movimientos. 

Revisando  la configuración de la cortadora ( sliccer) , existe  una función de elevación Z utilizada para minimizar el extrusado para los  fugas. Si se establece el valor en un valor lo suficientemente alto como para que la punta del lápiz se elimine de la superficie de la parte donde hay «espacios» es suficiente ,Asimismo al hacer propio perfil de corte para el plotter, también es interesante ajustar todos los ajustes de temperatura en la extrusora y la cama caliente a temperatura ambiente,ya que no es necesario calentar en este proceso. Por ultimo  es necesario cambiar  el diámetro de la boquilla a 0,3 en la configuración para que coincida mejor con el diámetro de la punta del lápiz. ( se debe seleccionar  un valor un poco más pequeño para garantizar que haya  superposición en las líneas dibujadas en grandes áreas de relleno (esEs posible que esto genere un problema en el que la línea de tinta nueva se redisuelva y dañe parte de la línea anterior, pero es difícil que ocurra)

Con los perfiles de rebanado establecidos,  para resumir los ajustes  importantes:

> LIFT Z (configurado como 5mm +) 

> Temperaturas bajas (de lo contrario, usted calentará su cama y la extrusora por nada) 

> Cambie el diámetro de la boquilla a su criterio (menor valor, mayor resolución de trazado … hasta un punto)

Posicionamiento de su placa 

La posición de su trama es bastante importante cuando usa su plotter  pues necesitamos saber dónde va a comenzar la máquina a dibujar nuestra trama de modo que coloquemos  nuestra placa  con revestimiento de cobre en esa posición. 

Para ello puede seguir unos sencillos pasos:

  1. Haga un cuadrado del mismo tamaño (o un poco más grande) que su  placa
  2.  Elija una ubicación para él en su software de corte, si tiene una cuadrícula que le ayude a usar coordenadas x / y fijas
  3. Coloque el cuadrado en la cama de impresión (puede que quiera cubrirlo con papel o cinta adhesiva cuando haga esto)
  4. Coloque y asegure su tablero revestido de cobre a la cama de impresión usando el cuadrado trazado como guía
  5. Coloque su trama verdadera en la misma posición que su trama de guía cuadrada
  6. Esperemos  que lo hayas hecho bien y comiences a trazar! (Se recomienda realizar pruebas en seco si no está seguro de su precisión)

Traze su PCB

Lo siguiente que debe hacer es solucionar cualquier problema en la configuración de la trama o en el soporte de su pluma, verificando  si hay defectos y, cuando tenga tiempo, intentar ajustar su configuración para eliminarlos.Pero honestamente, si su trama se desprende de la impresora de manera limpia, es posible que desee inspeccionar sus huellas y rellenar los orificios o cortar cualquier cortocircuito en la tinta de la pluma con la mano.

Lo mejor es que una vez que se sintoniza este proceso, es limpio, seguro y relativamente rápido. Por lo general, a los errores les sigue algo de acetona, lana de alambre y, a continuación, la repintación en la cama para otra grieta.

Grabar su PCB

Ahora una vez impreso las pistas toca  el ataque químico , el cual para bien o para mal sigue siendo para aficionados  el cloruro férrico puesto que no es peligroso  y ataca  con bastante precision  y suficientemente  rápido las partes no pintadas 

Esta  tinta resiste muy bien al grabador, pero parece romperse cuando las pistas son  muy delgadas , pero para resolver el problema  hay personas que les gusta retocar  el PCB después de grabar como una forma de pantalla de seda, 

 

En siguiente vídeo se ve todo el proceso completo  ideado por KdogGboii

Via Instructables.com

Cómo conseguir gratuitamente Fusion 360


Es cierto que existen programas de  diseño de  piezas en 3d  gratuitos de mucha calidad como el sw Blender ( antes de pago  y ahora gratuito ) o del famoso OpenScad, programa del que hemos hablado en este  blog en varias ocasiones, pero hoy vamos a hablar Fusion 360 , una herramienta del famoso fabricante AutoDesk  destinado a ser a ser  software 3D CAD / CAM con capacidades profesionales, pero  de modo más amigable con el usuario que otros programas profesionales de modelado en 3D de cuerpo sólido incluso del  propio AutoDesk

Este sw  es muy completo , pues en contraposición de otros  programas abarca todo el proceso de planificación, pruebas y ejecución de un diseño 3D , siendo por elllo  uno de los mejores programas de diseño 3D para especialistas en diseño 3D e ingeniería . Además, es capaz de simular la construcción de los componentes diseñados, así como las tensiones a las que se enfrentarán una vez que se ponen a su uso.

Por  supuesto  cuenta  con potentes herramientas paramétricas y herramientas analíticas de malla que se adaptan a la mayoría de los retos en el diseño industrial.

Fusion 360 tiene un excelente soporte para la impresión 3D, aunque si bien es cierto que  se pueden  tratar con el famoso programa Cura  . Los modelos  que tratemos también se pueden importar directamente en Autodesk Printing Studio, que guía cómodamente al usuario hacia  un archivo imprimible en 3D. Incluso puede encontrar las herramientas necesarias para reparar la malla, si es necesario, y una vista previa del proceso de impresión.

En el siguiente vídeo podemos ver un ejemplo de la potencia de este programa

Por cierto , el ejemplo  que podemos ver en el vídeo , se puede descargar desde  https://gallery.autodesk.com/fusion360

Este programa es de pago par su uso profesional , pero afortunadamente  existe una licencia gratuita tanto para su uso no profesional  para los aficionados  como para su uso en educación. Veamos los pasos a seguir para  obtener un acopia legal gratuita de este estupendo programas lider en modelado de piezas en 3d:

Instalación Fusion 360

En primer ligar   tendrá que registrase en la web de Autodesk  ,  si es que  aun no tiene cuenta en AutoDesk

Ahora nos iremos  al   apartado de descarga de  la versión gratuita de 30 días   desde el sitio web de Autodesk o el sitio web de Autodesk Education.

Nos pedirá aun logados en la web algunos datos básicos  como el nombre , e-mail  y un teléfono  y en seguida  podemos empezar a descargar el sw

Una vez descargado ejecutaremos el instalador  . Para activar la licencia de nueva empresa o la licencia educativa, debe

  • Las licencias de nueva empresa o aficionado gratuitas permiten acceder a Fusion 360 con una suscripción anual tras finalizar el período de prueba. Puede usar este tipo de licencia si la suya es una pequeña empresa con ingresos inferiores a 100.000 $ al año (o una cantidad equivalente). También puede usarla si es un aficionado que usa Fusion 360 para fines no comerciales.
  • Las licencias educativas pueden tener dos versiones. La licencia educativa que se muestra en la primera sección siguiente es una licencia individual. Para las instituciones educativas, puede que sea mejor utilizar la instalación para clases en grupo. Si es docente o administrador y desea instalar Fusion 360 en su centro educativo, visite la segunda sección para obtener instrucciones sobre la instalación para clases.

Cuando inicia Fusion 360, se muestra un reloj de cuenta atrás de una versión de prueba. Desea saber cómo seleccionar la opción de licencia de nueva empresa o aficionado gratuita o de licencia educativa gratuita.

Botón para suscribirse en Fusion 360

Para activar la licencia de aficionado,  nueva empresa o la licencia educativa (individual):

  1. Seleccione el contador de versiones de prueba en la barra de herramientas superior de Fusion 360.
  2. En el siguiente cuadro de diálogo, indique para qué desea utilizar Fusion 360. La opción «Continuar» estará disponible tras seleccionar un uso principal.Imagen añadida por el usuario
  3. Después de hacer clic en «Continuar», aparecerá el cuadro de diálogo siguiente. Haga clic en «Comprar ahora» para comprar Fusion 360. Esta acción le dirigirá al sitio web de Fusion 360.Para registrarse y obtener una licencia gratuita, haga clic en la opción para descubrir si cumple los requisitos.Imagen añadida por el usuario
  4. Después de hacer clic en la opción para descubrir si cumple los requisitos, verá la pantalla siguiente. Seleccione el tipo de licencia que desea solicitar.

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Después de seleccionar el tipo de licencia, Fusion 360 le solicitará la información adecuada. Si seleccionó una licencia individual o de aficionado, aparecerá el cuadro de diálogo siguiente:

Imagen añadida por el usuario

Tras rellenar la información necesaria, podrá hacer clic en el botón Continuar. De este modo, se completará el proceso de registro para obtener una licencia personal o de aficionado.

Si seleccionó la licencia de nueva empresa en el paso 4, aparecerá el cuadro de diálogo siguiente:

Imagen añadida por el usuario

Tras rellenar la información necesaria, el botón «Continuar» se mostrará en azul, lo cual le permitirá completar el proceso de registro para obtener una licencia de nueva empresa.

Después de completar los procedimientos para estudiantes o nuevas empresas, aparecerá el cuadro de diálogo siguiente. De este modo, podrá ver la licencia que ha registrado y, si hace clic en la opción para comenzar a utilizar Fusion 360, se abrirá el programa de nuevo.

Imagen añadida por el usuario

!Enhorabuena  ya puede disfrutar de este programa sin ninguna limitación temporal

Si no le convence este programa , hay  otros  programas gratuitos de modelado. Algunos programas de modelado en 3d  mas famosos :

Y  en esta lista , veremos  varios enlaces de bibliotecas de objetos en formato stl: