Поиск по этому блогу

30 дек. 2013 г.

Струйный принтер для нанесения рисунка на печатные платы

Приветствую всех.
Вот появилось время и решил выложить мое последние изделие.Не знаю по теме ли раздела-если нет ,то не обижусь,если модераторы перенесут в раздел электроника.
Я давно пользуюсь при изготовлении печатных плат методом непосредственной печати на поверхности платы с помощью струйного принтера. У этого метода есть свои преимущества и возможно кто то попробует и он ему понравится. Этот метод менее распространен чем лазерно -утюжная технология,но то же описан на просторах интернета. Но к сожалению там все на уровне танцев с бубном,а принтеры превращают в монстров,влезая не только в механику ,но и в плату управления.
У меня как раз накрылся предидущий принтер для плат, честно отработав 4 года. Но показывать его мне стыдно, там все на фанерках и изоленте. Хотя работал отлично.
И вот теперь собрал ему замену, не забыв сфоткать подробно весь процесс. Думаю процесс его сборки будет кому то интересен. Дабы сохранить интригу то что получилось в результате-покажу в конце рассказа. И там же подробно покажу процесс производства печатной платы по струйной технологии.
Кстати так можно получать и шильды на металле и разметку панелей прям на метале и пластике.
И так приступим.Что нам надо -ну для начала принтер под переделку. Струйники бывают с двумя способами печати :ультразвук и термопечать. Под переделку годятся только принтеры с ультразвуком, так как под них идет два вида краски Пигментная и на водной основе. А для производства плат как раз нужна пигментная краска. Подробнее можно про это почитать набрав в гугле "Форум по струйной печати"
Так что выбираем вначале принтер .Купить старый струйник не проблема за копейки. Я пошел к своим друзьям -сантехникам. Они сидят в подвале огромного офиса и вся оргтехника рано или поздно попадает к ним в лапы. За 150 руб был приобретен почти новый Лексмарк Z12. К сожалению без блока питания-он был в виде адаптера и его кто то скрысил. Купил я там и еще много интересного, но это к теме не относится.

Вот он красавец:
Прикрепленное изображение: 2.jpg

Прикрепленное изображение: 3.jpg
Отмочил и заправил картриж и проверил что он исправен и печатает в штатном режиме. Временно подключил к нему имеющися в хозяйстве самодельный блок питания на 30вольт 1ампер. Принтеру надо 30 вольт и 0.5 ампер
Прикрепленное изображение: 1.jpg

А теперь за работу: 

Что нам потребуется для работы:ну практически ничего:

Набор мелких крестовых и фигурных отверток,набор натфилей,ножовочное полотно,пассатижи и бокорезы.


Прикрепленное изображение: 02.jpg

Из мерилки :линейка и штангенциркуль.

Прикрепленное изображение: 03.jpg

Кучка мелкого крепежа от старых видиков и оргтехники:

Прикрепленное изображение: 0.jpg

Желательно бормашина с насадками и мелкими сверлами,но вполне прокатит и дрель:


Прикрепленное изображение: 01.jpg

Сразу оговорюсь,что переделка подходит для любого Лексмарка-у них потроха у всех почти идентичные.Для других принтеров-подход творческий:там все то же самое,только немного по другому.Посмотрев мои фотки -трудности не составит.

Снимаем верхнюю часть корпуса:

Прикрепленное изображение: 4.jpg

Прикрепленное изображение: 5.jpg

Прикрепленное изображение: 6.jpg


Прикрепленное изображение: 7.jpg

Прикрепленное изображение: 8.jpg

Прикрепленное изображение: 9.jpg

Прикрепленное изображение: 10.jpg

Обращаем внимание на датчик наличия бумаги.

Прикрепленное изображение: 13.jpg

и концевик,который нажимается когда крышка открыта:

Прикрепленное изображение: 14.jpg

Лексмарк достаточно прост. Тут всюду шаговики. В других моделях стоит и серва. Там есть еще прозрачная ленточка-фотодатчик положения головы. С ней поосторожней.


Отвинчиваем раму от нижней половины корпуса сам механизм:
Прикрепленное изображение: 11.jpg


Прикрепленное изображение: 12.jpg

А теперь продолжим.

Вот привод механизма подачи листов из верхнего лотка:

Прикрепленное изображение: 15.jpg

Он на фиг не нужен,удаляем все лишнее.

Прикрепленное изображение: 17.jpg

Снимаем место парковки картриджа.

Прикрепленное изображение: 18.jpg
У лексмарка оно простое,там только резиновая лопатка для съема капель, резиновая подставка и промакашка. У более сложных моделей есть еще помпа-пожиратель чернил. Она подключена прозрачной трубочкой к месту парковки. Помпу желательно отключить-подробности кому интересно в гугле"Форум о струйной печати". Но лучше по моему взять под переделку дешевую модель-меньше всего удалять.

Извлекаем обрезиненный вал подачи листов и поддон,по которому движутся листы.


Прикрепленное изображение: 21.jpg
Тут самое главное аккуратность: повернуть и вынуть капроновые вкладыши, на чем он крутится. Их повредить нежелательно.

Сразу от поддона отпиливаем ненужный верхний прижим листа. То есть часть которая поджимала лист сверху на выходе из принтера.

Прикрепленное изображение: 22.jpg
И не будем забывать о чистоте производства. В принтере шестеренки и направляющие смазаны силиконовой смазкой. Если в нее накрошить опилок-девайс долго не проживет. Так что все пиление надо делать подальше от принтерной механики или закрывать ее от опилок.

Мы видим посадочные места, где стоял раньше подающий обрезиненный вал.

Прикрепленное изображение: 19.jpg

Прикрепленное изображение: 20.jpg

Надо подготовить новые посадочные места смещенные вниз. Но вначале определимся с расстоянием, но которое надо опустить подающи вал, что бы принтер проглатывал более толстые вещи чем бумага. Примем толщину стеклотекстолита 2мм. Еще будет нужен кусок пластика для столика, на котором едет плата. Годится любо пластик толщино 4-5 мм. Тоньше брать не надо, так как при пропиливании новые посадочные места могут слиться со старыми. Я взял для столика кусок оргстекла 4мм от матрицы неисправного плоского монитора. В них просто отличные куски оргстекла, да еще рифленые с одной стороны:

Прикрепленное изображение: 37.jpg

Итого имеем 6мм,принимаем на всякий случай 7мм. С помощью мелких сверл, металлических шарошек и бормашинки, а так же надфилей выпиливаем новые посадочные места под капроновые втулки подающего вала, только ниже на 7мм.

Прикрепленное изображение: 23.jpg

Прикрепленное изображение: 24.jpg


Прикрепленное изображение: 25.jpg
Можно и без бормашинки.Только дрелью сверлим аккуратно и закрываем механизм от стружки.И не забываем про зацепление шестеренки подающего вала с остальным механизмом

Теперь собираем назад поддон и подающий вал. Поддон со стороны привода немного подрезаем. Ставим в новые отверстия капроновые втулки.

Прикрепленное изображение: 26.jpg
Справа пересверливаем со смещением вниз на 7мм отверстие под саморез крепления поддона. В остальных точках его пока не закрепляем-там потом будем городить новые крепления.

Итого имеем теперь увеличенный рабочий просвет.

Прикрепленное изображение: 29.jpg

Прикрепленное изображение: 30.jpg

В корпусе прорезаем окно для подачи столика с платами. Размечаем по месту. Я использовал бормашинку с отрезным диском и в углах ножовочное полотно. Все обрабатываем напильником и надфилем и снимаем заусенцы.
Прикрепленное изображение: 31.jpg

Прикрепленное изображение: 32.jpg

Прикрепленное изображение: 33.jpg

Теперь монтируем механизм в корпус. Для крепления поддона спереди используем два винта М3 с потайной головкой и две подкладки из пластика от корпуса музыкального центра толщиной 2.5 мм. Подкладки прихватываем к корпусу секундным клеем, что бы не мучатся в случае последующей разборки.

Прикрепленное изображение: 34.jpg

Прикрепленное изображение: 35.jpg

Сзади слева крепим саморезом по пластмассе с прокладкой 2 мм из стеклотекстолита.


Прикрепленное изображение: 36.jpg

Теперь вырезаем столик из оргстекла размером с лист А4. Все кромки обрабатываем напильником и неплохо будет немного заполировать.

Прикрепленное изображение: 38.jpg

Теперь делаем лоток для подачи столика в принтер. Как заготовку используем бывший лоток ,куда падали напечатанные листы и пару брусочков из пластмассы(бывшие крепления для плат).


Прикрепленное изображение: 39.jpg

Лоток должен плотно вставать в окно, пропиленное в корпусе и в то же время между брусочками должен проходить столик легко но с минимальным люфтом. Клеим брусочки секундным клеем и приворачиваем саморезами по пластмассе от старого видика. Вот что получилось.

Прикрепленное изображение: 40.jpg

Прикрепленное изображение: 41.jpg
Продолжим:

Крепим готовый лоток к принтеру.

Прикрепленное изображение: 50.jpg

Прикрепленное изображение: 51.jpg

Используем опять саморезы по пластмассе от старых видиков и подходящий уголок из той же баночки.


Прикрепленное изображение: 53.jpg

Прикрепленное изображение: 52.jpg

И тут выясняем, что я дятел-забыл про концевичок наличия бумаги. Он то же нуждается в тюнинге. Но это было сделать гораздо проще, когда был вынут механизм из корпуса. Но опять разбирать лень, по этому медленно начинаю заниматься концевичком. Он включается хитрой поворотной тягой. Вот оно до переделки:

Прикрепленное изображение: 42.jpg

Прикрепленное изображение: 43.jpg

Прикрепленное изображение: 44.jpg

Сам носик тяги куда нажимала бумага нуждается в наращивании на 4 мм,так как подающий механизм опущен и столик пролетает не нажимая на этот носик. Для удобства работы снимаем прижимы бумаги, которые сверху на пружинках.вынимаем тягу:

Прикрепленное изображение: 45.jpg

И наращиваем носик кусочком пластмассы от корпуса старого музыкального центра. Он как раз очень похож на материал тяги. Используем секундный клей, шпаклюем все опилками с клеем и сушим. Все обтачиваем надфилем. Получилось намертво:

Прикрепленное изображение: 46.jpg

Ставим тягу на место. Убеждаемся,что все нормально:

Прикрепленное изображение: 47.jpg

Прикрепленное изображение: 48.jpg

Теперь ставим на место верхние прижимы.

Прикрепленное изображение: 49.jpg
Тому, кто будет повторять мой путь советую разобраться с концевиком пораньше-пока потроха принтера еще не в корпусе.
Теперь я обратил внимание на полость, куда раньше вставлялась пачка бумаги сверху. Не порядок внешний блок питания-можно как раз его туда затолкать.


Прорезаю ножом отверстия под разъем электрошнура ,выключатель и предохранитель.

Прикрепленное изображение: 54.jpg

Изучением платы принтера я уже определил,что стабилизатор в блоке питания не нужен-он уже есть импульсный на плате принтера. По этому собираем трансформатор мост и электролит:

Прикрепленное изображение: 55.jpg

А теперь займемся крышкой.

Прикрепленное изображение: 56.jpg

Срезаем нижнюю перемычку,так как она теперь мешает.

Прикрепленное изображение: 57.jpg

Ненужное больше отверстие для загрузки бумаги закрываем накладкой из остатков бывшего лотка для бумаги.

Прикрепленное изображение: 58.jpg

Продолжаем.

Пришло время прикрепить к столику с боков полоски, по которым с боков поедут прижимные ролики. Дабы они не ездили по плате.Берем гетинакс 2мм (дно от какого то девайса).

Прикрепленное изображение: 61.jpg

Вырезаем из него резаком две полоски по 15 мм ,опиливаем и клеим супер клеем на столик
Прикрепленное изображение: 62.jpg

Затем усиливаем винтиками М3 с потайной головкой,ввертываем их резьбу в оргстекле. Главное чтобы они с другой стороны не торчали и головки были полностью утоплены.
Прикрепленное изображение: 63.jpg
Потом все немного заполировываем и столик в принципе готов

Теперь снимаем все прижимы. Два из них сразу убираем про запас на случай ремонта. Нам понадобятся только два.

Прикрепленное изображение: 64.jpg

Теперь на одном прижиме удаляем правый ролик а на другом левый.

На снятые ролики натягиваем по кусочку силиконовой трубки. Я использовал с толщиной стенки полтора миллиметра от медтехники. Распиливаем пазы под ролики, так как их диаметр увеличился.
Прикрепленное изображение: 76.jpg

Ставим ролики на место
Прикрепленное изображение: 80.jpg

Затем срезаем по 4 витка пружины-дабы поджималось немного по жестче.
Затем ставим готовые правы и левый прижим на место в принтер.

Прикрепленное изображение: 81.jpg

Прикрепленное изображение: 82.jpg

Прикрепленное изображение: 83.jpg

Теперь обрезиненные ролики будут ездить по гетинаксовым полоскам, а то что лежит на столике не будет ни за что цепляться.
Прикрепленное изображение: 84.jpg
Можно уже включить и попробовать погонять столик кнопкой прогон. К сожалению мы потеряли 30 мм по ширине рабочей зоны,но это плата за простоту переделки.

Теперь пришло время установить на корпусе принтера ролики для выхода столика.Иначе при выходе он может резко пойти вниз и своим концом попасть по соплам картриджа.У меня давно валяется пара роликов от факса в виде вала с резинками.Еще используем как обычно крепления от плат ,ибо их много.Прикрепленное изображение: 85.jpg


К корпусу клеим секундным клеем и как обычно усиливаем саморезами по пластику от видика.
Прикрепленное изображение: 86.jpg

Теперь вставляем принтер в корпус.

Прикрепленное изображение: 87.jpg

Прикрепленное изображение: 66.jpg

И последний штрих-делаем выдвижную подставку под столик,чтобы не ловить его руками. Используем все тот же гетинакс, крепления для плат и ролик от факса. Клеим на гетинакс крепления для плат,они как раз толщины как пазы в принтере от бывшего лотка для бумаги.

Прикрепленное изображение: 65.jpg

.А теперь все собираем и снизу крепим резиновые ножки от какого то девайса.
Прикрепленное изображение: 67.jpg

Прикрепленное изображение: 68.jpg

Прикрепленное изображение: 69.jpg

Ну вот и все.Принтер готов.

Прикрепленное изображение: 71.jpg

Прикрепленное изображение: 73.jpg

Проверяем его со столиком-все отлично работает.

Прикрепленное изображение: 70.jpg

Прикрепленное изображение: 77.jpg

Прикрепленное изображение: 78.jpg

Прикрепленное изображение: 79.jpg

А теперь начнем про технологию печати:

Вначале заправляем картридж краской.Я использую вот такую:

 Прикрепленное изображение: 1.jpg
Краска-обязательно пигментная

Теперь нам надо выровнять сопла в картридже. Берем любой кусок стеклотекстолита, толщиной как платы, что собираемся делать. Открываем окно обслуживания картриджа:

 Прикрепленное изображение: 2.jpg

и печатаем таблицу выравнивания

Прикрепленное изображение: 3.jpg.
Выбираем там где ровная линия и задаем это число. В общем все так же как на бумаге. Если надо будет печатать на стеклотекстолите другой толщины, выравнивание надо сделать под новую толщину.

Теперь собственно начинаем делать плату.Для начала возьмем что нибудь простенькое-как раз один из клиентов(в свободное время начинающий радиолюбитель) попросил плату для программатора Экстра ПИК.Вот с нее и начнем

Нам понадобится желатин

Прикрепленное изображение: 4.jpg 

и тонер для ксерокса или лазерного принтера(подходит в принципе любой)
Прикрепленное изображение: 5.jpg 

и еще заготовка из стеклотекстолита
Прикрепленное изображение: 6.jpg

Разводим желатин. Он нам нужен в качестве слоя,к которому хорошо липнут принтерные чернила и не растекаются. Берем его совсем небольшое колличество и разводим слегка теплой кипяченой водой в соотношении 1\5 - 1\7 по объему. Я взял пол чайной ложки желатина и три воду. Даем набухнуть минут 5 и размешиваем. Часть крупинок не хочет растворяться-но они значит с примесями и нафиг не нужны. Процеживаем через кусочек марли. Должна получиться прозрачная жидкость. Слегка подогреваем паяльной станцией феном.

Прикрепленное изображение: 8.jpg
Чтобы был градусов 40. Мажем кисточкой на предварительно зачищенную поверхность платы. Слой как можно тоньше-но в то же время без не промазанных мест.
Прикрепленное изображение: 7.jpg

Сушим феном. Главное чтобы температура платы не была больше градусов 50. Задача высушить,а не запечь. Когда все высохнет-слой не прилипает. Руками его стараемся не трогать плату берем за бока.

Прикрепленное изображение: 9.jpg
Кстати, если делаем сразу много плат можно зараз намазать их все. Они нормально хранятся несколько дней обработанные желатином, главное чтоб пыль не оседала и никто не лапал.
А сам желатин в баночке застынет минут через 20. Если надо еще обрабатывать платы не проблема его прогреть немного феном-он опять растает. А вот хранить его больше суток не рекомендую-плесневеет. 


Продолжаем.
Открываем программу Laout. Там у меня уже есть рисунок платы Экстра Пик. Открываем окно печати.
Прикрепленное изображение: 10.jpg

Ставим галочки как на фото.
Прикрепленное изображение: 12.jpg

Размещаем в окне рисунок платы с отступом от левого края на ширину боковых полосок столика.Отступ от начала листа-как нам больше нравится. Край столика соответствует началу листа.
Прикрепленное изображение: 13.jpg

Заходим в свойства принтера и задаем параметры печати: наилучшее качество и глянцевая бумага.

Прикрепленное изображение: 11.jpg

Закрепляем как нам больше нравится-например изолентой плату на столике и запускаем печать. Вот что у нас получилось.

Прикрепленное изображение: 14.jpg

Прикрепленное изображение: 15.jpg

И ничего не растекается.

Прикрепленное изображение: 16.jpg

Теперь можно было бы уже и запечь плату. Но я для надежного травления в хлорном железе всегда делаю еще одну операцию-обсыпку тонером.
Напечатанный рисунок влажный. Берем тонер и мягкой кисточкой припудриваем плату тонером. Именно припудриваем, а не размазываем-будет брак. Тонер растворяется в пигментных чернилах. Сразу заметно где уже припудрилось.

Прикрепленное изображение: 17.jpg

Постукиваем ребром платы об стол стряхиваем излишек тонера.Можно сдуть под конец.Тонера используем минимальное количество. Там где нет проводников плата будет чистая
Теперь запекаем плату феном паяльной станции.

.Прикрепленное изображение: 18.jpg

Греем с небольшого расстояния,перемещая фен.Тонер плавится-проводники становятся матовыми и как бы выпуклыми.
Прикрепленное изображение: 19.jpg



Мы остановились на том,что запекли рисунок паяльной станцией. Но так я делаю только когда леплю единичные платы дома.Когда их много -используется маленькая электродуховка. Нагрев ставится на 200 градусов,плата помещается на 1-1.5 мин.
Когда плата остыла помещаем ее минут на 15 в теплую воду.там где нет дорожек желатин разбухает и отваливается.Через 15 мин промываем поверхность платы кисточкой ,не надо бояться смыть дорожки, они крепко держатся.Мы получили чистую плату с рисунком дорожек.
Прикрепленное изображение: 22.jpg

Теперь травим.
Прикрепленное изображение: 23.jpg

Рисунок дорожек после травления проще всего снять крупной наждачкой. Растворители его не берут. Вот что мы получили:
Прикрепленное изображение: 24.jpg

Дальше уже не интересно.Сверлим отверстия
Прикрепленное изображение: 25.jpg

зачищаем мелкой наждачкой и покрываем раствором канифоли в спирту.
Прикрепленное изображение: 26.jpg

Прикрепленное изображение: 27.jpg
Получилось как обычно неплохо.

А вот и плата просвет:
Прикрепленное изображение: Изображение 002.jpg
Жалко не додумался ее сфоткать так до покрытия жидкой канифолью. Было бы поинтереснее

Теперь пару слов про двухсторонние платы.Наносим рисунок на одну сторону,до момента травления.А потом переворачиваем плату и все сначала.Готовому рисунку повторные нагревы нисколько не вредят.Единственное для точной центровки креплю на столик принтера линейку и делаю пробный заход на куске картона.И при обжиге рисунка на второй стороне платы лучше положить ее на чистую термостойкую поверхность.Если на поверхности загрязнения -можно подпортить рисунок.