O que é, e como produzir uma PCB (Placa de Circuito Impresso) na Zmorph VX?

O que é, e como produzir uma PCB (Placa de Circuito Impresso) na Zmorph VX?
março 18, 2019 Engenharia Impressão 3D

Hoje em dia, circuitos eletrônicos estão por toda parte. Eles estão no seu pulso, bolso, se escondem no seu carro e estão presentes até  no espaço. Por isso, existe um número crescente de entusiastas da eletrônica que desejam concretizar suas ideias usando o conhecimento e ferramentas adequadas para fazer as coisas mais extraordinárias que se pode imaginar. Então, como as PCB´s são feitas?

Diferentes tipos de placas para circuitos

Para maioria, tudo começa com um projeto que utiliza  símbolos apropriados para resistores, capacitores entre outros  para ter ideia de como o circuito irá funcionar. Com o projeto pronto, é hora dele sair do papel. E para isso existem algumas maneiras que você pode conseguir fazer isso, vamos começar! Você pode apenas soldar todos os componentes eletrônicos usando apenas os seus terminais e alguns fios para obter um espaguete bagunçado com as conexões no ar. Você também pode usar uma  matriz de contato que é fácil de modificar e não requer solda, mas tem suas desvantagens. É fácil desconectar algum componente e muitas vezes é muito grande, e a medida que o circuito fica maior mais fica confuso. A próxima técnica que você pode usar é uma “placa universal” que é semelhante a uma placa de montagem, mas precisa de solda, o que torna mais confiável se você quiser utilizar seu circuito. A desvantagem deste tipo de placa é de que você precisa conectar todos os componentes usando fios. Por último, mas não menos importante, temos as chamadas placas de circuito impresso ou PCB.

PCB

PCBs são placas dedicadas a um circuito especial, a maior vantagem dessas placas é o fato de serem extremamente confiáveis, pode ser instalada perfeitamente (gabinete, chassis, etc.) no  seu projeto, o uso de SMD`s (Surface Mounting Device), componentes eletrônicos menores que podem diminuir seu circuito além  de permitir a utilização de placas dupla face. Hoje em dia, os circuitos são feitos no software CAD (Desenho assistido por computador) traduzido do inglês (Computer Aided Design).Há muitos programas para escolher, mas eu recomendo fortemente o KiCAD. Usando a ideia esquemática, você estabelece faixas entre os terminais dos componentes e define a forma da placa, geralmente, é um retângulo, mas com PCBs, você pode ir com muitas formas, como círculos, triângulos, anéis, estrelas, entre outras.

PCB personalizada

Você terminou de projetar um circuito eletrônico, mas agora quer ter uma placa física> Então como se faz isso? Mas uma vez, você não está limitado apenas a uma solução. Você pode utilizar vários métodos “faça você mesmo” você pode usinar com uma ferramenta de gravação por exemplo, com esse método a PCB pode ficar pronta no mesmo dia, mas esse método muitas vezes requer muitas tentativas para se ter um bom resultado. Isso pode ser realmente muito frustrante. E existe uma chance de quanto mais fina a trilha mais aumenta a possibilidade dela não ser criada corretamente.

Fabricação de PCB na Zmorph VX

Então existem outros métodos? Claro que existe. Pode-se utilizar a versatilidade da ZMorph VX para uma rápida fabricação de sua própria placa PCB. As pessoas que fabricam protótipos PCBs de alta confiabilidade estão acostumadas com a usinagem das trilhas da PCB usando fresas, mas na ZMorph podemos ter uma abordagem diferente. Como a ZMorph VX possui múltiplos cabeçotes, nós fizemos uma pergunta. Como funcionaria o laser, para criar trilhas? Existe uma maneira de fazer uma PCB personalizada com o Cabeçote Laser Pro e nos deparamos com uma simples solução. Veja como fazer PCB utilizando todo o potencial da Zmoprh VX. Antes de sairmos fazendo, precisamos nos preparar. Veja abaixo a lista de materiais necessários: Materiais necessários para a fabricação de PCB’s:
  • Spray fosco de preferência preto;
  • Laminado de cobre FR-4, espessura 1,6 mm;
  • Broca com eixo de ⅛ pol;
  • Fresa de diâmetro de 1mm com eixo de ⅛ pol;  
  • Percloreto de Ferro;
  • Lixa tamanho 240/400;
  • Solvente de tinta;
  • Paquímetro;
  • Luva;
  • Borracha;
  • PInças;
  • Bécher;
  • Óculos de proteção.
O primeiro passo para a fabricação de PCB é projetar um circuito eletrônico usando qualquer software CAD como Eagle, KiCAD, Altium Designer, OrCad. O próximo passo é exportar seu circuito eletrônico para um arquivo com formato GERBER e, em seguida, criar um arquivo de código G, pode-se utilizar o Software FlatCAM, é possível aprender como fazer essa exportação no Zmorph Academy no módulo avançado. Com o código G  será necessário preparar a placa, este processo é o mais importante, já que ele determina o sucesso da confecção de sua PCB Siga esses passos:
  1. Use a lixa na placa de laminado de cobre para polir e deixar a superfície uniforme;
  2. Depois de lixar a placa, limpe-a com o solvente. Para fazer isso, use um algodão ou um pedaço de pano com um pouco de solvente;
  3. Por fim, cobrir a placa com uma camada do spray fosco. É importante cobrir toda a superfície da placa  com uma fina camada de spray em uma espessura de aproximadamente 0,10m (use o paquímetro para medir). Para o cálculo da espessura de tinta:
Espessura de tinta = (medida da placa pintada - placa sem tinta) Após a pulverização, deixe a placa por alguns minutos para secar a tinta. Lembre-se de fazê-lo na sala bem ventilada. É importante lembrar que a medida de camada de tinta  superior a 0,15 o laser da Zmorph não consegue queimar por completo deixando resíduos de tinta na trilha, e uma medida inferior a 0,10 mm não resiste ao banho de percloreto de ferro. Com a placa pronta, você deve fixar ela na mesa de usinagem com a parte pintada virada para cima. Na Zmorph, você deve colocar o cabeçote Laser PRO e referenciar a ferramenta de modo que Gcode seja executado dentro da área da placa, de preferência em seu centro, local onde a tinta é mais constante e homogênea. Esse cuidado irá te garantir uma dissolução de tinta  das partes gravadas no percloreto de ferro. [video width="1920" height="1080" mp4="https://3dcriar.com.br/v2/wp-content/uploads/2019/03/grawer_wlasciwy.mp4"][/video]   Com as gravações feitas, você deve colocar o cabeçote CNC PRO para fazer as furações e corte da placa PCB, é importante ficar atento, pois a máquina irá solicitar referenciar a maquina, você NÃO deve fazer isso pois vai perder a referência das gravações, isso pode resultar em uma usinagem fora da posição projetada. Com a PCB gravada e cortada, siga os passos para preparar e banhar a placa no percloreto de ferro:
  1. Passe a borracha na placa até que a parte gravada saia integralmente, cuidado para não tirar a tinta isso pode danificar as trilhas;
  2. Limpe os resíduos da borracha;
  3. No bécher coloque o percloreto de ferro, a quantidade deve ser suficiente para imergir toda placa.Lembre-se, tenha cuidado ao usar o percloreto de ferro ele pode danificar a pele e os olhos. Por isso, use  luvas e óculos de proteção;
  4. A placa deve ficar mergulhada na solução até que toda parte de cobre exposta desapareça. Verifique constantemente a placa, pois um banho muito longo no percloreto de ferro pode danificar as trilhas mais finas. Em média, esse processo leva 15 minutos, mas o tempo pode variar de acordo com a espessura de tinta;
  5. Limpar sua PCB em água;
  6. Secar a placa.
  Agora, sua placa está pronta. Uma placa de aproximadamente 70 mm de largura e comprimento demora 3 horas para concluir. A prototipagem de PCBs na Zmorph, proporciona uma experiência de praticidade e confiabilidade. Usando esse método, os protótipos que podem ser feitos estão limitados somente a sua imaginação.

O artigo original foi desenvolvido pela Zmorph. Clique aqui e confira a publicação.

Adaptação e tradução por Gideão Gomes.

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