הפוך יחידת חשיפה נכונה ל- PCB מתוך מנורת ריפוי ציפורניים UV זולה: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

מה משותף לייצור PCB ולציפורניים מזויפות? שניהם משתמשים במקורות אור UV בעוצמה גבוהה, וכמזל המזל, לאותם גל יש בדיוק לאותם מקורות אור. רק אלה לייצור PCB בדרך כלל יקרים למדי ואלה של ציפורניים מזויפות הם במחיר קצת יותר תחרותי.

מדריך זה עוסק כיצד להשתמש במכשיר כזה לבניית מקור אור בעלות נמוכה, המתאים לחשיפת חומרים רגישים ל- UV השונים בהם נתקלים בייצור מעגלים מודפסים, כמו פוטו -ריזר לסרט יבש ומסיכת הלחמה בריפוי UV.

מלבד היותו בעלות נמוכה מאוד (בסביבות 20 $ לכל החומרים הנדרשים), מבנה זה מטפל בכמה בעיות שראיתי במכשירים אחרים בצמרות הביניים:

• התכנסות: כדי לחשוף לוח עם תכונות די גסות, לא תצטרך לעשות דבר מכל זה. אתה יכול פשוט להשתמש במייבש הציפורניים כפי שהוא ולקרוא לזה ביום. אך על מנת שתוכל לחשוף תכונות קטנות (עד 5mil, על פי אתר זה), עליך לוודא שכל קרני ה- UV שלך מגיעות מאותו כיוון, הניצב בדיוק ללוח שאתה חושף.
• אחידות תאורה בכל מישור החשיפה. תארו לעצמכם שאתם רוצים לחשוף לוח ממש גדול, למשל גודל A4 או אותיות. אתה רוצה את אותה כמות אנרגיה על כל הלוח, ללא כתמים חמים או כהים. לשם כך, מקור האנרגיה חייב להיות במרחק מסוים ממישור החשיפה ואתה צריך או מערך צפוף מאוד של מקורות UV (כמו נוריות UV, שיכולות להיות יקרות למדי), או עיצוב מחזיר אפקטיבי למקורות ה- UV. יש לך בהישג יד, וזה מה שהבאתי.
• זמן חשיפה: אין לי מושג כמה מהר מקור זה הוא עם חומר חיובי נחושת חיובי רגיש מראש, מכיוון שמעולם לא השתמשתי בחומר זה, אך עם פוטו-ריזר של סרט יבש הוא מרגיש ממש מהיר. כמו פחות משתי דקות מהר. העניין הוא שאני לא ממש כשיר לפרש את התוצאות כמו שצריך, אז אני צריך לאסוף עוד כמה דעות בנושא.

לכן, למרות היותו בעלות נמוכה מאוד, בנייה זו תאפשר לך להשיג תוצאות התואמות, או (במקרים מסוימים) אפילו להתעלות על אלה של מכשירים שהם יקרים עד פי 10.

שלב 1: דרושים כלים

• מספריים חזקים
• סוג של מסור או (רצוי) נתב CNC לחיתוך תבניות המחזיר
• חותך קצף תיל חם (קל מאוד להכנה!)
• אקדח דבק חם
• מברג ישן (כל סוג יעשה)
• מלחם, חותך תיל
• מקור אוויר חם. מצית יעשה, אבל תחנת עיבוד אוויר חם יותר נחמדה:)

שלב 2: חומרים

• מנורת ריפוי ציפורניים UV כמו זו
• 300x220x100 מ"מ חתיכת XPS או לוח קצף דומה (אם אינך יכול להשיג את חומר ה -100 מ"מ, תוכל להשתמש במלאי דק יותר, רק וודא שהוא לפחות ~ 60 מ"מ)
• אינסטלטור סרט אלומיניום
• חוּט
• צינור לכווץ
• קשרי כבל
• לְרַתֵך
• סרט דביק
• מקלות דבק חמים
• שתי חתיכות דיקט גרוטאות, קרטון עבה, חומר PCB או דומה בגודל 110x60 מ"מ לפחות

שלב 3: הורדות

להלן הקבצים ליצירת תבניות הרפלקטור ויצירות אמנות משופרות של לוח כיול.

לתבנית הרפלקטור ישנם שני קבצי קוד g, אחד לכרייה ואחד לחיתוך בלייזר. יש גם SVG. יצירות הלוח מסופקות כקובץ נשר וכקובץ PS הפוך.

שלב 4: קרע את מנורת ריפוי הציפורניים UV

ראשית, עליך לקבל את גופי התאורה ואת ה- PCB מהמנורה לריפוי הציפורניים. הברג את כל הברגים, נתק את כל הפקקים והסר את הלחמים עבור המתקנים, שכן בכל זאת יש להאריך את כל אלה.

לאחר מכן חותכים את המתקנים מהמארז. הקפד לא לעשות זאת כאשר המנורות מותקנות, אחרת הן עלולות לבלום! אינך צריך לעבוד סופר נקי, רק דאג לנתק את כל החומרים העודפים בצד שהנורה תיכנס, מכיוון שהדבקה תהיה מודבקת לרפלקטור, ולכן יש לשטוף אותה.

שלב 5: חישוב הרפלקטור והכנת תבנית

אם זה לא הדבר שלך, אתה יכול לדלג על השלב הזה, כי עשיתי את זה בשבילך.:)

למי שרוצה לדעת, הנה:

מחזיר פרבולי הוא דרך טובה למקד קרניים מקבילות בנקודה אחת, אך הוא פועל גם להפך.

כפי שאולי כבר שמת לב, צינורות ה- UV במייבש הלקים אינם צינורות הניאון העגולים הרגילים שלך עם מגע אחד בכל קצה, כפי שהם משמשים ברוב יחידות החובבים המסחריות.

כך שגם המחזיר שלנו אינו צורת פרבולה רגילה, אלא שניים חופפים.

להלן המדידות מהצינורות:

קוטר צינור = 11 מ מ

קיזוז צינור מהמרכז = 7.5 מ מ

רוחב המחזיר הכולל = 110 מ מ (חצי ממישור החשיפה)

מוקד רצוי = 12 מ"מ (משאיר כ -6 מ"מ בין קיר הצינור החיצוני לקיר הרפלקטור. אמור להספיק, מכיוון שהצינורות לא מתחממים במיוחד)

לפרבולה רגילה ויחידה המתורגמת לערכים אלה:

רוחב פרבולה = 95 מ מ

מיקוד פרבולה = 12 מ מ

המשוואה לפרבולה (כולל המיקוד) הולכת כך:

y = x^2 / 4f כאשר x הוא חצי מהרוחב או הקוטר, f הוא אורך המוקד ו- y הוא הגובה שאנו רוצים לדעת.

כשהערכים שלנו מחוברים, המשוואה נראית כך:

y = 47.5^2 /4*12 = 2256.25 / 48 = 47

אז y שלנו ב- x = 47.5 הוא 47. עכשיו, כל שעלינו לעשות הוא לתכנן שתיים מהפרבולות הללו ולחפוף אותן במרחק של 15 מ מ זה מזה. ישנן דרכים שונות לעשות זאת. השתמשתי ב- freeCAD, שכנראה אינה הדרך הטובה ביותר לעשות זאת, כך שלא אכנס לזה.

לאחר שקיבלת ייצוג גרפי של צורת הרפלקטור שלך, כל שנותר הוא למצוא דרך להעביר אותו לאובייקט פיזי, שניתן לעשות זאת באמצעות חותך לייזר, טחנת CNC או בדרך המיושנת עם מסור והרבה קללות. זכור כי חומר התבנית שלך צריך לעמוד בחום של חותך החוט החם.

שלב 6: חותכים את רפלקטור

לפני שאתם חותכים את נתח הקצף היחיד שלכם, כדאי להתאמן קצת. כמו כן, לפני חיתוך צורת הרפלקטור בפועל, עליך לחתוך את כל השקעים האחרים שאתה רוצה בגוש הקצף שלך (להתקנה ולהתאמת לוח אספקת החשמל למנורות ה- UV). אתה יכול ליצור חורי הרכבה על ידי חימום מברג ישן בעזרת מצית או אקדח אוויר חם ולחטט אותו בקצף.

הדביקו את התבניות ללוח הקצף, כך שיהיו הפוכות בדיוק זו לזו. אתה יכול להשתמש בדבק חם בשביל זה, אך הקפד לא להשתמש יותר מדי, כך שתוכל להסיר אותם מבלי להרוס את הקצף מאוחר יותר. לאחר מכן חותכים את הקצף מתחת לתבניות בעזרת חותך חוט חם. שים לב שאורך החיתוך של החוט החם שלך חייב להיות לפחות בכל רוחב המחזיר, כלומר 300 מ מ.

אם מחצית אחת מהמחזיר נעשית, הסר בזהירות את התבניות והדבק אותן לחצי הנותר. גזור את הקצף, הסר את התבניות וסיים עם שלב זה.

כמה מילים על ייצור ושימוש בחותך תיל:

הכנתי אחת פשוטה מאוד מכמה חתיכות עץ גרוטאות, קצת חוט ומחרוזת E מגיטרה חשמלית (.009 מד, אם אני זוכר נכון). הדבר המסובך הוא למצוא ספק כוח מתאים. אם אין לך גישה לאספקת ספסל למעבדה, יהיה עליך להתנסות באיזה מקור חשמל ייתן לך את הטמפרטורה הנכונה. נראה כי אנשים באינטרנט הצליחו עם סוגים שונים של יבלות או סוללות. הדרך הטובה ביותר שראיתי בסביבה היא להשתמש בסוללת LiPo עם בקר מהירות מוברש ובודק סרוו. אל תשתמש בסוללות LiPo ללא בקר מהירות אלא אם כן אתה בהחלט יודע מה אתה עושה, הן עלולות לפוצץ אותך!

לפניכם סרטון טוב מאוד המסביר את כל העניין בפירוט.

שלב 7: הפוך את רפלקטור לרפלקטיבי

למרות שקרינת UV היא חלק מהאור הנראה סביבנו, תכונותיו שונות בתכלית מזו של האור הנראה. מראה שעובדת למען אור גלוי עשויה כלל לא לפעול עבור UV. אולם אלומיניום ידוע כמשקף מאוד את ספקטרום ה- UV. מכאן, שזהו מה נשתמש בו כדי לכסות את הרפלקטור.

השתמשתי בקלטת אינסטלטורים מאלומיניום, קלה לשימוש ועובדת כפי שפורסם (כלומר היא משקפת קרינת UV), אך עולה מעט (עד 10 $ לגליל). אם אתה בתקציב הדק אתה עלול לברוח עם רדיד אלומיניום למטבח, אבל אני ממליץ לך שלא, פשוט כי אני מתאר לעצמי שזה יהיה כאב עצום בתחת לנסות לפרוש את הדברים הקמטים. כמו כן, סרט האינסטלטורים דבק בעצמו, מה שחוסך מכם כאב ראש של מציאת דבק כלשהו שלא ימס את הקצף ממנו עשוי הרפלקטור.

שלב 8: הרכיב את המתקנים

עכשיו אתה יכול סוף סוף להתקין את המנורות בגופים. זה נכון, אתה מתקין את המנורות לפני שאתה מדביק את הגופים לרפלקטור. הסיבה לכך היא שקל הרבה יותר להתאים את המנורות כך שיהיו במוקד הרפלקטור, מבלי שהמנורות מותקנות.

עכשיו החלק הזה חשוב:

המיקוד של המחזיר הוא בדיוק 12 מ מ מעל הנקודה העמוקה ביותר של המשקף, כך שמרכז צינורות ה- UV שלך צריך להיות קרוב ככל האפשר למיקוד הזה. שים לב גם שהרפלקטור אינו ממש פרבולה אחת, אלא שניים חופפים, במקום זאת, מכיוון שלנורות ה- UV שלך יש שני צינורות מקבילים.

שלב 9: חיווט

עם כל המנורות במקומן אתה יכול לחבר הכל ולעלות את ספק הכוח בהפסקה שחתכת לפני. האריך את החוטים עבור גופי המנורה והקפד לבודד כראוי את כל הנקודות הנושאות רשת חשמל או מתח גבוה.

הפעל אותו לבדיקה ואם הכל עובד, המשך לשלב האחרון.

שלב 10: הרכבה וכיול

כדי שההשפעות הקולמימציה וההמוגניזציה של הרפלקטורים יפעלו כראוי, אתה צריך מרחק של כ -40 ס מ בין קצה הרפלקטור למישור החשיפה שלך. מצאתי שהכי קל להעלות את החשיפה מתחת למדף ולהניח את מטוס החשיפה שלי על מדף אחר מתחתיו.

כדי להחזיק את הלוח והיצירה במקום, תוכל להשתמש בדף זכוכית (עדיף שניים מהודקים זה בזה) או בשולחן/שקית ואקום (ללא ספק הפתרון הטוב ביותר). הכנתי שקית ואקום מאוד גסה (אבל עובדת) משקית מקפיא בגודל בינוני, חתיכת צינור פלסטיק ומעט דבק חם. הדביקו את הגרפיקה ללוח שלכם, הכניסו אותו לשקית, חברו אותו לוואקום כלשהו (יש משאבות אקווריום זולות הניתנות לשינוי, גם מזרק גדול (> = 50 מ"ל) יעבוד, או, אם כל השאר נכשל. תקע את הצינור בפה ותמצץ אותו:))

עריכה: גיליתי שמזרק של 60 מ ל ומהדק מחנות שיפוץ הבית עשו את משאבת הוואקום האידיאלית. ראה את התמונה!

עם זאת, לפני שתוכל להשתמש בחשיפה שלך, עליך לכייל אותו, כך שתדע כמה זמן לחשוף אותו. אני מכיר שתי דרכים לעשות זאת ורק אחת מהן יכולה להיעשות מבלי לרכוש דברים נוספים, כך שזו תהיה הדרך שבה אדון כאן.

הכנתי פריסת לוח קטנה (באמת, היא זעירה!) שהיא שולחן עם "מונה" בעמודה אחת ועקבות של רוחב יורד בשנייה. לאחר חימום החשיפה למשך ~ 10 דקות (עליך לעשות זאת בכל פעם שתרצה לחשוף לוח, לקבלת תוצאות עקביות) אתה מתחיל לחשוף את הלוח עם כל השורה מלבד "10 דקות" המכוסה במשהו אטום (למשל פלסטיק כרטיס מתנה, רק וודא שהוא ממש אטום!). לאחר דקה אתה מושך מעט את הכרטיס כדי לחשוף את השורה "9 דקות" וכן הלאה. לאחר החשיפה הניחו ללוח לשבת במקום קר וחשוך מספר דקות (5-30) ולפתח אותו כרגיל. גם מבלי לחרוט את הלוח, אמורה להיות לך נתון של כמה זמן אתה צריך לחשוף את הלוחות שלך לתוצאה הטובה ביותר האפשרית. להלן תמונה של איך צריך להיראות עקבות חשופים ומפותחים כראוי.

הדרך השנייה לעשות זאת היא להשתמש בסולם סטאופר כמתואר כאן.

שלב 11: סיכום והכרות

אמנם PCBs הנגישים קל יותר מתמיד, אך עדיין יש כמה נישות שבהן DIY הוא חלופה אפשרית. תארו לעצמכם שאתם צריכים לוח שיוצר כרגע, או רק אחד, אבל אחד גדול, או איטרציות רבות שלוח יכול לעבור בזמן הפיתוח. במקרים כאלה, עשיית 10 לוחות בכל פעם שאתה צריך אחת עשויה להיות קצת יקרה, שלא לדבר על ההמתנה של +4 שבועות עד שהם מגיעים לדלת שלך.

כמו כן, ישנן אין ספור אפשרויות לייצור מחשבי PCB בבית, כולל ניתוב בידוד והעברת טונר, אך השיטה המסורתית (עיבוד פוטוכימי), מניבה ללא ספק את התוצאות הטובות ביותר.

החשיפה במדריך זה מבוססת במידה רבה על מקור ה- UV המתואר כאן, אך העיצוב שלהם עדיין יקר פי עשרה לבנייה מזה. דבר אחד יש לעיצוב שלהם, אבל עדיין לא הוספתי הוא רשת הקלימציה, בעיקר בגלל שחותך הלייזר במרחב המייצר המקומי שלנו היה שבור במשך שבועות, כך שלא יכולתי להכין כזה. אני יכול להוסיף אחד מאוחר יותר ולדווח על התוצאות, אבל כרגע אני ממש שמח מהתוצאות של הבנייה הסופר זולה הזו.

מקור השראה גדול נוסף היו הסרטונים וההוראות השונים של דוד ווינדסטאל המבריק ב- rcexplorer.se. לבחור הזה יש כישורים ממש מטורפים!

אם יש לך הערות, תיקונים או משהו, אנא הגיב. אם אתה מתעניין בפרויקטים אחרים שלי, תוכל לבדוק את הבלוג שלי.

שלב 12: כיול נוסף ותוצאות בעולם האמיתי

עיצוב לוח הכיול הראשון שעשיתי היה פריסה מהירה ומלוכלכת שעשיתי בלי לחשוב יותר מדי על זה. אבל רציתי לברר למה באמת החשיפה החדשה שלי מסוגלת, אז הכנתי שיפור, הפעם עם ארבע קבוצות של עקבות אנכיים, 7, 6, 5 ו -4 מיל עם רווחים בהתאם. שים לב שהרזולוציה המפורסמת של 5/5mil הייתה מעיצוב החשיבה וההתעסקות המקורי, הכולל רשת הקלימציה. כפי שהתמונות מראות, נראה כי רשת זו אינה נחוצה כדי להשיג 5/5mil.

לַעֲרוֹך:

הכנתי עוד עיצוב לוח כיול, שחשפתי על הסרט, כדי לדעת אחת ולתמיד מהו מה. טוב, עכשיו אני יודע. אפילו עם יצירות אמנות צילום אמיתיות, 5/5 מיל הוא הטוב ביותר שניתן להשיג כמעט. 4/4mil אכן עובד, אבל ברמה זו כל כתם של לכלוך משנה, והמעבדה הביתית שלי פשוט לא נקייה מספיק. זה לא שבדרך כלל אני משתמש בכל דבר קטן יותר מ -10 מיל (למעט עקבות מסוימות, ברור), גם כשיצרתי את הלוחות שלי במפעל.

אז, האם אני שמח איך זה יצא? אתה מהמר שאני כן! יחידת חשיפה בפחות מ -30 יורו שמסוגלת לתכונות של 5/5mil (ובתאוריה אפילו יותר), החיסרון היחיד הוא שהיא לא ממש יעילה כמו קופסאות ה- LED החדשות והמפוארות, כולם בונים עכשיו. אבל אין ספק שהרבה יותר זול!