ijigen.net

ijigenのデジタルものづくりブログ

【3】小型CNCがやってきた! 基板切削に挑戦編 【自作基板 3018 PRO Ver】

f:id:ijigen_net:20201019115138j:plain

ついに削り出しだ!CNCルーターで基板の切削に挑戦してみるよ!(∩´∀`)∩

本記事のYouTube版はこちら

あらすじ

f:id:ijigen_net:20201019121037j:plain

CNCルーターを組み立て…アクリル製のCNCカバーを組み立て…今回はついに切削にチャレンジ!

 

今回使用した機材…

 設計

f:id:ijigen_net:20201019121043j:plain

設計は、fusion360で行った。(fusion360には基板設計CADのEagleが統合されている)

基板切削が目的なので、電子回路の内容は適当…(;´Д`)

 

f:id:ijigen_net:20201019121049j:plain

鳩サブ●のような形の外形線にしてみた。とくに深い意味は無い。

Gコードの書き出し

f:id:ijigen_net:20201019121055j:plain

「Gコード」と呼ばれる、切削の手順を記したデータを書き出す。

この作業も、fusion360で行った。fusion360つよい。

 

f:id:ijigen_net:20201019121100j:plain

「Candle」というソフトにGコードを読み込ませる。

「Candle」は、CNCを操作する時に使用するソフトウェア。ちなみに無料。ありがたや…。

ビット

f:id:ijigen_net:20201019121107j:plain

基板切削用のビットを用意した。先端の細さは0.5mm。細い!0.8mmくらいで良かったかも?

生基板

f:id:ijigen_net:20201019121114j:plain

紙フェノール製の生基板を用意した。厚さは1.6mm。適当なサイズにカットして使用。

ガラスエポキシ製のものは、切削の難易度が高いらしい。

両面テープ

f:id:ijigen_net:20201019121119j:plain

ベースに固定するため、両面テープを裏側に貼る。

 

f:id:ijigen_net:20201019121125j:plain

和紙が基材のものではなく、透明なフィルムが基材のものを使用した。こちらのほうが剥がしやすいらしい。

 通常の両面テープよりも高い…

捨て板

f:id:ijigen_net:20201019121137j:plain

ベースにはMDF材(木の繊維を固めた板。安い。)を捨て板として貼り付けた。

軸ブレ対策

f:id:ijigen_net:20201019121143j:plain

ビットを取り付けてみたのだが、CNCの軸ブレがひどい。ここは値段相応という感じ(´;ω;`)

しょうがないので、ビットを短くセットして、軸ブレを抑える作戦をとる。

 

f:id:ijigen_net:20201019121148j:plain

ビットを短くセットしたところ、短すぎてビットが基板まで届かなくなる可能性が出てきた。

小型CNCは可動範囲も小型なのだ…。

しょうがないので、捨て板を足して高さをカバーすることにする。

 

f:id:ijigen_net:20201019121155j:plain

両面テープの保護紙を剥がし、ベースにセット。

 

f:id:ijigen_net:20201019121202j:plain

Zプローブを使用して高さの設定をする。高さだけでなく、XYの設定も忘れずに!

切削に挑戦

一回目の挑戦

f:id:ijigen_net:20201019121207j:plain

「Candle」からGコードを送信して、切削開始!

 

f:id:ijigen_net:20201019121213j:plain

あれ、ビットが基板まで届いていない…。高さの設定がうまくいっていない模様。

二回目の挑戦

f:id:ijigen_net:20201019121218j:plain

今度こそ上手くいってくれ!

 

f:id:ijigen_net:20201019121224j:plain

ボキッ

 

f:id:ijigen_net:20201019121230j:plain

(;'∀')新品のビットがぁああああ

 

f:id:ijigen_net:20201019121236j:plain

さらに追い打ちをかけるがごとく、生基板にめり込むヘッド。やめろぉぉ

 

f:id:ijigen_net:20201019121243j:plain

見事に折れている…

 

f:id:ijigen_net:20201019121250j:plain

予備のビットをセットして再挑戦

三回目の挑戦

f:id:ijigen_net:20201019121256j:plain

三回目は、順調な滑り出し

 

f:id:ijigen_net:20201019121302j:plain

しばらく目を離していたら…いつの間にかビットが折れていた。

 

f:id:ijigen_net:20201019121308j:plain

(´;ω;`)

 

f:id:ijigen_net:20201019121313j:plain

基板の切削具合を確認してみる。

 

f:id:ijigen_net:20201019121318j:plain

パッドの部分が潰れてしまっている。これはCNCの問題ではなく、設計の問題。

 

f:id:ijigen_net:20201019121325j:plain

設計データを修正して再挑戦

四回目の挑戦

f:id:ijigen_net:20201019121331j:plain

順調なスタート。良い感じ!(*´ω`*)

 

f:id:ijigen_net:20201019121337j:plain

二時間ほどで切削が完了。上手く出来ていると良いな。

 

f:id:ijigen_net:20201019121342j:plain

ベースから剥がす。

 

f:id:ijigen_net:20201019121348j:plain

バリがすごい。

 

f:id:ijigen_net:20201019121353j:plain

ヤスリでバリを落とす。表面の銅に細かい傷がついてしまうのが難点。

傷を付けずにバリが取れないものか…

切削完了

f:id:ijigen_net:20201019121359j:plain

鳩サブ●基板が出来た!

 

f:id:ijigen_net:20201019121405j:plain

パターンも、意図した通りに削れている!

 

f:id:ijigen_net:20201019121411j:plain

表面の銅を保護するために、コート剤を吹き付ける。

今回使用したのは、「ハヤコート」という製品。コートをかけた後でも、はんだ付けができるらしい。

 今回使用したのは、クリアー色。

 

f:id:ijigen_net:20201019121416j:plain

ネロブースは、こういう時でも役立つ。

 

f:id:ijigen_net:20201019121422j:plain

きちんと乾燥させる。風見鶏みたいで、なんだか可愛い。

組み立て

f:id:ijigen_net:20201019121427j:plain

よくわからない部品たちを、はんだ付け。コート剤を吹き付けるのは、はんだ付けの後でも良かったかもしれない。

 

f:id:ijigen_net:20201019121433j:plain

はんだ付けが完了!

 

f:id:ijigen_net:20201019121439j:plain

ボタン電池をセットして、組み立て完了!

 

f:id:ijigen_net:20201019121444j:plain

スイッチを押している間ブザーが鳴り、LEDが点灯する「トンツー呼び鈴」の完成だ!

モールス符号で店員さんを呼び出せる!…

…と無理やり説明しているが、正直なところ深い意味は無い…(;'∀')

「テスト用ならば、導通を確認しやすいものが良いな。」と考え、LEDやブザーを選んだだけだったり。

まとめ

f:id:ijigen_net:20201019121450j:plain

ともあれ、今回の目的である基板の切削は達成出来た。

今回制作したのは片面基板だが、いつか両面基板にも挑戦したいところ('ω')

しかし、この方法だとエンドミルがポキポキ折れるので、外形線と穴だけCNCで加工して、パターンなどはレーザー加工機を使った方法を組み合わせて使うのが良いかもしれない。

 

 

よければチャンネル登録Twitterフォローなどお願いしまーす(・ω・)ノ!

 

TOPに戻る