PCB Printer

PCBs mit Wachs-Schutzschicht aus modifiziertem Drucker ätzen.

Wisser: Skruppy
Mitwisser:

Status: in progress
Tags: elektro, software, handwerk, C, AVR, motor, stepper, reverse engineering

Die idee ist ursprünglich vom 27C3 talk File->Print->Electronics. Die slides und das Video sind online. Das ganze ist auch nochmal auf einem Blog Eintrag von Jeff Gough, dem Erfinder.

Hypothetische Realisierung

(aka ideensammlung)

Drucker

  • EPSON mit piezo technick

Waxbehälter

  • Kleiner behälter wäre schneller zum heizen aber nicht konstant in der temperatur

ToDo

Anstatt einen Alublock (ohne Fräsmaschine) zurechtzufräsen könnten wir auf ein Gefäß mit entsprechend Temperaturbestädnigem Kleber (Oder kleinen Schrauben) zurechtgeschnitten/gefeilte Bleche aufbringen, entweder vorher Bohren oder nachher.

Plastik Tintenbehälter

  • Orginal Tintenbehälter wiederverwenden
    • Hält es die Temperatur aus? Habs in Kochendes Wasser gekipt, es hatte 80°C wärend dem versuch, es hat sich nicht dauerhaft verbiegen lassen oder spuren eindrücken lassen.
    • kühl das plastik das wax in den röhren aus? Obwohl es viele minuten in nem heißen waserbad lag, konnte man es ohne probleme anfassen.

Alu fräsen

  • Alublock passend gebohrt und gesägt
  • Alublock passend gebohrt und gesägt und gefräst (wer kann das?)

Kupfer Platten zusammenlöten

Das lötzinn schmilzt bei 180°C (direkt von fest nach flüssig), Wachs schmilzt bei 45° - 80°. ⇒ Löten unproblematisch wenn ein zuverlässiger Regler das Heizelement rechtzeitig ausschaltet.

Diskusion

  • + Für jeden nachmachbar
  • - Löten großer platten eklig (ist ein großer kühlkörper, verschmiertes zinn)!!!

Offene Fragen

  • Haben wir einen huckeln in der mitte auf der Nozzle plate?

Blech

Diskusion

  • + Termperaturspannungen da (vermutlich) gleiches Material wie Nozle plate!
  • + Zuschnitt, Lieferung teurer als Material.
  • + Für jeden nachmachbar

Offene Fragen

  • Wo kaufen (Bleche in verschiedenen Stärken)?
  • Wie lücken schließen?
  • Haben wir einen huckeln in der mitte auf der Nozzle plate?

Bronze gießen

elnino kennt Leute die eine Bronzegießerei betreiben. Form müsste dann halt selbst hergestellt werden (einfach aus Wachs). Aussage zwecks Preis war: bei der Größe und dünnen Wänden nicht teuer wenn die Wachsvorlage geliefert wird.

Diskusion

  • - nicht für jeden nachmachbar
  • + Ggf. Wachabdruck direkt von nozzle plate, super genau.

Offene Fragen:

  • Wie genau wachsabdruck herstellen?
    • Muss ein positiv sein also für einen Abdruck von der nozzle plate wahrscheinlich umweg über ein negativ, also erst in Ton oder ähnliches drücken dann mit Wachs ausgießen
gießen allgemein

Müsste doch z.B. mit Alu auch möglich sein (schmilzt bei ca. 660°C) eine einfache Lötlampe mit butan-propan gemisch brennt ganz oben mit ca. 800°C sollte also mit etwas Geduld funktionieren. vll. wäre eine Gasmaske zwecks Dämpfen zu empfehlen

Disskussion

  • + einfach zu beschaffende Rohstoffe (einfach mal im müll wühlen)
  • - giftig
  • - verletzungsgefahr

Wachs Heizung

Laut Wikipedia schmilzt das Wachs um die 60°C (sehr unterschiedlich, je nach Kerzensusamensetzung. Um so knapper die Wachs temperatur über dem Schmelzpunkt, um so schneller die Trocknung der platine –> geringerer verlauf –> genauer

  • PID controller für Temperatur (macht lötkolben auch so)
  • Heizelement: Wiederstand in Alu?
    • Wie sorgt man für guten temperaturübergang?
  • Heizelement: Wiederstand in Wax?

Realisierung 1

Drucker

Es ist ein EPSON Stylus Photo 790. Kam vermutlich 2001 auf den Markt. Findet jemand Teschnische daten beim Hersteller? Die Bedienungsanleitung von www.manualshark.org.

Technische Daten laut ciao

  • Auflösung: 2880 dpi x 720 dpi
  • Drucktechnick: Piezo
  • Anschluss: Parallel, USB

Skruppy hat vermutlich das Service manual, mit Schaltplan!

Drucker Elektrik

  • Piezo ist Kappazitative Last
  • Piezo wird mit 42V betrieben
  • Motore werden mit 42V betrieben
  • Großer Schaltplan in Service Manual ist falsch!

Bariert auf falschem Plan (großer Plan des Service Manuals). Immerhin scheinen die GNDs zu simmen.

CN9
Pin Name Pegel Kommentar
1 COM 42V Piezo Treiber [0][2], Schwarze Markierung
2 GND GND [0][2]
3 COM 42V Piezo Treiber [0][2]
4 GND GND [0][2]
5 VHV 42V Keine Schaltung [0][2]
6 GND GND [0][2]
7 SEL
8 GND GND [0][2]
9 VDD 5V Keine Schaltung [0]
10 LAT Latch, beendet Serielle übertragung [3][5]
11 GND GND [0][2]
12 NCHG
13 THM Ggf. output, 3.3V pullup
14 SI1
15 SI2
16 SI3
17 SP
CN8
Pin Name Pegel Kommentar
1 SI6
2 SI5
3 SI4
4 GND GND [0][2]
5 SCK
6 GND GND [0][2]
7 CH
8 COC Ggf. output, 5V pullup
9 RXD
10 COB Ggf. output, 5V pullup
11 TXD
12 VDD3.3 3.3V Keine Schaltung [0]
13 GND GND [0][2]
14 COM 42V Piezo Treiber [0][2]
15 GND GND [0][2]
16 COM 42V Piezo Treiber [0][2]
17 GND GND [0][2], Rote Markierung

Leitungen

Name Pins Kommentar
GND CN9.2, CN9.4, CN9.6, CN9.8, CN9.11, CN8.17, CN8.15, CN8.13, CN8.6, CN8.4 Verbunden mit Gehäuse und Erde
VDD CN9.9 5V, Keine Schaltung
VDD3.3 CN8.12 3.3V, Keine Schaltung
VHV CN9.5 42V, Keine Schaltung
THM CN9.13
COM CN9.1, CN9.3, CN8.14, CN8.16 42V, Geschalten, E09A14RA (vermutlich ähnlich M62580P aus dem Großen Schaltplan), Alle Parallel
NCHG CN9.12
SI1-SI6 CN9.14, CN9.15, CN9.16, CN8.3, CN8.2, CN8.1
SP CN9.17
LAT CN9.10 Latch, beendet Serielle übertragung [3][5]
SEL CN9.7
CH CN8.7
COB CN8.10 Ggf. output, 5V pullup
COC CN8.8 Ggf. output, 5V pullup
TXD CN8.11 Mit dioden gegen <0V und >5V gesichert, am mC RX
RXD CN8.9 Am mC TX
SCK CN8.5
COM

Alle sind gleich geschalten [1][2]. Zwischen 0V und 42V [1][2]. Merkwürdige Schaltung nach [2], mal anschauen! … die beien Basen der BiPolars sind nicht verbunden! Schaltung vernünftig nach [1]. Gesteuert über E09A14RA (vermutlich ähnlich M62580P aus dem Großen Schaltplan)

THM

Ist ein Temperatur-Sensor (Thermistor) [1], also ein Wiederstander der in abhängigkeit der Temperatur seine Ohm-Zahl ändert. Der Sensor sitzt am Druckkopf. Je mach Tintentemperatur ist die Druckfarbe unterschiedlich viskos („Bazeligkeit“). Daher wird die Temperatur von der CPU benutz um die Piezospannung zu variieren. Möglichkeit A:

  • Höhere Temperatur
  • Flüssiger
  • Geringere Spannung

Möglichkeit B:

  • Geringere Temperatur
  • Zähflüssiger
  • Höhere Spannung

Motore

  • Getrieben mit 42V [1]
  • 200 Pole [1]
  • 16 Schritt pro Periode (3 Bit pro Phase) [1]
  • Hybrid Schritt Motor [1]
  • Getrieben von einem LB11847-K (Produkt Homepage) [0][1]

Referenzen

Wachs Heizung

Skruppy hätte DS18B20+ Temperatursensoren zur Hand.

  • Digital (1-wire)
  • Measures Temperatures from -55°C to +125°C
  • ±0.5°C Accuracy from -10°C to +85°C
  • Thermometer Resolution is User Selectable from 9 to 12 Bits

Da ich nicht weis was pasiert wenn 125°C überschritten werden (Temperaturcontroller firmware geht hops, PID noch falsch eingestellt, …), oder ob das bei der Abstrahlfläche des großen Blocks und der maximalen Heitzleistung überhaupt möglich ist muss die Überlegung nach ersten Versuchen nochmal überprüft werden!

xxm hat (für ein hypothetisches anderes Projekt (das mit Heizungstechnik zu tun hat (aber davon später mehr))) Pt 100 die bis 200° gehen (oder mehr, da stehen widersprüchliche Angaben)

Fertigung Wachsreservoir

Quellen für Alublock:

(… ausfüllen, dürfte easy sein, Standartmaterial, teuerste bei den Mengen Zuschnitt und Lieferung)

Alublock Fräsen ohne Fräse? CNC und Fräse vorhanden. Schön wäre es natürlich das ganze ohne Fräse zu machen, damit auch andere leichter in den genuss eines coolen PCB printers kommen.

Das eigentliche Wachsreservoir kommt mit Bohren aus (Tischbohrmaschine!), aber auf der Unterseite muss eine Aussparung sein für die Druckelektronik … wie kommt die dahin ohne Fräse? Evtl. Möglich mit Löcher bohren und übrige Holme abfeilen … öde, keine Ebene Fläche am unteren Anschluss der Bohrung.

Befestigung Wachsreservoir an Druckkopf

Heißkleber geht nicht.

Wie im verlinkten Beispiel (anklemmen mit Blechen/Schrauben) erfodert mehr Fräsarbeit (Wegen gestuftem Profil) - 10x öde mit der Feile!

Alternatives Wachsreservoir

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