PCBs fräsen mit CNC 3020

[Florian L. (jesus)]

Hallo,

beim Surfen bin ich auf folgende chinesische CNC3020z+52D Fräsmaschine 
gestoßen. Ich möchte sie für das Fräsen von Leiterplatten verwenden.

http://www.carving-cnc.com/3020series/cnc-3020z-d52-new-version-router-engraver-drilling-and-milling-machine.html

Leistungsdaten: (laut Hersteller)

Machine Dimensions:          525X400X370mm
Rack material:               6061 and 6063 Hard aluminum alloy
Engraving area:              300X200mm
Z-Axis Stroke:               45mm
Rail type:                   Chromeplate shaft+Linear Bearings (Surface 
hardening 61HRC)
Type of screw:               Ball screw, Pitch 4mm
Spindle motor:               230W/11000r/min (Very small noise)
Collet type:                 ER11,1/8"(3.175mm) Collet
Stepper motor and drive:     two-phase hybrid stepping motor, 
1.8A/PHASE, 40N.cm, 8 segments drive
Maximum operating speed:     4000mm/min (Engraving speed: 
300-3000mm/min)
Repeat positioning Accuracy: 0.04mm
Communication interface:     Parallel port

Was sind eurer Meinung nach die schmalsten Leiterbahnen und 
Isolationsabstände, die mit dieser Fräse gefräst werden können? Sind 
Leiterbahnen mit 10mil leicht möglich? Ist sie für große SMD-Bauteile 
(0805) zu gebrauchen?

PS: Mit diesem Beitrag möchte ich keine Diskussion über die 
Sinnhaftigkeit des Platinenfräsens entfesseln :-)

[Christian K. (christian_rx7)]

Also mit entsprechenden Fräser und viel Geduld beim Einstellen sollte 
sich eine Leiterbahn zwischen 1,27mm Pinabstand eines SMD-ICs 
bewerkstelligen lassen, 0,8mm Pinabstand sollten auch kein Problem sein.

Aber die 11000U/min der Spindel sind etwas wenig, ich hab immer eher 
>40000U/min verwendet um gute Schnittflächen bei akzeptablen Zeiten zu 
erreichen. Da die Fräser extrem kleine Durchmesser haben, brauchst du 
hohe Spindeldrehzahlen um brauchbare Schnittgeschwindigkeiten zu 
erreichen.
Als Fräser kann ich dir die hier Empfehlen:
http://www.vhf.eu/de/Werkzeuge/Spezial-Wzg/Isolationsgravierer

Christian_RX7

[Florian L. (jesus)]

> Also mit entsprechenden Fräser und viel Geduld beim Einstellen sollte
> sich eine Leiterbahn zwischen 1,27mm Pinabstand eines SMD-ICs
> bewerkstelligen lassen, 0,8mm Pinabstand sollten auch kein Problem sein.

Danke für die sehr hilfreiche Antwort!
Also müsste es möglich sein, den Footprint für ein TQFP-44 Gehäuse(z.B 
ATMEGA 16) zu fräsen?
Was verstehst du unter gut einstellen? Hast du mir ein paar Tipps.

> Aber die 11000U/min der Spindel sind etwas wenig, ich hab immer eher 40000U/min 
> verwendet um gute Schnittflächen bei akzeptablen Zeiten zu
> erreichen.
Kann ich diese Spindel nachträglich durch eine stärkere ersetzten?

Was haltet ihr von dieser chinesischen CNC-Fräse?

[Magic S. (magic_smoke)]

Ich würde sagen vergesst das Fräsen von Leiterplatten. Das Rohmaterial 
ist niemals plan und demzufolge dringt der Fräser (außer bei sehr 
kleinen Flächen vielleicht) trotz guter Einstellung immer verschieden 
tief ein oder verlässt das Material unter Umständen sogar ganz. Außerdem 
ist es eine riesen Sauerei. Gute Kanten gehen auch nur mit scharfen 
Werkzeugen - und die sind bei GFK-Platinen ziemlich schnell 
Vergangenheit.

[Florian L. (jesus)]

> Ich würde sagen vergesst das Fräsen von Leiterplatten...

Auf dises Kommentar habe ich schon gewartet ;-)
Ich bestreite nicht, dass sich die Wirtschaftlichkeit des 
Platinenfräsens in Grenzen hält. Für den Prototypenbau ist es jedoch 
sehr praktisch.

[... (Gast)]

für den Prototypenbau hab ich die Leiterplatte schneller belichtet und 
geäzt.

[Michael K. (tschoeatsch)]

Hallo, ich misch' mich auch mal ein.

... schrieb:
> für den Prototypenbau hab ich die Leiterplatte schneller belichtet und
> geäzt.
Das sind natürlich die super BelichterÄtzProfis. Respekt vor deren 
Leistung, aber diese Aussage relativiert sich bei der Größe der Platine. 
Doppeltes Euroformat vollgestopft mit Bauteilen braucht zum Fräsen 
vielleicht länger als Film ausdrucken, belichten, entwickeln, ätzen. 
Kleine Platinchen brauchen beim Belichtungsverfahren genausolang wie 
große, das Fräsen geht aber dann ratzfatz und dann wird mit einer 
Aufspannung auch gleich gebohrt.
Also mein Traum war schon immer Platinenfräsen und mit Bastelei klappt 
das auch. Ich habe meinen Proxon Minimot an einer kleinen Linearführung 
montiert, die mit einer Feder nach unten gedrückt wird. Als Anschlag, 
der auf die Platine drückt fungiert eine Inbusschraube. Dieser 
Niederhalter drückt die (immer) krumme Platine auf die Unterlage und der 
Frässtichel taucht immer den voreingestellten Wert ein.
Natürlich gibts auch Nachteile:
Es entsteht ein mehr oder weniger großer Grat an den Fräsrändern. Den 
muß man wegschleifen/feilen. der Staub setzt sich in den Fräsbahnen fest 
und kann Brücken verursachen.
Wenn die Fräsbahn einen spitzen Winkel ergibt kann es sein, dass sich 
die entstehende Kupferspitze der Platine auf einem kurzen Stück vom 
Trägermaterial löst und vom Fräser ausweicht und damit nicht wie 
teoretisch gewünscht gefräst wird. Dieser entstehende "Haken" kann dann 
wieder zu einer Brücke führen.
Also man muss schon genau nacharbeiten und kontrollieren, aber man 
"bastelt" halt, das gehört für mich dazu.
Ich beschränke nich mit DIL-IC und zwischen den Beinchen (Lötaugen) 
passt eine 0,4mm Bahn durch. Dünnere Bahnen können schnell "wacklig" 
werden.
Grüße von tschoeatsch