Fabricar un circuito impreso con equipo CNC.
¿Sabías que se puede fabricar un circuito impreso con equipo CNC y con un solo click puedes imprimir tu circuito en la placa virgen desde tu computadora?
Uno de los métodos mas con buena precisión para la elaboración de tarjetas de circuito impreso de prototipos es en el que se utiliza una máquina de control numérico CNC.
Estas máquinas CNC son parecidas a un taladro que automáticamente se mueven en 3 ejes.
Con los movimientos en 3 ejes se puede grabar las pistas de la tarjeta, hacer las perforaciones y hacer el corte de la tarjeta aunque el contorno de la tarjeta sea de forma irregular.
1.- Procedimiento de uso
2.- Cargar los archivos gerber
3.- Hacer las perforaciones con brocas
4.- Crear el circuito devastando con una fresa.
5.- Cortar la tarjeta devastando el borde.
6.- Tipos de equipos
7.- CNC para PCB económico
8.- CNC para PCB de alta gama.
9.- Precios
10.- Pros y contras.
11.- Comentarios finales
12.- ¿HAY MEJORES MÉTODOS?
.- Procedimiento de uso de una CNC para hacer tu PCB
.- Cargar los archivos gerber
Para fabricar un circuito impreso con un equipo CNC lo que se debe hacer es tener terminados los archivos gerber de tu diseño.
Después hay que cargar los archivos gerber en el equipo CNC, algunos equipos CNC aceptan los archivos gerber de manera directa en su software.
Pero para los equipos más económicos tendrás que transformar los archivos de formato gerber al formato de archivos GCODE.
Aquí te dejo un enlace para un software que permite transformar los archivos gerber a GCODE, el software se llama FLATCAM y esta es su dirección en Internet.
.- Hacer las perforaciones con brocas
Se trabaja con tres archivos, el primero es el archivo de perforaciones, la CNC va a hacer primero las perforaciones con brocas.
Para este primer proceso se utilizan brocas normales, pero de el tamaño de cada perforación.
.- Crear el circuito devastando con una fresa.
En segundo lugar la CNC va a dibujar el circuito devastando el cobre pero ahora lo tendrás que hacer no con una broca sino con una fresa, la cual es una herramienta muy parecida a una broca pero de un material más resistente.
Como te puedes dar cuenta, la forma de la fresa es diferente a la de la broca y está hecha para devastar de manera lateral.
Una fresa tiene la forma adecuada para poder devastar el cobre mientras se mueve de manera lateral sobre la tarjeta.
Te quiero advertir que las brocas son muy débiles para hacer estos movimientos laterales y al primer contacto de manera lateral se puede romper.
Por eso para devastar las pistas, siempre hay que utilizar fresas.
.- Cortar la tarjeta devastando el borde.
Finalmente el tercer paso es hacer el corte del contorno de la tarjeta.
Este paso también se hace a partir de un archivo específico, el archivo de contorno de la tarjeta.
Para cortar el contorno de la tarjeta, se utiliza una fresa para ir devastando poco a poco el contorno de la tarjeta.
Con estos tres pasos, ya tenemos una tarjeta cortada a la medida, con perforaciones y las pistas de nuestro diseño.
.- TIPOS DE EQUIPOS CNC PARA CIRCUITOS IMPRESOS PCB
.- CNC para PCB económico
Existen diferentes equipos tipo CNC muy sencillos donde solamente pueden usar una sola broca o fresa y si se requiere cambiar el tamaño de las brocas, tienes que detener el equipo y manualmente quitar y poner la nueva broca.
Estos equipos los puedes encontrar a la venta en tiendas como mercado libre o también los puedes utilizar solo pagando el uso en algún espacio maker de tu localidad.
Normalmente los equipos económicos no tienen un sistema de detección de errores durante el movimiento o si se rompe una broca.
.- CNC para PCB de alta gama.
Por otro lado existen equipos más sofisticados que están diseñados para fabricar circuitos impresos.
Estos equipos cambian automáticamente sus brocas, tienen una cámara para detectar donde está la tarjeta y poder hacer tarjetas de dos capas de circuito impreso.
Cuentan con software para trabajar con archivos gerber y cuentan con estractor de polvo o tienen una área de trabajo cerrada para que no vuele la fibra de vidrio
.- PRECIOS
Para una CNC muy sencilla donde tu tienes que parar el equipo cada vez que vas a cambiar una broca, se puede adquirir uno por unos 300 USD.
Si por el contrario, quieres una CNC de alta gama con las siguientes características:
1.- Que tenga la capacidad de cambiar hasta unos 33 tamaños de brocas automáticamente.
2.- Extractor de residuos automático.
3.- Software para trabajar con archivos gerber.
4.- Cámara para auto alineación del equipo con la tarjeta al hacer la capa de la parte inferior de la tarjeta.
Entonces, en cuanto a los precios no te quiero ilusionar, tendrás que evaluar si compras este equipo o si compras un automóvil nuevo de agencia.
.- PROS Y CONTRAS de usar una máquina CNC para fabricar circuitos impresos PCB en casa.
PROS
.- No se requiere utilizar procesos químicos para fabricar las tarjetas, el circuito se crea devastando mecánicamente una tarjeta PCB virgen.
.- Puedes tener el diseño bien hecho en minutos.
.- Hay algunos modelos de CNC que permiten hacer pistas muy delgadas y esto implica que hacen tarjetas de muy buena calidad.
CONTRAS DEL MÉTODO
.- A veces al devastar se dejan rebabas de cobre, por lo cual se tiene que revisar que al finalizar el proceso, no se tengan rebabas haciendo corto circuito entre pistas, en ocasiones necesitas un microscopio para hacer esta revisión.
.- Algunos equipos no te avisan cuando se rompió una broca o una fresa, por lo cual, no se puede saber en qué parte del proceso se quedó sin brocas.
.- Si tu diseño tiene 20 tamaños de perforaciones diferentes, entonces tienes que detener el equipo y cambiar la broca 20 veces.
Pero además, si quieres hacer 10 tarjetas de este mismo diseño, tendrás que cambiar 200 veces las brocas para hacer 10 tarjetas.
¿Te gustaría prender y apagar un equipo 200 veces para hacer 10 tarjetas PCB? No verdad !
.- La tarjeta de circuito impreso está hecha de fibra de vidrio y al momento de devastar la tarjeta, salen al aire pequeñas partículas de fibra de vidrio al aire.
Estas partículas de fibra de vidrio DAÑAN TU SALUD, así que se requiere que el trabajo lo hagas en un área controlada como en una campana extractora de aire.
.- Finalmente, este y todos los métodos caseros tienen un problema importante, que es la falta de un proceso que asegure que la tarjeta esté libre de errores.
Comentarios finales
Este tipo de equipos son buenos para hacer prototipos rápidos, sin embargo, los modelos que no tienen cambiador de brocas automático, hacen lento el proceso.
Así que los mejores equipos consideramos que son los que tienen cambiador automático de brocas pero el precio de estos equipos es elevado.
¿HAY MEJORES MÉTODOS?
Muy bien, hasta aquí terminamos con este método.
Te recomiendo ver la página con TODOS LOS MÉTODOS de como hacer una tarjeta de circuito impreso para que evalúes y decidas qué método es el que más te conviene y también te recomiendo ver la página donde evaluamos todos los métodos con el objetivo de que no pierdas tiempo en aprender a hacer las tarjetas y dediques tu tiempo en hacer un mejor diseño.
Sobre el autor.
Me gustaría ayudar a que más personas y empresas desarrollen productos con tecnología propia en Latinoamérica.
Me gusta apoyar a los estudiantes y a los proyectos independientes porque son quienes regularmente se atreven a buscar nuevas soluciones.
Si tienes alguna duda, ponte en contacto conmigo, la única pregunta mala es la que nos quedamos sin preguntar.