Итак, некоторое время назад я осознал, что для мелкого прототипирования печатных плат, мне уже не хватает возможностей ЛУТ/фоторезиста (да и сверлить всё равно потом отверстия надо), поэтому задумал я перейти на следующий уровень — делать мелкие партии печатных плат с помощью ЧПУ фрезера, который и был благополучно приобретён, модели Lunyee 3018 Pro Ultra, и весь дальнейший рассказ будет о том, что это за зверь.

Думаю, что многим будет интересно... ;-)

Сначала будет маленькая предыстория, а зачем мне вообще всё это надо: дело в том, что у меня возникает достаточно много разных идей, которые крутятся вокруг темы автоматизации, робототехники, и которые потенциально могут быть интересны достаточно широкому кругу потребителей — в связи с чем я и провожу разнообразные тесты разных самодельных устройств.

Дальше будет «бессвязный поток бреда», интересный только «узкому кругу ограниченных людей» (к коим себя и отношу) — поэтому можете сразу перемотать на следующий подзаголовок. :-))) Ну, или вчитаться — но тогда не ручаюсь за ваше моральное состояние к концу прочтения. :-D

Как я уже говорил неоднократно, в своих статьях и в комментариях к другим статьям, одним из самых интересных (на мой взгляд) видов деятельности в области электроники/программирования — является работа на себя, в области создания разных устройств, из области робототехники. 

Чем это интересно: в больших корпорациях, чтобы сделать какую-либо карьеру, вам нужно долго выслуживаться и доказывать, что «таки да, право имею», чтобы вас допустили до какого-то более-менее серьёзного проекта. 

И в процессе каждый день доказывать, что «я — самый достойный винтик системы, из всех винтиков».

В противовес этому, когда вы занимаетесь в чистом виде техническим творчеством (с привязкой к реальной жизни), то, по сути, весь мир превращается в вашу площадку для экспериментов, и вам становится интересно жить!

Самое интересное, что в процессе таких поисков, когда вы не зажаты корпоративными рамками, вы можете рождать (и никто вам не является преградой для этого) действительно интересные идеи, до которых корпорациям далеко — как по причине забюрократизированности и медленности процессов, так и по причине недостаточной  заинтересованности участвующих лиц: скажем, одно дело, если вы работаете программистом в корпорации, сделали какую-то прорывную вещь, и вам пообещали (раз в год или полгода, в лучшем случае) — некий бонус. 

Также вы знаете, в этом случае, что, какую бы прорывную идею вы ни родили, она будет в значительной степени выхолощена на всех последующих этапах, в других подразделениях, которые будут её утверждать (плавали, знаем). 

То есть, у вас заранее опускаются руки, зная, как работает система, потому что, к примеру, вы задумывали «круглое зелёное», а выпущено будет «квадратное красное» (и так всегда). :-)) 

Да, правильное, с точки зрения: маркетинга, позиционирования и т. д. и т. п. и прочие умные слова.

Но: безликое и абсолютно серенькое, средненькое... Прорывных вещей таким образом не получить. 

Как подсказывает жизнь, прорывные вещи если рождаются в таком режиме, то крайне редко. 

Другое дело — небольшие стартапы, где у всех горят глаза и есть личный интерес — не только серьёзный финансовый, в виде доли, но и в виде самореализации, из-за отсутствия бюрократии. 

Таким образом, если вы работаете программистом на себя и, к примеру, можете увеличить за счёт своей идеи свой ежемесячный доход в 500-1000% (и это не предел), быстро выпуская интересные людям вещи, то это мотивирует совершенно иначе, чем это было бы в корпорациях.

Просто-напросто у вас нет начальника над головой, вы сам себе господин — и никто не может запретить вам делать лучше жизнь других людей. :-)

По опыту могу сказать, что робототехникой не охвачено 99,9% сфер жизни и везде её можно применить — от производства детских игрушек до производства промышленных роботизированных станков для выпуска продукции (например, пищи). 

Не говоря уже и о том, что, помимо собственно финансового интереса, это занятие очень интересно само по себе — так как в ходе него вам придётся: применять программирование на разных языках, изучать аппаратную часть, методы производства (в том числе, обработки материалов), инженерию в целом, трёхмерное моделирование, маркетинг и кто знает, что ещё...

Причём, если немного подумать, то становится ясно, что практически любой, хоть немного технически подкованный человек, может родить идей больше, чем волос у него на голове. ;-) Таким образом, соскучиться не получится... 

Ну и когда-то наступает момент, что приходит осознание: самое ценное, что у вас есть — это время. Вам никогда больше не будет 20, 30 и т. д. лет. 

Будучи винтиком и занимаясь, «чем-то среднестатистическим», что вы, возможно, даже не любите, «просто так пришлось» — вы лишаете себя возможности сделать что-то по-настоящему великое. 

Чем бы вы гордились даже через много лет, но не потому, что вы «работали там-то, в должности того-то, потому что так просили сверху», а потому что, это сделали ИМЕННО ВЫ, потому что вы так захотели и вы добились этого!

Мне понравилось, как в речи одного из коучей была такая хорошая мысль, как оценить своё нынешнее занятие: «Представьте, что сегодня — последний день в вашей жизни. Задайте себе простой вопрос: понимая это, занимались ли бы вы, тем же самым, чем занимаетесь прямо сейчас?» 

Но это была лирика, так сказать, «небольшой взгляд на проблему со стороны», а теперь перейдём всё-таки ближе к нашему фрезеру...

ЧПУ Фрезер: распаковка, осмотр, апгрейд, тест

Несмотря на то, что фрезер этот настольного типа и любительского уровня, потенциально он может быть интересен (зачем я его и взял) для быстрого прототипирования партий печатных плат: фрезеровка дорожек, сверление отверстий, вырезание плат по контуру. 

Почему именно этот: было просмотрено достаточно много отзывов, и понравилась сама массивная конструкция, в конкретно этой версии, ещё и имеющая усиление портала — стальные рельсы, по которым ездит головка*.

*Дело в том, что я видел в видео с тестами, как у более младшей версии, без таких рельс, ощутимо смещается фреза, если на неё просто слегка надавить даже рукой, из-за недостаточной жёсткости всей конструкции.

Фрезер пришёл хорошо упакованным, в коробке, довольно тяжёлой (навскидку, килограмм 7-8). Спичечный коробок в правом нижнем углу коробки — для понимания масштаба:

Если раскрыть коробку, то видно, что всё содержимое упаковано в пену, а сверху лежат два цветных мануала, хорошей полиграфии:

Как в дальнейшем мы увидим, — всё содержимое коробки упаковано в несколько слоёв из вспененного материала, каждый из которых содержит своё:

• электронику и детали для сборки;

• портал и электронику;

• платформу.

То есть, что удобно, механическая часть идёт полностью собранной, и, по сути, нужно только прикрутить портал к платформе, и навесить электронику:

Станок комплектуется 500-Ваттным шпинделем, на 48 Вольт и 12000 об/мин. 

Шпиндель сразу снабжён стальным цанговым патроном, для зажима фрез/свёрл (в комплекте идут ещё и 2 ключа, для его закручивания/раскручивания):

Как можно видеть, верхняя часть шпинделя снабжена вентилятором для его охлаждения:

Вообще, всю комплектацию, помимо, собственно, самого портала и платформы, показал, разложив на фото ниже. Как можно видеть, она достаточно богатая и включает в себя даже стальную линейку и комплект фрез:

Положили даже напоминалку о том, что контроллер станка не может работать одновременно, в одно и то же время с компьютером и с выносным пультом — нужно подключать только что-то одно:

Кстати, о фрезах: в комплекте идёт коробочка с десятью фрезами, разного профиля:

А также модная флешка и USB-кабель для подключения к компьютеру (для меня коротковат — поэтому купил ещё и 1,5-метровый удлинитель к нему).

То есть всё выглядит весьма солидно. 

Однако, после навешивания электроники, сразу выявилось два момента, которые смутили:

• Блок питания подвешивается на два хиленьких уголочка и, естественно, что он висит, шатаясь, поэтому есть подозрение, что будет шуметь, дребезжа об портал.

• Отсутствует какой либо кабель-менеджмент, то есть, все кабели валяются просто так (что не есть хорошо, особенно — кабели идущие до обрабатывающей головки), поэтому будем это решать.

Конечно, у меня есть под рукой всё оборудование и навыки, чтобы установить самодельные уголки или иные крепления и нарезать резьбы — но, подозреваю, что у подавляющего большинства, с этим возникнут проблемы. 

Хотелось бы, чтобы блок крепился сразу надёжно. 

Опять же, повторюсь, не уверен, что это прям уж проблема, но хотелось бы, чтобы это место было выполнено лучше... 

Выглядит это так:

Сразу, как этот блок увидел, я захотел его укрепить более надёжно, с помощью стальных уголков, которые у меня были. 

Однако затем я заметил одну любопытную вещь — на блоке питания, с внутренней стороны, которая смотрит в сторону головки гравёра — были два небольших отверстия, и мне пришла хорошая мысль: а что, если, распечатать на 3D принтере скобы, которые прикрутить к этим отверстиям болтами, и этого будет достаточно, чтобы блок хорошо держался?!

Вот они, эти ребята:

Сказано — сделано: получилось отлично, держится очень прочно:

Кроме того, выявился и побочный интересный эффект — прямо за этими скобами, я пропустил провод, от одного из горизонтальных концевиков. Получилось недурно — скобы держат и блок питания и провод:

Далее настал черёд установки кабель-каналов. И начал я с головки, на которую установил вертикальный кабель-канал, 7х7 мм, для чего пришлось сначала головку разобрать и установить распечатанный на 3D принтере крепёж, в стандартную рельсу, с помощью двух болтов и поворотных гаек; кроме того, просверлил держатель шпинделя и нарезал в отверстиях резьбу М4х0,7, к которой прикрутил вторую часть держателя. 

Всё, вертикальный кабель-канал установлен:

В верхней правой части одного из фото можно увидеть держатель горизонтального кабель-канала — который также распечатал на 3D принтере, под него высверлил и также нарезал резьбу M4x07 в держателе шагового двигателя — не хотел прикручиваться к имеющимся болтам, чтобы не ослаблять конструкцию, так как я знаю, что в любых станках жёсткость конструкции это весьма критичная вещь. 

Поэтому: стандартные крепежи конструкции я даже не трогал, а нарезал свои отверстия, под новый крепёж, который никак не ослабит текущую конструкцию. Получилось так:

Далее, так как в комплекте со станком не было соответствующего провода питания нужной длины, который можно было бы применить с кабель-каналом («родной» силовой кабель был слишком короткий) — я просто-напросто взял старый кабель от компа, разодрал его и вынул из него две жилы, которые и пошли в качестве кабеля:

Предварительно убедившись, что они подойдут: на «родном» коротком кабеле от станка, который шёл до шпинделя, стояла маркировка 2х0,75 мм² — я убедился, что точно такая же маркировка стоит и на старом компьютерном кабеле, так что, по сечению он подходит...

Вся сборка стала в итоге выглядеть внутри кабель-канала примерно так:

Да, кстати, ещё по поводу сборки — как можно видеть на последней фотографии в кабель-канале, из-за наличия штекеров на концах кабеля до шагового двигателя и кабелей до концевиков — их пропихнуть сквозь кабель-канал не удалось! 

Поэтому пришлось их разрезать, пропихнуть через кабель-канал, после чего заново спаять, а место спайки закрыть кусочками термоусадки. В принципе, получилось аккуратно и даже практически незаметно.

Осталось теперь только прикрепиться к шпинделю...

Так как я не хотел к нему припаиваться намертво, — я на шпиндель и на силовой провод, идущий до него, — установил части разъёма XT60, который у меня завалялся ещё с тех времён, когда я устанавливал самодельные разъёмы на литий-полимерные аккумы. 

Также, чтобы было более аккуратно, все выходящие провода я закрыл в спиральную оплётку, которая у меня завалялась от старого 3D принтера (такие можно свободно купить на любом маркетплейсе, рублей за 150-200). 

Как можно видеть на фото ниже, провод я не стал обрезать вровень, чтобы он был точь-в-точь, и не висело излишков, в виде бухт — так как я хотел иметь возможность регулировать по мере надобности степень вылета шпинделя из держателя — вверх или вниз. 

Возможно, чуть позже я эту бухту закрою в отдельную 3D-печатную микрокоробочку, чтобы было аккуратно:

Кстати, и ещё один момент: у многих, наверняка, возникнет вопрос, а почему этот вертикальный кабель-канал направлен не вверх, а вниз?

Это сделано умышленно, так как я не хотел, чтобы выше станка торчали какие-то штуки и увеличивали его габариты: направленность вниз делу не мешает, и станок выглядит более «крепко сбитым, аккуратным», что ли... 

Ну и, в итоге, весь станок в сборке выглядит примерно так (сзади, где находятся провода, тоже применил кусок спиральной оплётки, которой не было в комплекте):

Кстати, на фотографиях выше можно заметить, что у этой версии станка наверху прямоугольного профиля имеется такая ровненькая полочка, на которую просто просится положить горизонтальный кабель-канал. Что я, собственно говоря, и сделал. :-)

Кабель-канал, кому интересно, как я уже выше и говорил, я брал 7х7 мм, вот тут.

Ну и по результатам сборки, как водится, нужны какие-то тесты! :-D

Изначально, когда я обо всём этом думал, я хотел сделать сложный тест, с проверкой самого главного, что мне самому было бы интересно: жёсткости конструкции, и как она изгибается под нагрузкой, в зависимости от прилагаемой нагрузки, в килограммах.

Однако, поразмыслив, я понял, что это будет «сферический конь в вакууме»: все пользователи будут выставлять какой-то свой вылет фрезы/сверла, это также будет влиять на искажения... 

Подумал над этим всем я, подумал... И решил: а какого чёрта? Зачем мне (и, возможно, другим) — какие-то табличные рафинированные данные, которые непонятно как интерпретировать и как они соотносятся с их текущим случаем… 

Поэтому я решил пойти самым простым и логичным путём: просто-напросто, так как у меня основная задача — изготовление печатных плат, сделать тестирование пары операций, типичных для печатных плат: фрезеровка дорожек и сверловка. 

Этого будет достаточно, чтобы понять, можно ли станок использовать в этих целях!

Судя по видео людей, проводивших тесты на менее жёстких станках (с трубчатыми направляющими) — даже такие станки позволяют делать неплохие платы. Так что, подозреваю, что этот станок должен сгодиться вполне!

Вырезание платы по контуру я тоже буду делать, но это ещё надо разбираться, настраивать, и это я буду делать позже, так как это не столь критичная операция, так что, в принципе, она к сути вопроса имеет отношение косвенное. Я думаю, как-то так...

Заранее скажу, что этот станок у меня даже не планируется как устройство для сверловки/фрезеровки монолитных металлических пластин/брусков, поэтому эти вещи я даже тестировать не буду.

В качестве демо, на что я опирался в тесте, я взял вот это видео (весьма познавательное и подробное, так что рекомендую):

На видео выше можно увидеть, что используется фреза треугольная (не знаю, как правильно назвать), которая сильно рвёт края и требуется ещё потом шкурить поверхность, чтобы убрать заусенцы (а ещё надо и смотреть, чтобы замятые заусенцы не замкнули дорожки рядом!)

Углубившись в эту тему, я нашёл вариант поинтересней: использование концевой фрезы сечением 0,9-1 мм. Она даёт практически идеальный край дорожек, не требующий последующей обработки.

Такой фрезы у меня в комплекте со станком не было (вернее, есть, но сечением слишком большим), поэтому заказал их, и они в данный момент идут мне с али.

А само видео, которое «наставило меня на путь истинный» :-D можно глянуть ниже. После него всё отлично становится понятно:

В качестве материала для печатных плат я решил использовать гетинакс, а не стеклотекстолит — платы у меня не теплонагруженные, маленького размера (обычно), так что мне сойдёт и так. 

Почему пока остановился на таком материале: так как это, по сути, лакированная бумага, и не даёт опасной стеклянной пыли, как стеклотекстолит. 

Но, это всё я ещё буду тестировать, так как есть ещё одна любопытная идея, всё-таки взять стеклотекстолит, но обрабатывать его, залитым слоем воды, а сам станок поместить в герметичный кожух, например, из полиэтилена, в котором постоянно, принудительно, вентилятором, прогонять воздух через фильтр на тот случай, если мельчайшие стеклянные пылинки, поднявшиеся во время обработки вместе с пузырями воздуха из воды, всё-таки взлетят в воздух. 

Здоровье, дело такое — потерять легко, а восстановить почти невозможно... 

Ну и, собственно говоря, тест показан ниже.

Сразу скажу, что я ещё только начинаю разбираться с этим станком и, выяснилось, что свёрла я купил тонковатые (0,5 мм — вместо, как минимум, 0,8 мм). И пины не влезают в получившиеся отверстия! :-))) Досада... Но понять качество работы станка всё равно можно (а свёрла правильные уже заказал).

Итак, фрезеровка — ширина дорожек = 1 мм, погружение фрезы в плату, на глубину 0,1 мм. Фрезеровку делал всего в 1 проход, для ускорения процесса:

А теперь, сверление отверстий (неправильным сверлом, на 0,5 мм (а надо 0,8 мм), но это позволит понять хотя бы центровку отверстий относительно площадок). Сверловка делалась для ускорения процесса — без предварительного кернения (и всё равно хорошо получилось):

Ну и фото результатов ниже. Субъективно воспринимается как идеально. Для понимания масштаба платы — рядом положил спичечный коробок (картинка кликабельна, можно увеличить и рассмотреть детали):

Отверстия почти идеально отцентрованы, пины плат совпадают с отверстиями (некоторое мелкое расхождение объясняется кривизной пинов, поэтому игнорируем это; в реальности детали отлично запаяются, если бы отверстия были чуть больше).

Интересные наблюдения: в процессе обработки платы, на этом ЧПУ станке:

• я перестраховывался и слишком высоко (5 мм) поднимал фрезу/сверло во время перемещения на другое место (опасался, что плату заденет). Реально можно было гораздо меньше, п��днимать где-то всего лишь на 1-1,5 мм,

• так как я обрабатывал гетинакс, а не стеклотекстолит, а гетинакс обладает гораздо меньшей абразивностью — можно существенно ускорить обработку (раза в 2), по идее, без ущерба для обрабатывающего инструмента (фрезы/сверла),

• есть потенциал сделать дорожки совсем идеальными (о чём я говорил выше и выложил видео), если использовать не коническую фрезу (она всё же оставляет рваный край), а концевую фрезу (уже заказал, едут с али; когда приедут, «будем посмотреть»). По идее, кроме несколько рваного края, это позволит устранить необходимость в последующем зашкуривании платы от заусенцев (сейчас это требуется).

Что могу сказать в итоге по этому станку: станок довольно жёсткий, изготовлен достаточно качественно, хотя есть некоторые нюансы, которые требуют доводки руками; тем не менее, прочная конструкция позволяет надеяться на то, что большинство типовых небольших операций, которые бывают у домашнего мастера, этот станок вполне сможет выполнять...

Я пока только начинаю свой путь в изучении этого станка, но даже на этом уровне, прямо со старта видно, что станок позволит добиться нужного...

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»