Als Bastler
möchte man den Umgang mit Chemikalien gern
vermeiden. Außerdem dauert es ganz schön
lange, bis man mit der herkömmlichen
Methode eine Platine in der Hand hält.
Geht das nicht anders ?
Natürlich
geht das anders, allerdings sind andere
Methoden nicht eben unaufwendig, und
billig sind sie auch nicht.
Man kann beispielsweise die Leiterbahnen
einer Leiterplatte aus kupferkaschiertem
Material herausfräsen.
Es gibt Enthusiasten, die sich einen
Apparat wie unten beschrieben selbst
gebaut haben, solche Geräte gibt es auch
zu kaufen (ihr Preisschild ist allerdings
oft vierstellig, für den
Gelegenheitsbastler ist das also weniger
erschwinglich).
Das Prinzip funktioniert so:
Der Fräsplotter
ist praktisch eine 3-Achsen-Fräse: Den
Fräser kann man den drei kartesischen
Freiheitsgraden verfahren, man kann ihn
also auf der Platinenfläche beliebig
bewegen und dazu das Fräsgerät in die Höhe
fahren und absenken.
Die blaue Fläche ist der Arbeitstisch, auf
dem der Platinenrohling (rosa) fixiert
ist. Auf den roten Schienen (Y-Richtung --
vor und zurück) kann sich die Fräsbrücke
bewegen, auf ihr wiederum lässt sich mit
den grünen Schienen der Fräsmotor in
X-Richtung (quer) verschieben. Der
Fräsmotor lässt sich in Z-Richtung auf-
und abbewegen (gelb).
Der Fräsmotor trägt den Fräser, der die
Platine bearbeitet.
In Kurzform:
- Blau = Arbeitsfläche
- Rot = Y-Achse
- Grün = X-Achse das gelbe Element fährt rechts und links
- Grau = Diese Elemente fahren in Y-Richtung.
- Gelb = Z-Achse,
der Fräsmotor (dunkelgrau) fährt hoch
und runter
Ein PC mit dem entsprechenden Programm ist nun in der Lage, alle drei Achsen gleichzeitig zu bewegen. Zur Bearbeitung der Platine müssen aber nur die X- und Y-Achse gleichzeitig verfahren werden. Die Z-Achse dient hierbei nur dazu, den Frässtift auf die Platine zu setzen und wieder von ihr abzuheben. Dies geschieht dann bei Stillstand der Achsen X und Y und nur so weit wie nötig.
Aber was wird denn nun genau weggefräst, um die Leiterbahnen zu bekommen ?
Das zeigt die nächste Grafik:
Es wird nicht
etwa das komplette Kupfer weggefräst,
sondern vielmehr nur einmal "rundherum" um
die Leiterbahnen gefräst.
Die orange Fläche soll das Kupfer
darstellen, und die gelben Linien sollen
der Fräskanal sein.
Nach dem Fräsen ist die Leiterbahn von der
restlichen Kupferfläche isoliert und
funktioniert somit auch als einzelne
Leiterbahn zwischen den beiden
dargestellten Lötpunkten.
Um das Ganze noch einmal deutlicher zu
zeigen, ist hier noch einmal eine Grafik
zu sehen, in der die Platine einmal
durchgesägt wurde und von der Seite
(Kante) her betrachtet wird:
Du siehst hier in
Gelb das Platinenmaterial und darauf das
aufgebrachte Kupfer. Solche Platinen gibt
es überall zu kaufen.
Der graue Kasten soll der Fräser sein, der
gerade dabei ist, eine Nut in die Platine
zu fräsen. Rechts daneben sieht man eine
fertige Nut und in der Mitte dazwischen
entsteht gerade die isolierte Leiterbahn.
Die größte Schwierigkeit, sich so etwas
selber herzustellen, stellt der Bau der
Fräsanlage dar, denn die sollte schon
genau genug sein und eine ausreichende
Auflösung bieten. Zweckmäßigerweise treibt
man die einzelnen Achsen der Anlage mit
Schrittmotoren und Spindeln an, um die
Kraft der Motoren und die resultierende
Auflösung zu optimieren.
So könnte ein erstes Ergebnis aussehen:
Viele Bastler
nehmen als Spindeln einfache
Gewindestangen, aber das muss jeder einmal
selber gebastelt haben um mal zu sehen,
wie sauber man da bauen muss, um hinterher
auch gute Platinen zu bekommen.
Auch als Fräswerkzeug lässt sich nicht
alles aus dem Baumarkt einsetzen, denn
diese "Billigdinger" taugen meistens nicht
zum richtigen Fräsen. Wer aber einfach mal
das Abenteuer "Fräsmaschine" erleben
möchte, der kann schon mit einfachsten
Motoren und einfachsten Gewindestangen so
einiges auf die Beine stellen, wie
zahlreiche Seiten im Internet beweisen.
Wer aber wirklich hochwertige Platinen
fräsen möchte, der kommt um eine gute,
vielleicht sogar fertig gekaufte
Fräsmaschine wohl nicht herum.
Eine Selbstbaufräse ist also eher als
"Abenteuer mit Lerneffekt" anzusehen als
wirkliche Lösung für das Isolationsfräsen
von Platinen.