Usinage de l'époxy / fibre de verre (PCB)

j.f. · 27 Mai 2012

Bonjour à tous.

Je vais avoir besoin d'usiner du circuit imprimé à la fraise et à la fraise scie.

Des conseils ?

En particulier en ce qui concerne les conditions de coupe, en sachant que je ne vais pas pouvoir utiliser de grandes avances (c'est fin, et en manuel), ni de grandes vitesses de rotation (3200 trs maxi).

J'ai testé le perçage, sur la fraiseuse à tourelle, avec des forets spécifiques. Ça perce sans problème avec des forets de 0.6 mm à seulement 3200 trs/mn seulement. On dirait qu'il n'y a pas besoin d'un grande Vc ni d'une grande avance. C'est rigolo, un foret de 0.6 dans une pince ER40 (avec une "pince réductrice"), ou encore un foret de 0.8 dans un mandrin de 16 (j'en ai un qui permet de descendre aussi bas en diamètre).

C'est surtout l'usure des outils qui m'inquiète.

moissan · 27 Mai 2012

il faut des foret et des fraises carbure

les machine sérieuse tournent a des vitesses énorme pour avoir la vitesse de coupe optimum permettant d'avancer vite et être le plus productif possible , mais ces grandes vitesse ne sont pas obligatoire ... si on tourne moins vite ça avance moins vite et ça s'use encore moins vite

le perçage marche aussi au foret HSS mais il faut affûter souvent

nopxor · 27 Mai 2012

Bonjour,

Normalement, il faut des outils carbures ou diamantés.
Avec du HSS tu vas fumer l'affutage de tes fraises.
Pour découper des plaques d'époxy, j'utilise une cisaille dédiée (made in >ce type de commentaire n'a pas sa place sur ce forum<) et j'ébavure avec une bâtarde diamantée.

A noter que pour percer les CI on peut se dépanner, si on a pas de forêts carbures (qui pettent comme du verre) avec des aiguilles (pas des épingles

) affûtées en langue d'aspic comme les mèches américaines. C’est pratique aussi pour percer les métaux pas trop durs et moins cher qu'un forêt à 0,3...

Bth · 27 Mai 2012

Bonjour j.f , bonjour à tous,

Pour les grandes découpes d'epoxy j'utilise des disqes de 1mm de large avec un diamètre de 80mm. La vitesse de rotation est de 6000 trs. Ces diques sont fibrés, cela ressemble aux disque de découpe des métaux. Je ne souviens plus de la marque. Ils durent très longtemps. Pour les découpes de formes: meules diamant avec une Dremel ou équivalent. Pour la vitesse je ne sais pas: faut pas que sa fasse trop de bruit !!!!!! Pour le perçage: carbure avec une préférence pour ceux qui n'ont pas d'épaulement. Les 3.17 j'aime pas bien. Par contre il faut une perceuse trés stable qui tourne entre 6000 et 8000 trs, et je ne suis pas convaincu par les grandes vitesses. Tout ceci n'engage que moi, c'est toujours un plasir sauf pour la poussiere.
Bon courage.

Bth Thierry

gaston48 · 27 Mai 2012

Bonjour,
Je confirme que pour usiner le verre époxy notamment au carbure, les grandes vitesses de coupe
ne sont pas indispensables, sauf pour une recherche de productivité.
le verre époxy est très abrasif pour l’hss et aussi pour le carbure avec une durée
de vie d’affûtage en rapport avec leurs duretés respectives.
En cas d’usinage par abrasion il faut surtout éviter de brûler le verre époxy car
des dégâts irréversibles pénètrent profondément dans cette matière

cf63 · 27 Mai 2012

Bonsoir

J'ai travaillé dans la fabrication artisanale de circuit imprimé (ceci dans une PME il y a fort longtemps...)
Voici quelques précisions sur les moyens techniques de l'époque.

Les coupes droites étaient réalisées avec une scie radiale, disque diamant gante continue, lubrifiée à l'eau pour les supports epoxy ou bakélite blanche professionnelle .

Les détourages pour des formes spécifiques étaient réalisées avec une fraise de Ø3,17 en carbure profil pointe de diamant à 20 000t/mn réglable(machine genre défonceuse avec un support rigide, avance manuelle par copiage sur un gabarit).

Les percages selon les diamètres 0,5 à 1,2 mm avec du forêt carbure épaulé à queue de 3,17 ; vitesse 40 000t/mn.
(la longueur taillée du forêt est courte, la hauteur percée était au maxi de 3 épaisseurs de 16/10).
Pour les Ø supérieurs jusqu'à 3,5mm : vitesse 20 000t/mn.

Quand le forêt ne coupe plus, il repousse le cuivre comme un poinçon et donc bavure ...
Les perceuses "inversées" avaient des broches avec le forêt traversant la table depuis le bas, visée avec un objectif rétroéclairé ou copiage sur gabarit.

Je confirme que les supports epoxy sont fortement abrasifs et donc l'hss même à faible vitesse devient vite inefficace.
L'affutage des forêts carbure est très spécifique pour les petits Ø (machine avec de la tenue sur la partie taillée sinon casse systématique)

cldt.

j.f. · 28 Mai 2012

merci pour vos réponses.

Il n'est pas envisageable d'utiliser des outils spécifiques, la réalisation de CI étant trop rare pour le justifier (sauf les forets).

En effet, j'ai pu constater que la Vc n'a pas besoin d'être élevée ! 0.6 mm à 3200 trs/mn (le maxi de la fraiseuse), ça fait 6 m/mn, et ça rentre comme dans du beurre.

Y a-t-il quelque chose à gagner en lubrifiant ? Si oui, avec quoi ? De l'eau pure ? Du liquide de coupe classique ? Ou encore du WD40 ? (j'ai vu percer du verre - au vilebrequin + foret carbure - avec du pétrole)

J'ai besoin d'un positionnement précis, ce qui fait que les circuits seront probablement gravés après perçage puis tracés au feutre spécial. Ils sont très simples. C'est pour des faces avant. Il faut un positionnement précis de boutons carrés et d'afficheurs. C'est dessiné avec SW, et non avec un logiciel de tracé de PCB. Ceux que j'ai essayés sont orientés composant, et pas mécanique (les gratuits). Pas de possibilité de mélanger plusieurs grilles sans perdre l'origine, et pas de possibilité de positionner des perçages en coordonnées XY. Autant le faire avec SW, même pour le tracé des pistes. Il n'y a que quelques composants à placer sur chaque carte. Quant aux poids lourds Orcad ou Multisim, tant que je n'ai pas de simulation à faire, même pas j'y pense ! Bien trop lourd à utiliser.

La face avant est celle d'un rack 19". Ça donne l'échelle : 3 CI à faire, vraiment pas bien gros, ainsi que quelques alim basiques pas bien encombrantes non plus.

Je vais quand même commander quelques forets carbure de rab', et je me servirai de fraises carbure pour le détourage. J'ai pas mal de petites fraises scie, mais ce sont des HSS. Même si j'en use 3 ou 4, ce n'est pas grave.

Pas question d'utiliser le Dremel, surtout à main levée ! Je n'ai pas fait de CI depuis près de 25 ans, mais je garde un mauvais souvenir des perçages (usure de l'HSS, fragilité du carbure, même avec le support sensitif).

Pas encore essayé le fraisage (détourage, en fait)

Voilà les expériences de perçage.

Mandrin SA40 marqué 0.2 - 16 mm, quasi neuf (j'utilise le plus souvent les pinces). Je n'ai pas pu centrer un foret de 0.6, ici c'est un 0.8, c'est assez sportif. A partir de 1 mm, c'est facile.

Deuxième essai avec une pince dans la pince. ce sont de petites pinces achetées il y a quelques années. Ce sont des pinces pour un outil genre Dremel. C'est en acier, contrairement aux saloperies Dremel en alu. Ça ne s'adapte pas sur Dremel, d'ailleurs.

La mini pince est serrée dnas la grosse. Il faut serrer assez fort pour que la pince ER serre légèrement en cône. L'idéal serait d'avoir des mini pinces à double fentes, ou de les refendre... Ici, un foret de 0.6 mm

Les porte outils sont plus gros qu'un Dremel !

Idée : monter une petite motobroche genre Dremel dans un attachement SA40...

nopxor · 28 Mai 2012

Bonsoir,

Il y a aussi ces petits mandrins qui ne sont pas d'une précision diabolique (tige en acier doux) mais généralement suffisante:
http://j-schmalz.de/advanced_search_result.php?keywords=adaptor+chucks&x=0&y=0
Souvent utilisés avec les pièces à main de flexible.

Sinon pour pas se prendre la tête, et si le circuit imprimé n'est pas soumis à des contraintes mécaniques sévères, la bakélite est beaucoup plus facile à travailler (HSS) et moins chère. Les pros l'utilisent beaucoup. Il y en a de différentes sortes.

j.f. · 28 Mai 2012

bakélite : pas envisageable. Je vais même probablement utiliser de l'époxy de 2 mm double face cuivre 70 µm "militaire" plutôt que l'habituel 1.5 mm. J'en ai en stock depuis très longtemps (un petit lot déstocké), et lui, il est resté bien plan contrairement au 1.5 mm simple face tout gondolé. Ça va recevoir potards, encodeur, boutons poussoirs. Faut que ça soit rigide et précis parce que les afficheurs et les poussoirs doivent être très ajustés, presque sans jeu, dans la face avant en alu (4mm d'épaisseur) pour des questions d'esthétique. Pareil pour les afficheurs LCD.

Pour illustrer ça, les boutons poussoirs 12x12. Il faut qu'ils soient parfaitement alignés, et qu'ils passent avec précision par les découpes de la face avant ; j'envisage de faire "usiner" l'alu par découpe laser pour avoir de beaux rectangles bien nets. On m'a dit récemment que compte tenu du peu de découpes à faire, ça serait bon marché.

ces poussoirs sont très difficiles à trouver. Ils sont carrés, avec un capuchon transparent amovible qui permet de loger une étiquette dedans.

Trouvés sur eBay à Hong Kong, pour 3.45$ les 10, port compris. Pas pu en trouver chez les revendeurs classiques en Europe, même pas chez Farnell.

Un lien (il y en a d'autres) : http://www.ebay.com/itm/10-Pcs-4-Pins-Grey-Black-Square-Push-Button-Momentary-Tactile-Switch-/390417915128?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item5ae6b89cf8 ; ça pourra intéresser ceux qui font des CNC. Ça permet de faire des beaux claviers personnalisés pour pas cher du tout. Contacts à déclic, je suppose avec une cupule métallique. Très agréables.

Mais c'est carré, et donc ça ne supporte pas l'approximation. Ensuite, le circuit imprimé ne doit pas se déformer sous la pression : ils seront montés affleurants. Les commendes seront montées en porte à faux par rapport aux fixations. Rigidité maximum obligatoire.

Enfin, pour uniformiser les affleurements des commandes, il va falloir fraiser un peu le PCB côté composants. Par endroits, je vais être obligé de réduire l'épaisseur à 1 mm par fraisage de petites poches ; un poussoir à encliquetage est présent, de même qu'un encodeur, et sinon, ils dépasseraient trop. Je vais réellement devoir usiner du circuit imprimé ! Pas beaucoup, mais un peu. La modélisation n'est pas terminée, les images seront plus parlantes quand je les mettrai en ligne.

Des boutons ronds, ça aurait été plus facile. mais beaucoup moins beau, et avec obligation de "sérigraphier" la face avant.

Voilà le pourquoi de la question qui peut paraitre bizarre.

Lil · 28 Mai 2012

Bon Matin à Tous

Le Circuit Imprimé (CI) en Verre Epoxy (VE) ou désigné plus couramment FR4 existe en 3 épaisseurs standards de cuivre : 35µm, 70 µm et 105 µm en simple (SF) ou double face (DF).

• La découpe des parties droites se fait à la guillotine (massicot) car cela ne génère pas de poussière nocives.
L'usinage en détourage se fait sur des machines spécifiques.
Pour faire quelques détourages sur une M-0 conventionnelle ou CN, il faut d'abord la nettoyer très soigneusement afin que le mélange huile + VE n'endommage pas les glissières car la poudre de VE est très abrasive et se loge partout.
Il faut IMPÉRATIVEMENT usiner avec une aspiration afin de ne pas respirer le VE pour des questions sanitaires et limiter son dépôt sur la machine.

• La gravure se fait en général avant le perçage car les forets (petits Ø) n'aiment pas percer du Cuivre puis le VE ou alterné pour du DF. C'est pour cela que les logiciels de dessin (xxxx PCB) donnent le choix du Ø du trou des pastilles qui est légèrement plus gros que le Ø du foret. Cela évite que l'extérieur des lèvres du foret s'engagent dans du cuivre mou.
La gravure du 70 µm et à fortiori du 105 µm met en évidence une difficulté lors des gravures (chimiques) "lentes" : le problème de la sous-gravure.
Le circuit est protégé de la gravure chimique par une résine photo-sensible, une sérigraphie ou un masque (vernis) d'épargne quelconque. Mais le cuivre dans son épaisseur n'est pas protégé et est attaqué latéralement et ceci d'autant plus qu'il est épais. La gravure d'un circuit en 70 µm demande deux fois plus de temps en gravure et donc attaque beaucoup plus le Cu en latéral. Paradoxalement, il faut doubler la largeur des pistes fines si on ne veut pas qu'elles soient endommagées par le phénomène de sous-gravure.
Les machines de gravure industrielle sont équipées d'un système de chauffe qui permet d'accélérer la gravure, ce qui réduit le phénomène de sous-gravure.
Des températures de 60°C ou plus sont utiles avec du perchlorure de fer ou du P100.

• Le perçage se fait avec des machines rapides (100 000 min-1) pour la productivité, mais pas uniquement.
A la main, sur une perceuse sensitive, l'avance est difficile à bien maîtriser pour un petit foret (< Ø 0,6 mm) et une machine qui tourne vite permettra au foret d'absorber plus facilement une avance non contrôlée.
Les forets ont un potentiel très différent en fonction de la nature et des conditions d'utilisation (entre 1 000 et 10 000 trous).
Il existe deux types de forets en Ø 3,175 mm de corps :
- les forets en carbure monobloc dont la "queue" est en carbure comme la partie coupante
- les forets carbure avec le corps en titane
Ces derniers avaient été conçus pour des réductions de prix quant à leur process de fabrication, ainsi qu'une certaine soupleté que n'avait pas le foret carbure monobloc et donc moins fragiles lorsqu'ils rencontraient du cuivre épais (105 µm).
En machine automatique, nous ne voyons pas la différence, mais l'avance et la vitesse de broche sont continûment variable dans l'épaisseur du matériau à percer. La broche accélère de 40 000 à 100 000 min-1 au moment de toucher le CI, l'avance est réduite au moment du contact, pour ensuite accélérer dans la matière. Lorsque le foret est dégagé, la broche tourne en petite vitesse

(40 000 min-1) pendant le temps qu'elle recherche le trou suivant à percer.

Amitiés

moissan · 28 Mai 2012

pour mes premiers trous de circuit imprimé , avec la grosse perceuse a mandrin de 13mm , j'enfilait des gaine de fil electrique sur la queue du foret pour qu'il soit tenu par le mandrin : la souplesse du bout de gaine limite la force : si on appuie trop fort le foret rentre dans le mandrin ... ca limite aussi le couple : si il se bloque il ne casse même pas

ensuite ça va tellement mieux avec une mini perceuse : même pas une dremel , juste un mandrin a pince sur un tout petit moteur electrique de modele reduit ou jouet

quand la perceuse est assez legere ca fait comme quand on perce un trou de 13mm avec une perceuse 500w si on appuie trop fort on cale la perceuse sans faire peur au foret

ta facon de serrer tes pince de mini perceuse dans la grosse pince ER va les torde : il vaudrait mieux monter un mandrin a pince de mini perceuse entier dans une pince ER

gaston48 · 28 Mai 2012

j'envisage de faire "usiner" l'alu par découpe laser pour avoir de beaux rectangles bien nets. On m'a dit récemment que compte tenu du peu de découpes à faire, ça serait bon marché.

bonjour j.f.
pour retoucher les congés, tu improvises une mortaiseuse avec ta tourelle à cabestan.
Avec juste un bout de carré d’hss, simplement meulé en bout, ça ira.
Si tu as un peu de courage, tu meules à la main 4 dépouilles, ça ira encore mieux...

L'idéal serait d'avoir des mini pinces à double fentes, ou de les refendre...

il faut réduire le diamètre arrière de tes pinces improvisé, sur une longueur un peu supérieure à la partie non fendue
comme ça cette partie ne s’oppose pas à la contraction.

j.f. · 29 Mai 2012

Oui, je sais que c'est pas top, la pince serrée en bout. J'ai une vieille mini perceuse Les Applications Rationnelles (années 70) dont je ne me sers plus. Je voulais récupérer la broche pour la serrer dans le mandrin, mais je n'ai plus les pinces...

Je vais laisser tomber ce bricolage, et acheter des forets épaulés 1/8", ils ne sont pas beaucoup plus chers, surtout sur eBay UK : lots de forets réaffutés. On trouve aussi des forets diamantés... (mais c'est plus cher)

réaffutés :

http://www.ebay.co.uk/itm/1-05mm-CNC-Carbide-Drill-Bit-PCB-Zero-Hit-x-10-/390388173714?pt=UK_Home_Garden_PowerTools_SM&hash=item5ae4f2cb92

diamantés :
http://www.ebay.co.uk/itm/PCB-Carbide-CNC-Router-Bit-10x-1-0mm-Diamond-Rasp-NEW-unused-free-post-UK-/360435535827?pt=UK_Home_Garden_PowerTools_SM&hash=item53eba1cfd3

Pour les découpes dans l'alu, j'avais aussi pensé à mortaiser les angles. En plus, j'ai déjà fait ça (pour des clavettes). le souci, c'est que le positionnement de l'outil se fait au jeu des cannelures près. Ça risque de se voir, même si ce jeu angulaire est assez faible.

En plus, quand je pense que j'ai décliné une offre de récupération d'une machine à limer quand j'ai embarqué le tour... Une comme ça :

http://www.deutsches-museum.de/en/collections/machines/machine-tools/others/filing-machine/

(elle n'a peut-être pas encore été bennée, faut que je demande...)

Je pensais aussi à faire ça à la fraise scie. Pièce dans l'étau, avec le Z pour faire les angles. Je ne sais pas si c'est jouable... puis petite finition à la lime pour éliminer les courbes.

Pas eu le temps de faire plus d'essais, à cause d'une moto à finir.

fxcnc · 29 Mai 2012

bonjour a tous
bonjour j.f.

pour ta face avant
http://www.schaeffer-ag.de il ont un soft pour la conception,le devis et la commande
découpe perçage gravure de face avant en cn

pour la découpe de circuit
Dispositif pour mini-scie (670)

pour le percage
[url=http://www.dremeleurope.com/dremelocs-fr/product/2793/223/dispositifs-de-pr%C3%A9cision/arbre-flexible]Arbre flexible (225)

avec tout ça, tu fais un boulot impeccable

@+
fx

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j.f.

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