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TwinTeeth:兼具PCB印刷、3D打印、CNC功能的迷你工厂

时间:2015-02-26 来源:天工社

摘  要:
又一次,富有才华的黑客们证明了,开源开发才是未来最快捷、最有效率的科技进步方式。它不仅能够确保技术能够被尽可能多的人使用,而且也为技术知识最快、最有成效的增长和扩张打开了大门。比如像这一次,西班牙科技博客Diyouware.com的两兄弟就以开源的方式,开发出了一款名为TwinTeeth的多用途PCB制造设备,这台设备绝对称得上是一座迷你工厂。

关键词: TwinTeeth PCB印刷 3D打印 CNC 

  又一次,富有才华的黑客们证明了,开源开发才是未来最快捷、最有效率的科技进步方式。它不仅能够确保技术能够被尽可能多的人使用,而且也为技术知识最快、最有成效的增长和扩张打开了大门。比如像这一次,西班牙科技博客Diyouware.com的两兄弟就以开源的方式,开发出了一款名为TwinTeeth的多用途PCB制造设备,这台设备绝对称得上是一座迷你工厂。

  TwinTeeth及其各种工具头

  据两位博主介绍,在开发TwinTeeth之前,他们就在一些项目中碰到了机械振动和皮带共振的问题。“在我们开始进行TwinTeeh项目时,我们就担心找不到一个没有振动的机械设计,因为在DiyouPCB项目中我们几乎进行了各种尝试以避免机器振动。这是非常重要的,因为当用激光绘图时,由于光束非常细(接近620纳米)和任何微小的运动都将使绘图被扭曲。”

  幸运的是,他们已经拿出了一些解决方案。首先,他们发现,皮带共振可以使用导螺杠避免。“这是我们最新设计的基础。但我们并没有关于如何消除其他类型的振动,主要是电机和直线轴承产生的振动,的清晰的思路。其灵感主要源于我的双胞胎婴儿,当他们首次尝试刷牙时。其中一人在按照正常的方式上下移动牙刷,而另外一个则觉得移动自己的头部而不是牙刷更加方便。这启发了我们。”他们解释道。

  他们把同样的原理用在了最新打造的TwinTeeth上,这台机器主要移动构建床,而非工具头,看上去正好与Delta式3D打印机相反。“将工具头固定在机器的顶部有其好处:更换工具头很容易,因为它没有连到任何移动部件上,而机械臂也不需要再扯动连线、线材、重载荷、电缆拖链等一堆东西。”他们补充说。

  因此,DiyouwareTwinTeethPCB打印机可以通过更换工具头,完成打造PCB所需的各个制造阶段。两兄弟保证,更换工具头非常简单,很容易就能做到。它能够让您在家轻松制作一块Arduino扩展板大小的电路板。事实上,它包括以下功能:

  用UV激光在感光胶片或预涂感光版上进行光刻。

  使用任何迷你旋转工具如Dremel®或Proxxon®钻孔。

  在SMDPCB焊盘上精确点焊锡膏。

  使用固定的特制笔绘制电路。

  3D打印旋钮、外壳、前面板、甚至用导电线材印刷电路。

  铣/雕刻软质材料或蚀刻铜PCB。

  因为它是开源的,而且支持更换各种工具头,理论上您自己也可以为它装上或者开发任何类型的工具头,使其具备各种各样的功能。只不过Twinteeth的工作空间小了点,只有70×80×60毫米。“我们是有意将它的制造尺寸减少至一块Arduino™扩展板大小的,因为我们宁愿做一些小而精的东西。”兄弟俩解释道,“现实中,人们也很少产生大的电路板,因为这样可以占用更小的空间,更易于管理。然而,它也具备可扩展性,如果您愿意的话也可以把它做得更大些。”

  TwinTeeth与打钻工具头

  TwinTeeth的电子系统采用的是常见的Arduino™Mega+RAMPS1.4+A4988电机驱动器组合。它使用了定制的软件包,包括支持各种工具头甚至是3D打印机的TwinTeeth固件,以及一个据说非常易用的多工具系统控制台。据天工社说,软件包里还有一个免费版本的EagleCadsoft,可用于非商业的CAD设计。“它很容易生成Postscript、钻孔和焊膏分布文件,TwinTeeth可以用来制造电路。”他们解释说。这意味着,他们的机器支持G代码、PostScript和BMP的文件,但您还需要使用自己的普通切片软件(如Slic3r)。

  TwinTeeth的构建空间里使用了3台Nema17电机,其速度在1200-1500毫米/分钟的范围内,使之成为一个非常高效的机器。TwinTeeth还包括一个精密铝合金夹具床。至于激光,两兄弟再次使用了PHR-803T的激光头,其波长为405纳米。

  至于它的3D打印功能——显然这是最重要的——并没有受到什么限制。他们使用的是众多RepRap用户比较常用的组合:Greg挤出机+J-头热端,其喷嘴直径为0.35毫米。

  这种设置可支持1.75毫米线径的PLA或ABS线材。俩兄弟称其打印质量比得上或优于典型的桌面型3D打印机,因为它固定的出头可以确保非常高水平的精度。此外,他们的管理控制台软件也包含了校准、线材进料和挤出控制等功能。

  TwinTeeth的3D打印管理界面

  TwinTeethPCB迷你工厂的3D打印功能很强,事实上,作为后续开发项目的一部分,他们正在考虑开发一个SLA3D打印工具头。“我们已经绘制了一个使用激光工具头的草图。我们设计的主要特点是,激光会非常接近光敏树脂(小于10毫米),并并能够实现在一个点上非常小而且精确的完美聚焦。”他们补充说,而且他们也已经听说过有人使用PHR-803T做SLA3D打印的激光头。“所以我们是有可能做到这一点的。”


关键词:TwinTeeth PCB印刷 3D打印 CNC 
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