Leiterplatten-Isolations-Fräsen

Der herkömmliche Weg zur Leiterplatte ist lang: Film belichten, entwickeln, Platine belichten, entwickeln und ätzen. Wer außer Haus fertigt muß neben den hohen Kosten meist auch noch tagelang auf die Platine warten. Der OUTLINER bietet eine Alternative. Wer eine CNC-Mechanik besitzt kann schon nach kürzester Zeit seine Leiterplatte bestücken und löten. Auch doppelseitige Platinen sind möglich.

Das Programm berechnet aus einer im Format GERBER oder HPGL vorliegenden Platine die Umrisse der Leiterbahnen. Diese Fräsdaten werden im Format HPGL oder DXF ausgegeben und dann auf der Maschine mit einem V-fömigen Stichel in die Leiterplatte gefräst. So entstehen Isolations-Kanäle. In der gleichen Aufspannung lassen sich auch die Bohrungen anbringen. Prototypen, Musterfertigung und Kleinserie sind so sehr schnell bei gleichzeitig geringsten Kosten zu realisieren! Der OUTLINER ist sehr leicht zu bedienen und zeigt am Bildschirm das Platinenlayout. Die integrierte Frässimulation, bei der Fräser-Durchmesser und -Geschwindigkeit einstellbar sind, erlaubt eine schnelle optische Kontrolle der Bearbeitung. Auch eine Fräser-Radiuskorrektur ist vorhanden und wer z.B. mit HF-Technik arbeitet kann Flächen definieren, die dann von überschüssigem Kupfer befreit werden. Die Fräsbahnen werden vom OUTLINER wegoptimiert und zu geschlossenen Vektorketten sortiert. Das bedeutet kurze Bearbeitungszeit und eine verbesserte Werkstückqualität.

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Abb. 1: Anzeige der GERBER-Datei im Vollbild
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Mit einem PCB-Programm wird ein Platinen-Layout entworfen und bevorzugt im Format GERBER oder HPGL exportiert. Diese Datei wird nun im OUTLINER geladen und grafisch angezeigt (Abb.1).

Abb. 2: Anzeige der GERBER-Datei im Umriß
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Bei der Entwicklung des Platinen Layouts sind kaum Grenzen gesetzt. Leiterbahnen können sich berühren, überlappen, schneiden und sonst wie zusammen gestückelt sein! Der OUTLINER erkennt die elektrische Zusammengehörigkeit der einzelnen Elemente und behandelt sie als Einheit. Die Kontur-Darstellung (Abb. 2) zeigt die einzelnen Elemente, aus denen die Leiterbahnen letztlich bestehen.

Abb. 3: Berechnete Fräsbahnen als schwarze Umrandungslinien
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Die Berechnung der Fräsbahnen wird gestartet und die errechneten Bahnen in der Grafik als dünne schwarze Linien angezeigt (Abb. 3). Die Fräsbahnen werden vom OUTLINER automatisch wegoptimiert (= kurze Fräszeiten) und zu geschlossenen Vektorketten sortiert (= ermöglicht Fräsen in einem Zug ohne abzusetzen). Die Fräsbahnen können im Format HPGL und DXF exportiert werden.

Abb. 4: Fräsbahn-Berechnung mit aktiver Fräser-Radiuskorrektur
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Die Fräsbahnen schmiegen sich stets an die Leiterbahnen an (Abb.3). Da der Fräser mit seinem Zentrum jedoch genau auf diesen Bahnen fährt, wird von der Leiterbahn immer ein Stück weggefräst, das dem Werkzeugradius entspricht. Insbesondere bei dünnen Leiterbahnen ist dieser Umstand natürlich unvertretbar. Der OUTLINER verfügt daher über eine automatische Fräser Radiuskorrektur. Den Fräser Radius eingeben und der OUTLINER berücksichtigt bei der Fräsbahn-Berechnung diesen Wert (Abb. 4).

Abb. 5: Fräsbahnen in der Simulation. Der zeitliche Verlauf ist in der Abb. leider nicht darstellbar und nur am Bildschirm zu sehen
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Der OUTLINER verfügt auch über eine Fräs-Simulation. Fräser Radius und -Geschwindigkeit können eingegeben und der Fräsvorgang am Bildschirm simuliert werden (Abb. 5). Das spart Fertigungszeit auf der Maschine und bringt bereits am Bildschirm mehr Klarheit über das Arbeitsergebnis.

Abb. 6: Übersicht mit Fräsbahnen und Bohrlöchern
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Die Abb. 6 zeigt die GERBER Datei nach der Bearbeitung im Ergebnis. Die Fräsbahnen können im Format HPGL und DXF exportiert und ohne Nachbearbeitung der CNC Maschine übergeben werden. Bohrkoordinaten können aus der GERBER Datei extrahiert und im Format HPGL exportiert werden.