Uso de impresoras de almohadilla para agregar color a los PCB artísticos

Manuel Gómez
Manuel Gómez

Hice algunos experimentos para agregar color a las placas de circuito impreso. Estos experimentos utilizaron un proceso llamado tampografía, y hasta ahora todos los indicios muestran que la tampografía es un proceso factible para PCB de arte verdaderamente multicolores. Para el DEF CON de este año, refiero los problemas y los llevo a su conclusión lógica. Hago PCB reales multicolores con tinta naranja y azul. Esta es, creo, la primera vez que se hace con una placa de circuito impreso, y ciertamente es la primera vez que se documenta.

Quizás se pregunte por qué necesito más color en mis tablas. Es nuevamente esa época del año en la que los artesanos de PCB de todo el mundo se preparan para la insignia DEF CON. En los últimos años, las insignias independientes se han unido para formar una escena de demostración de hardware. Este año, los complementos de las insignias son un problema y todos se están metiendo en el juego. Tindie está llenando increíbles insignias electrónicas y complementos que estarán en exhibición en el DEF CON de este año. Hay insignias con el Cromulon de Pila y Morty, bebo Benders de Futurama, pico y tacos relucientes.

Se trata de arte de insignias, pero cuando se trata de visualizar una imagen en fibra de vidrio y máscara de soldadura, todos trabajan con una paleta limitada. Sí, puedes conseguir una máscara de soldadura rosa y naranja, pero no puedo encontrar un lugar que la haga barata. Para cualquier PCB, su elección de colores es solo verde, rojo, amarillo, azul, púrpura, negro, o blanco. No, no puedes mezclarlos.

Pero quiero ambos naranjas y azul, en el mismo tablero, barato y fácil, así es como lo hice.

El complemento La idea detrás de la marea

Si hay algo que les gusta a los millennials es el aguacate tostado. Y deuda por préstamos estudiantiles. Y los teléfonos móviles, no pueden sacar la cara de esos malditos teléfonos móviles. En su mayor parte, los Millennials no pueden obtener suficientes Tide Pods. El Tide Pod Challenge es la moda más grande de los últimos años, superando incluso a los hilanderos de confianza como la tendencia culturalmente más significativa de esta década.

Para el DEF CON de este año, decidí convertir el Tide Pod Challenge en un juego. El objetivo es comer tantas cápsulas Tide como puedas. Para ello, inserta un Tide Pod en una insignia que admita la especificación Shitty Add-On. Cada Tide Pod tiene una EPROM soldada, y este chip de memoria almacena un número de serie único. Cuando inserta un Tide Pod en una insignia, este número de serie se almacena en una lista vinculada, donde cada elemento de la lista contiene el número de serie y el eje de todos los elementos anteriores de la lista. Esta es una cadena de bloques. Creé una cadena de bloques de personas que comen Tide Pods.

Debido a que el tipo Shitty Add-On proporciona energía, tierra y un bus I2C, la implementación fue muy simple. Solo necesitaba una pequeña EPROM I2C. Este es el 24C32, disponible en muchos fabricantes por $ 0.20 y muy cercano a la gelatina. La única otra parte que se necesitaba era la propia placa de circuito impreso. Creé rápidamente un proyecto en Illustrator, asegurándome de que los “giros” azul y naranja del Tide Pod sean idénticos y estén rotados 180 grados entre sí:

La ilustración coincide. Tenga en cuenta que los remolinos azul y naranja son formas idénticas.

El tablero en Eagle. Se colocó una almohadilla de cobre debajo de los remolinos, y el resto del circuito encaja fácilmente en la capa inferior.

Las vainas de marea vacías

Con el Tide Pod esbozado en Illustrator, convertido en un simple PCB con un Eagle y un pedido rápido de Board, tenía unos cientos de Tide Pods vacíos. Todo lo que quedaba era agregar algo de color.

Cómo comprar y operar una máquina de impresión manual

Ya he escrito sobre el uso de impresoras de almohadilla y su aplicación al arte de PCB, pero la explicación de qué es y qué hace una impresora de almohadilla ha sido terriblemente incompleta. Tampoco había una “guía” sobre el uso de impresoras, algo que espero corregir con esta publicación. Por alrededor de $ 600 pedí mi impresora de almohadilla como un “paquete inicial” de All American Manufacturing & Supply. Este no es el soporte de esta compañía, y si alguien puede encontrar uno, me gustaría mucho una recomendación para una compañía que proporcione instrucciones para sus computadoras.

Dicho esto, aquí tienes un cojín, cómo funciona y cómo usarlo.

Impresora de almohadilla básica manual.

La impresora comprada es un sistema manual básico. Hay cuatro partes principales: la placa, el tintero, el cojín de silicona y la placa de impresión, junto con una gran cantidad de aluminio fundido.

  • La taza de tinta: una taza de acero con un labio de cerámica que sostiene la tinta contra un tablero de impresión.
  • El plato: aunque no se muestra en la imagen de arriba, es simplemente una placa de fotopolímero con una pequeña impresión de la imagen deseada.
  • La almohadilla de silicona: una almohadilla flexible que transfiere la tinta
  • Platino: una plataforma que sostiene el artículo impreso
  • Esta es una máquina inteligente y sencilla. La taza de tinta está unida a un brazo móvil que también sostiene una almohadilla de silicona. Cuando el recipiente de tinta se desliza sobre la placa de impresión, deposita la tinta. A continuación, el cojín de silicona se presiona contra la placa, recoge la tinta y se traslada a la placa, donde se presiona contra el objeto sobre el que se imprimirá.

    Paso 1: creación de la placa de impresión

    La plancha de impresión, o “cliché” en el lenguaje de la impresión de cojines, es una plancha de acero recubierta con resina de fotopolímero sensible a los rayos UV. Hay dos tipos de placas de amortiguación disponibles de mi proveedor: lavado con agua y lavado con alcohol. Las placas de lavado con agua utilizan agua para eliminar el fotopolímero no expuesto. Las placas de alcohol se lavan en alcohol para eliminar el fotopolímero no expuesto.

    Simplemente para facilitar el desarrollo, utilizo placas de lavado con agua, aunque esto tiene algunas desventajas: según algunos documentos, las placas de lavado con agua se rayan más fácilmente que las placas de lavado con alcohol. Los platos para lavar con agua tampoco duran tanto; sólo sirven para decenas de miles de impresiones, mientras que los platos alcohólicos sirven para cientos de miles. En el taller de su casa, su brazo se desgastará antes de que se lave con agua.

    El agua lava los platos, en una bolsa resistente a la luz. Máscara transparente impresa con láser en una lavadora de agua La placa inmediatamente después de la exposición. La trama de semitonos Secar el plato en una tostadora Placa en unidad de exposición UV

    Para obtener el dibujo en la placa, primero imprimí la imagen deseada en una película transparente láser. Revisé esto con mi impresora láser tres veces para asegurarme de que estaba lo suficientemente oscuro. Después de eso, quité el paño protector de la placa de fotopolímero, me puse la máscara impresa con láser y la puse en la unidad de visualización de la placa UV durante 120 segundos. Esta unidad de pantalla plana consta de unas pocas bombillas fluorescentes UV en una caja con temporizador; Estoy seguro de que también podría mostrar una placa con algunos LED UV.

    Las instrucciones que encontré en línea me dijeron que luego mostrara la placa con el patrón de medio tono. No tengo experiencia en fotolitografía o pre-tecnología de ninguna otra manera, así que simplemente coloco la pantalla de medio tono sobre la placa y la vuelvo a colocar en la unidad de visualización durante 30 segundos.

    Después del tamizado de medios tonos, la placa se lavó en agua corriente caliente durante 2-3 minutos. A continuación, el plato se secó en un horno tostador ajustado a “bajo” y se volvió a colocar en la unidad de exposición a los rayos UV durante 15 minutos más. El resultado es el mejor plato que he preparado con esta configuración y algo lo suficientemente bueno como para crear algunas cápsulas Tide.

    Paso 2: imprimir con almohadillas

    Con el plato listo, es hora de mezclar un poco de tinta y llenar el recipiente de tinta. La tinta que utilizo es Marabu Tampastar TPR. Esta tinta tiene varios colores, y para futuros experimentos puedo obtener esta tinta en Cyan, Magenta, Yellow y Black. También planeo experimentar con la mezcla de colores, solo necesito averiguar qué quiero imprimir en una PCB.

    Mezclar la tinta es simple: la tinta Tampastar TPR es “un componente” que solo necesita un diluyente. Saqué mi balanza y mi vaso de papel, y mezclé 25 gramos de tinta con tres gramos de disolvente. Eso sería suficiente para mil Tide Pods.

    Tinta Tampastar TPR La taza de tinta, invertida La tinta en el plato ¿Cómo se ve la tinta en una libreta?

    Con una placa impresa que se grabó a la profundidad correcta, la impresión se realizó sin problemas. Hay algunos ajustes que deben hacerse a la presión de la almohadilla en la placa, la presión de la almohadilla en la cápsula de mareas, pero este es un sistema capaz que puede transmitir tinta fácilmente a una PCB.

    ¿Es la tampografía el camino a seguir para los PCB multicolores?

    Este no es un proceso rápido. Terminé con alrededor de 250 Tide Pods impresos en ambos colores, y alrededor de cincuenta más que imprimí solo en azul. El tiempo total para mirar a través de 300 impresiones de azul fue de aproximadamente tres horas, o aproximadamente 30 segundos para una PCB. Debido a que hice dos colores, el tiempo total se duplicó y lo hice debería Deje que la tinta azul se seque durante al menos 24 horas. Por supuesto, esta era una máquina manual y la mayoría de las impresoras de almohadilla son automáticas. Si contrata esto, usarán absolutamente una máquina automática.

    Para pequeñas líneas de productos, esta es una solución viable al problema de crear PCB multicolores. Esta fue solo la segunda vez que agregué color a los PCB mediante tampografía, y aunque puedo ver los errores: no dejé que el azul se seque el tiempo suficiente, debería grabar el camino un poco más profundo y debería poner estos cabezales Tide Dry en lugar de tirarlos en un balde, puedo ver la promesa aquí. Si está buscando una forma viable de agregar color a una PCB, la tampografía puede hacerlo y puede hacerlo con un costo unitario muy bajo.

    • Brian Cockburn dice:

      Ciertamente, aquí hay un nicho para que los servicios de prototipos de PCB ofrezcan una mejor gama de “silkskrens”, así como múltiples capas de bobinado. ¿Sería una placa con resistencia blanca y luego serigrafías en negro y rojo para proyectos de batería con el signo más grande en rojo y el signo menos grande en negro?

    • Ostraco dice:

      Mmm. PCB como arte. Limpiar la parte no conductora (rastros de cobre como se dice a sí mismo), e iluminar los bordes con cueros.

      • Ren dice:

        ¡LEDs, falta este badgette!

      • kuvo dice:

        Eh … Una buena idea. Obtenga algunos LED SMD laterales y diríjalos al circuito expuesto, enmarcado por la soldadura, solicite cualquier color. Tal vez incluso haga cortes en el circuito y use los LED frontales SMD hacia abajo para brillar en la parte posterior.

    • Pensador dice:

      Consejo: consulte también estampado en caliente. Sin clima seco, excelente durabilidad y cromo / oro real.

    • BrilaBluJim dice:

      Cuán duras y fuertes son las tintas, siempre llenas ¿curado? ¿Pueden lavar las tablas? ¿Con alcohol? ¿Qué resolución puede esperar del proceso? Muchas preguntas.

    • Ene. dice:

      Tampografía, es agradable verla fabricada en PCB.
      Al principio me sorprendió un poco el costo de la “impresora”, pero luego noté la rigidez del diseño. Destinado para siempre.
      Me pregunto si esto se puede crear de forma económica, solo por la diversión … y mientras estaba en ello … automatizándolo durante el proceso. De nuevo … no hago miles de insignias. Creo que me voy a saltar este.
      Gracias por tomar nota de los pasos de procesamiento necesarios.

      • Mike Szczys dice:

        Creo que debido al proceso fotolitográfico para crear la placa, tiene sentido invertir algo de dinero en la máquina para tener una buena. Ya es bastante difícil conseguir una gran plancha, no querrá tener problemas con la entrega de tinta también.

    • El mal DrMeh dice:

      Desde que tuvo la lámpara UV, Maribu ha tenido algunas tintas curativas UV que pueden haber acelerado un poco las cosas.

      La tampografía también es un tema que generalmente podría usar el tratamiento de inmersión profunda, para respaldar un proceso de fábrica con tampografía, apareció el vendedor y brindó 2 días de capacitación que básicamente siguen las bases del proceso y advirtiendo que se mezclan correctamente las tintas. , Modificadores, Endurecedores y Diluyentes es un arte oscuro que puede variar según la temperatura y la humedad …

    • niño dice:

      “Y si alguien puede encontrar uno, me gustaría mucho una recomendación para una empresa que proporcione instrucciones para sus empresas de impresión”.
      Aquí, más o menos lo mismo:

      https://www.aliexpress.com/item/Manual-Pad-Printing-Machine-rubber-pads-and-custom-plate-die-Combo-3-in-1-printing-area/32866462810.html

      Pero mucho más barato. Por supuesto, los $ 600 deben ser muy Superior All American Quality®, pero ambos se ven muy resistentes.

      ¿Cómo usarlo? instrucciones en youtube.

      Con el dinero ahorrado, compre tinta conductora.
      Imprima el circuito con tinta conductora en una placa de plástico. Pegamento conductor en lugar de pasta de arcilla, elija, no refluir / dejar secar.

    • Sheldon dice:

      ¡Argh, maldito Benchoff!
      Trolling incluso en los videos con sus podcasts solitarios de marea naranja (cuadro central a las 0:04 y nuevamente a las 0:17): ^)

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