ЧПУ-дозатор паяльной пасты Ст01б

Дата публикации: 13 июля 2026 [оригинал документа]

Коротко о станке

Ст01б — экспериментальный ЧПУ-дозатор для нанесения паяльной пасты непосредственно из шприца. Он использует трёхосевое шасси Ст01 и специально разработанную рабочую голову. Были проверены механическая и пневматическая подачи, а также преобразование Gerber в G-code. Пневматический вариант оказался стабильнее, но весь способ требует точной калибровки и не показал экономического преимущества перед изготовлением трафаретов.

Продолжение развития самого первого шасси (надо же из него выжать максимум). В данном станке полностью заимствовано у предыдущего станка. Разрабатывалась только рабочая голова.

Голова выполнена в виде экструдера паяльной пасты. Станок задумывался как альтернатива применению трафаретов, но больше для исследовательских целей:

• Определить технические сложности при автоматизации выдавливания пасты из шприца.

  Когда мы наносим пасту из шприца ручным экструдером, в ход идёт множество природных механизмов контроля подачи и работы на упреждение, о которых мы даже не задумываемся.

  Например, выяснилось, что когда мы отпускаем нажатие на шприц, паста ещё продолжает выдавливаться какое-то время. Мы подсознательно учитываем это, а мышцы отпускают шприц заранее, опираясь на предсказание последующей инерции.

• Сравнить рентабельность подобного способа нанесения пасты.

  В процессе разработки не всегда удобно применять трафарет, т.к. это существенные дополнительные траты на изготовление такого трафарета. Часто доработки платы носят косметический характер, и хочется сначала отладить саму плату и только потом заказывать трафарет. Однако, такая стратегия отъедает дополнительное время и деньги.

  При этом, даже для сборки единичных плат на стадии их разработки и отладки, хочется как-то автоматизировать процесс нанесения пасты и деталей. С этой идеей и создавался данный станок.

  Однако, ещё на стадии разработки шасси стало понятно, что данная идея совершенно не рентабельна даже на длинном сроке эксплуатации. Но решено проект довести до минимальной стадии готовности хотя бы в научно-исследовательских целях.

  В результате очевидно, что изготовить станок по изготовлению трафаретов - может стать сильно рентабельней.

• Запустить коммерческий сервис по сборке плат малых тиражей.

  От этой идеи пришлось отказаться.

Фото

3D-модель ЧПУ-дозатора Ст01б с пневматической рабочей головой Компоновка дозатора Ст01б на трёхосевом шасси Ст01б во время нанесения паяльной пасты на печатную плату Рабочая голова дозатора со шприцем и иглой над платой Нанесение паяльной пасты на контактные площадки платы

Видео

Boosty YouTube ВКонтакте Telegram Дзен RuTube Одноклассники

Связанные исследования

Исследования дополняют документацию станка проверяемыми измерениями и выводами. На их страницах собраны постановка задачи, требования и исходные данные, а для завершённых работ — методика, результаты и выводы. Открыть общий список исследований.

• ИР-03.001 — Влияние микрошагового режима на реальное движение оси

Сопутствующая разработка

• Технология выдавливания пасты
  • механическая, шаговым мотором (инерционная и плохо контролируемая экструзия);
  • пневматическая
• Скрипт конвертирования gerber-файла в G-код-инструкции

  Проработан минимально, только в контексте тестирования технологии.

  Хорошо бы сделать полноценное приложение, которое позволит:

  • отображать gerber-файл графически;
  • выделять необходимые точки для центровки платы;
  • удалять все ненужные для нанесения пасты площадки;
  • учитывать drill-файл для игнорирования посадочных мест с отверстиями.
  • более качественно отрабатывать геометрию площадок (угол наклона, форму)
• Скрипт отправки G-кода в COM-порт на плату управления станком

  Существует некоторое количество готовых приложений, однако все они заточены под определённые задачи, при этом в них отсутствует необходимая отладка (что отправилось, что плата управления ответила и т.п.).

  Скрипт ускоряет отладку получаемого G-кода.

На данный момент у проекта нет публичного репозитория. Однако, при необходимости по запросу отправим запрашиваемые файлы, дадим консультации, выслушаем пожелания на доработку.

Нерешённые проблемы

• Необходим хорошо проработанный и удобный в эксплуатации механизм центровки платы.
• Для более аккуратного нанесения пасты требуется серьёзное вложение времени в разработку механизмов экструзии для разных вариантов отрисовки монтажных площадок в gerber-файле.

Перечень печатаемых деталей

Все STL-модели одним архивом

Наименование	Кол-во	STL	Чертёж
Крепление пневматики	1
Шприц-пневмо	1

Итоги стадии производства

Пробной версией была механическая подача пасты из шприца:

Первая рабочая голова Ст01б с механической подачей пасты

Но у такой модели оказалась одна большая проблема. Из-за мягкости формы самого шприца и высокого давления для выдавливания дозирование было очень инерционным, нестабильным и труднопредсказуемым. После остановки выдавливания паста продолжала лезть ещё какое-то время.

Пневматическая версия оказалась сильно стабильнее и предсказуемее. Видимо, по этой причине именно этот способ применяют чаще в подобных проектах.

В остальном идея вполне хорошо себя показала на практике. Хотя и требует некоторой скрупулёзной калибровки.

Готового конвертора из gerber в gcode найти не удалось, поэтому был написан свой скрипт. Его проработка пока ещё недостаточно глубока. Например, он ещё не умеет нормально преобразовывать площадки под углом 45 градусов.