Isolationsfräsen – Tipps und Tricks

Der Entwurf elektronischer Schaltungen bis zur fertigen Platine ist auch für den Hobbyelektroniker heute gut machbar.
Weshalb dann das Isolationsfräsen??
Im Rückblick auf meine ersten Versuche als Jugendlicher fallen mir dann immer die Löcher und Flecken in der Kleidung ein, das mühsamen Erstellen von Folien, das Wettern meiner Mutter über den versauten Herd, …….
Und warum nicht einfach einen Dienstleister beauftragen, so dass die entworfene Platine einige Tage später im Postkasten liegt?

Gute Fragen, auf die ich gerne die eine oder andere Antwort geben möchte. Und:
das ist MEIN Weg und bei weitem keine Absage an die anderen möglichen Verfahren.

Isolationsfräsen - Platinenadapter
…der eigens aus POM oder Kunststein gefertigte Adapter

Das Isolationsfräsen stellt für mich den Königsweg dar, da die Ergebnisse durchaus professionellen Ansprüchen genügen, und bis hin zu SMD Techniken umgesetzt werden kann.
Und das Ganze zeitnah, flexibel mit schnellen Korrekturmöglichkeiten.

Neben dem eigentlichen Platinenlayout stellt ja auch das Bohren der notwendigen Löcher eine Herausforderung dar. Schon mal versucht, ein 0,6mm Loch exakt zu bohren??

Oder Sie haben im Layout etwas übersehen und müssen Fehler korrigieren? Ab zum Service und die nächste Platine anfertigen lassen, warten, hoffen, dass es im zweiten oder dritten Anlauf alles passt?
Bis heute gelingt es mir nicht, im ersten Anlauf eine fehlerfrei konstruierte Schaltung und Platine zu fertigen, ehrlich!!

Wenn es also um Präzision geht, ist die CNC Technik allgemein auch für den Hobbyisten eine sehr gute Alternative.

Das sind meine Argumente, die für das Isolationsfräsen sprechen.

Und nun zur praktischen Durchführung, um einwandfreie Ergebnisse zu bekommen:

  1. eine absolut in allen Ebenen plan laufende Fräse
    Hier spielt natürlich der mechanische Aufbau eine wesentliche Rolle und war und ist der Grund, warum ich von einer Trapezspindelfräse
    auf eine mit Kugelumlaufspindeln umgestiegen bin.
    …BZT Fräse, Vakuumtisch, Platinenadapter, Handrad, Messuhr -das benötigt man(n)/frau
    Eine in die Werkzeugaufnahme eingespannte Messuhr ist hilfreich, die Planlage der X- und Y-Achse zu prüfen.
    …Mesuhr in der 8mm Aufnahme der Mafell
    Bei meiner Fräse betrug der maximale Höhenunterschied, 0,01mm – also schon richtig gut.
  2. ein Vakkumtisch, der “abgeplant” wird
    Vakuumplatten, die an einem “normalen” Sauger betrieben werden sind ausgesprochen hilfreich, da die Platine unverrückbar fixiert wird, ohne doppelseitiges Klebeband oder Einspannhilfen zu verwenden.
    …Vakuumtisch 45x30cm aus POM
    Aber:
    viele Vakuumtische/-Platten müssen nach dem ersten Einspannen noch einmal plan gefräst werden, da – insbesondere bei POM – herstellungsbedingt die Ober-Fläche noch nicht plan ist.
    Mit einem 3Zahn Fräser von 6mm Durchmesser und 30% Überdeckung ist das rasch erledigt.
    Auch hier anschliessend mit der Messuhr kontrollieren.
  3. eine Aufnahmeeinrichtung für Europlatinen
    Das ist der Trick, mit dem ich endlich das Isolationsfräsen zu vernünftigen Ergebnissen bringe!
    Mit diesem Aufspannelement wird der Vakuumtisch quasi höhenverlängert.
    Dazu habe ich ein 12mm Stück POM in den Aussenmassen 200 x 150mm genommen, und das Raster der Vakuumtischbohrungen (10mm Raster) 1:1 fortgesetzt.
    Ausserdem werden 4 Pass-Stifte vorgesehen, um die Aufnahmevorrichtung immer an gleicher Stelle auf dem Vakummtisch zu positionieren.
    Isolationsfräsen - Platinenadapter
    …der eigens aus POM oder Kunststein gefertigte Adapter
    Der entscheidende Schritt ist dann, ein vertieftes Bett von exakt 160 x 100mm mit einem 6mm Planfräser von ca. 3mm Tiefe abschliessend vorzunehmen.
    Wichtig: die Ecken leicht erweitern, um die Platine sicher einlegen zu können.
    Nach Positionierung dieser gefrästen Einheit kann die Platine
    – immer gleich gelagert werden (wirklich auf den 1/10mm)
    – durch Wenden beidseitig genutzt und gefräst werden
    Es ist beeindruckend mit welcher Präzision der Arbeitsteile aus der Aufnahme kommen!!
    Isolationsfräsen
    eine modellhaft gefräste Platine – excellente Fräsergebnisse bis zu 0,2mm Bahnbreite!! SMD? Kein Problem!
  4. der richtige Fräser:
    das eigentliche Isolationsfräsen geht mit einem Gravierstichel von 30 Grad Schneide und 0.1mm D am Besten. (LGS30 der Fa. Sortotec).
    der Vorschub sollte nicht mehr als 600mm/min betragen, dann entstehen auch keine Grate.
    Das Freifräsen – z.B. bei Hochspannungstechniken – erfolgt mit 0,5 bis 2,0 mm Einschneidern. Auch hier volle Drehzahl und ca. 700mm/Min. Vorschub.

Gerne stelle ich die CAD Daten oder die Fräsdaten zur Verfügung. Bitte dann eine mail schicken!!

Mit dieser Technik habe ich nach vielen Jahren experimentieren das Isolationsfräsen endlich im Griff!