Zestaw wierteł z węglika spiekanego 0,5–0,9 mm — krótki przegląd

Tytułem dygresji powiem, że w gruncie rzeczy otwory w płytkach drukowanych można wiercić nawet zaostrzonym gwoździem albo igłą — mało tego, sam musiałem kiedyś tak robić. Oczywiście nie jest to zbyt wygodne, ale jak najbardziej możliwe. Potem szybko przestawiłem się na zwykłe cienkie wiertła. Próbowałem też używać wierteł z węglika spiekanego, ale o tym trochę później. Na razie przejdźmy do recenzji.

Wiertła są oferowane w zestawach.
1. 0.5+0.6+0.7+0.8+0.9mm - link
2. 0.25+0.3+0.35+0.4+0.45mm - link

Wybrałem pierwszy wariant, bo jest najczęściej używany.

Wiertła są sprzedawane w całkiem wygodnym pudełku.


Pokrywka jest mocowana czymś w rodzaju zawiasów i chodzi dość ciężko, przynajmniej gdy jest nowa.
Zwykle przechowuję wiertła w mniej wygodny, ale bardziej kompaktowy sposób, więc takie rozwiązanie było dla mnie trochę nietypowe, ale przypadło mi do gustu :)


Zestaw zawiera łącznie 50 wierteł, po 10 sztuk każdej średnicy.



Każde wiertło ma oznaczenie w postaci plastikowego pierścienia ograniczającego.
Fioletowy — 0.9mm
Pomarańczowy — 0.8mm
Biały — 0.7mm
Jasnoniebieski — 0.6mm
Brązowy — 0.5mm


Jak wspomniałem wyżej, wiertła mają kolorowe oznaczenia spodni oznaczenia, ale oprócz tego na każdym znajduje się też oznaczenie średnicy. Z jakiegoś powodu oznaczenia na poszczególnych wiertłach nieco się różnią.


Jedną z zalet takich wierteł, podobnie jak frezów, jest trzpień o standardowej średnicy, dzięki czemu można używać tulei zaciskowej albo uchwytu o tej samej średnicy.
W tym przypadku deklarowana średnica trzpienia wynosi 3.175mm i jest chyba jedną z najpopularniejszych wśród małych frezarek CNC.

Mój pomiar wykazał średnicę 3.17, ale mierzyłem suwmiarką, której rozdzielczość (i dokładność) jest po prostu niewystarczająca do takich pomiarów.
Średnice części tnącej są natomiast nieco mniejsze — dosłownie o 3 setne. Dotyczy to wszystkich wierteł i zawsze w tę samą stronę, więc nie potrafię powiedzieć, czy to błąd pomiaru, czy zamierzony efekt. Skłaniam się ku temu drugiemu.
W praktyce nie ma to żadnego znaczenia, bo te 2–3 setne i tak pojawią się podczas wiercenia z powodu bicia.


Długość różni się natomiast zauważalnie. Pokazałem tu dwa skrajne warianty, pozostałe wiertła mają długość gdzieś pomiędzy nimi.
Wcześniej nie używałem wierteł z plastikowymi znacznikami, ale z jakiegoś powodu uważałem, że są potrzebne również jako ogranicznik, dzięki któremu wiertło zawsze ustawia się na stałą głębokość wiercenia.


Kilka bardziej szczegółowych zdjęć wierteł i ich części tnących.
Najpierw wiertło o największej średnicy, 0.9mm


Ostrzenie jest całkiem dobre, choć nieco różni się od tego, do którego przywykłem.


Teraz najcieńsze, 0.5mm


Na jednej z krawędzi tnących jest niewielkie wyszczerbienie, ale w tym przypadku nie ma to większego znaczenia. Nie wybierałem specjalnie wierteł do zdjęć — po prostu wziąłem pierwsze z brzegu o skrajnych średnicach.


Ostrzenie jest równe, a mówiąc precyzyjniej — symetryczne, co jest bardzo ważne. Przy nieprawidłowym ostrzeniu nie tylko łatwiej złamać wiertło (w tym przypadku), ale jeśli się nie złamie, otwór może mieć większą średnicę.
Obejrzałem wszystkie wiertła — każde jest naostrzone symetrycznie i tak samo.
Na zdjęciu wiertło o średnicy 0.5mm.


Używam zwykłych wierteł, ale już bardzo dawno temu kupiłem na próbę dziesięć sztuk wierteł z węglika spiekanego krajowej produkcji. Pierwsza różnica to średnica trzpienia — jest mniejsza niż w omawianych wiertłach.


Wszystkie moje próby używania takich wierteł kończyły się tym, że łamały się dosłownie po wywierceniu kilkunastu otworów. Zwykłe wiertło łamie się dopiero przy dużym obciążeniu, natomiast wiertło z węglika spiekanego jest znacznie bardziej kruche — to cena za większą twardość i dłuższą żywotność.
Właśnie dlatego takich wierteł nie należy używać z ręcznymi wiertarkami. Efekt widać na tym zdjęciu :(
Nawet jeśli mocno trzymasz mikrowiertarkę, bicia i przechylenia są nieuniknione, dlatego w takim zastosowaniu trzeba używać zwykłych wierteł.


Przy dokładniejszym oglądzie zauważyłem jeszcze jedną dość istotną różnicę. W przypadku krajowych wierteł istnieje pojęcie „paska prowadzącego”.


Można go zobaczyć na tym rysunku. Pasek prowadzący ułatwia skrawanie i zmniejsza obciążenie wiertła, ponieważ dzięki niemu wiertło nie trze całą powierzchnią o obrabiany materiał.


Taki pasek prowadzący występuje również w dużych wiertłach, dlatego omawiane wiertła są nieco „uproszczone”, a krajowe są w zasadzie pomniejszoną kopią dużego wiertła.


Za to ostrzenie krajowych wierteł jest prostsze niż omawianych. Poprzeczna krawędź (miejsce zejścia się części skrawających) jest szersza niż w chińskich wiertłach, dlatego takie wiertło będzie gorzej się zagłębiać i centrować.


Zdjęcie złamanego krajowego wiertła dodałem tylko „dla towarzystwa”, skoro już oglądałem je pod mikroskopem :)


Ponieważ nie da się używać ręcznej mikrowiertarki, wszystkie testy przeprowadziłem na niewielkiej maszynie CNC.
Do przygotowania programu wiercenia użyłem StepCam_v1.78. Najpierw w Sprint layout przygotowałem prosty przykład, potem wyeksportowałem go do formatu Exellon, następnie otworzyłem plik w StepCam, a na koniec wysłałem go do oprogramowania sterującego grawerem.

Początkowo nie chciałem ryzykować i ustawiłem prędkość posuwu na 50 mm/min, ale podczas drugiej części testu było to już 100 mm/min. Myślę jednak, że prędkość można jeszcze zwiększyć.


Przed wierceniem obawiałem się problemów z wycentrowaniem wiertła w uchwycie, a także tego, że bicie samego uchwytu lub maszyny będzie łamać wiertła.
Naprawdę zdziwiło mnie jednak, że żadnego z pięciu wierteł nie trzeba było w ogóle centrować. Wystarczyło je włożyć, dokręcić śruby, sprawdzić, czy są dobrze wycentrowane, i uruchomić program. Mogę więc powiedzieć, że pod tym względem wiertła są świetne.

Natrafiłem jednak na jeden problem, który nie ma nic wspólnego z wiertłami, ale jest mocno związany z samym procesem.
Utworzyłem jeden plik ze wszystkimi potrzebnymi średnicami i wygenerowałem program dla oprogramowania sterującego grawerem. Gdy jednak przychodziło do zmiany średnicy, maszyna po prostu się zatrzymywała i nie dało się już nic zrobić. Musiałem więc wykonywać każdy test osobno, za każdym razem używając tego samego pliku.


Wyniki testu. Użyłem jednostronnego laminatu szklano-epoksydowego o grubości 1.5 mm, wiercąc od strony miedzi.
Od góry wszystko wygląda całkiem ładnie, wokół otworu jest niewielkie zgrubienie. Najprawdopodobniej wynika to z braku paska prowadzącego, ale myślę, że nie ma to większego znaczenia.


Od spodu wygląda to nieco gorzej, wyjście wiertła nie jest całkiem czyste, szczególnie przy średnicy 0.9 mm.


Przyczyna problemu szybko się jednak znalazła: ustawiłem zbyt małą głębokość wiercenia, 1.9 mm, a poza tym pierwszy test rozpocząłem z dość dużym uniesieniem wiertła na starcie.
Na zdjęciu widać, że otwory w górnym rzędzie zostały wykonane „na styk” — wiertło powinno było wysunąć się jeszcze o co najmniej 0.2–0.3 mm.


W drugim etapie uruchomiłem wiercenie 210 otworów o średnicy 0.7 mm, czyli najczęściej używanej.
Po stosunkowo krótkim czasie wiercenia trudno już było zorientować się, które otwory są właśnie wiercone i ile jeszcze zostało. Oprogramowanie zmienia kolejność wiercenia zależnie od kolejności dodawania otworów na płytce, a nie według najkrótszej drogi.
Wiercenie wszystkich 210 otworów zajęło około 11 minut.


Podczas wiercenia mimowolnie przypomniałem sobie jedno pilne zamówienie, przy którym musiałem nie tylko zaprojektować płytkę, ale też szybko wykonać w domu 10 urządzeń.
Wierciłem ręcznie zwykłymi wiertłami, osiągając prędkość do 1 otworu na sekundę. Dla porównania, grawer wiercił z prędkością 1 otworu na 3 sekundy.
Tak wyglądała ta płytka. Wysoka prędkość wynikała częściowo z dużej liczby układów scalonych.


Wiercenie przebiegło zupełnie bez problemów. Oczywiście kilkaset otworów to bardzo mało jak na test wiertła z węglika spiekanego — powinienem był zrobić ich dziesięć razy więcej.


Tutaj ustawiłem nieco większą głębokość wiercenia, ale wyjście nadal nie jest zbyt czyste.


Chociaż podczas wiercenia wiertło sięgało z zapasem do podłoża. Przy ręcznym wierceniu zwykłym, ale nowym wiertłem otwory wychodziły mi ładniej, co jest nawet trochę dziwne.


Niestety zapomniałem zrobić zdjęcie wiertła przed testem, mogę więc porównać nieużywane wiertło z tym, którym wykonałem łącznie 236 (210+26) otworów.
Testowane


Nowe.
Moim zdaniem nie ma większych różnic.


A teraz krótkie podsumowanie.
Zalety
Doskonałe centrowanie
Dobre ostrzenie
Brak bicia
Najpopularniejsze średnice w zestawie
Wygodne pudełko do przechowywania.

Wady
Brak „paska”
Różnice w długości.
Nieco „brudne” wyjście

Moja opinia. Nie analizowałem materiału, ale nawet po dźwięku wiertła mogę stwierdzić, że jest on wyraźnie twardszy niż w przypadku zwykłych wierteł. Cieszy symetryczne ostrzenie i praktycznie całkowity brak bicia. W recenzji pisałem, że wymieniałem wiertła bez żadnego dopasowywania. Trochę rozczarował mnie niezbyt czysty otwór na wyjściu. Trudno powiedzieć, z czego to wynika; może ktoś bardziej obeznany podpowie.

Rozwiązując przy okazji jeden problem, natknąłem się na dwa kolejne.
1. Jak sprawić, żeby oprogramowanie „wiedziało”, kiedy trzeba wymienić wiertło, a dokładniej — jak zmusić je do dalszej pracy, skoro nawet nie wyłącza silnika? Powinno przecież podnieść wrzeciono, żeby umożliwić wymianę wiertła, i wyłączyć silnik.
2. Jak najlepiej wiercić gotową płytkę, żeby otwory trafiały we właściwe miejsca? Płytki wykonuję metodą termotransferu, więc przy większych płytkach występuje niewielkie przesunięcie skali. Lepiej skorygować „oryginał” czy skalibrować maszynę?

Sklep udostępnił do recenzji kupon HXFHG24, z którym cena zestawu wynosi 9.59. Kupon obowiązuje na oba zestawy, do których linki znajdują się na początku. O ile dobrze zrozumiałem, dostawa jest bezpłatna.

To wszystko. Jak zawsze czekam na pytania, a w tym przypadku raczej na rady :)