Сегодня, думаю, будет интересный отчёт для тех, кто любит «эдакие» необычные устройства, так как мы поговорим о ручных каплеструйных маркираторах!
Сразу скажу, что наверняка подавляющему большинству никогда не приходилось иметь дело с подобными устройствами, так как они весьма специфичны, и тем не менее, это довольно интересно само по себе для рассмотрения как раз ввиду этой необычности!
Итак…
С момента появления первых струйных принтеров они распространились на многие сферы, где широко известные многим домашние струйные принтеры для бумаги — это всего лишь одна из маленьких сфер их применения!
Если немного поизучать их великое разнообразие, то выяснится, что они применяются не только дома, но и в промышленности. Например, для печати по гибким, в том числе рулонным, а также твёрдым листовым материалам:
специальными красками по тканям (в том числе опосредованно — печати сначала на бумаге и последующем высокотемпературном переносе на ткань, что мы рассматривали, например, вот здесь);
баннеры всевозможных видов широкоформатного типа;
прямая печать по деревянным доскам, фанере, кафельной плитке и так далее
И, пожалуй, среди них особую нишу занимают мобильные переносные принтеры ручного формата — обычно они предназначены для быстрой маркировки складской продукции, коробок с изделиями: например, для нанесения логотипов, каких-то фирменных названий, штрихкодов, артикулов и прочего и прочего (но и не только, как выясняется ;-) ).
Я сам довольно давно пользуюсь таким и нахожу особое удобство в том, что такие устройства обычно весьма компактные, лёгкие, а одного картриджа хватает на довольно значительное время.
Конкретного производителя специально не называю, а также ссылок не даю — так как не ставлю себе целью кого-либо рекламировать; просто рассказываю о любопытном с моей точки зрения устройстве — как классе устройств и одном моём поразительном открытии, что с его помощью можно делать! ;-)
До распаковки коробка выглядит следующим образом:
При её вскрытии взгляду открывается плотная вспененная упаковка, где весьма плотно сидит как сам маркиратор, так и картридж к нему, ручка-стилус (экран, похоже, что резистивный), флешка для файлов, немного брошюрок в комплекте:
А также среди компонентов комплектации можно заметить и любопытную штуку — гибкий переносной столик с прорезью (прикладывается к запечатываемому объекту), снабжённый направляющими бортиками и мерной линейкой — что довольно удобно для прикидок:
Если мы выложим всё содержимое, то выглядит оно следующим образом — сразу видны характеристики литий-ионной батареи:
Осмотрим сам корпус с разных сторон:
Как можно заметить (самая левая верхняя фотография) — принтер представляет собой универсальный аппарат и предназначен не только для работы в режиме удерживания руками: мы видим, что он снабжён портом для подключения внешнего датчика.
Другими словами — может устанавливаться на конвейеры с датчиками разного рода (на пересечение луча, концевик и т. д.). Судя по тому, что порт содержит три вывода, похоже, что это питание, земля и сигнальный вывод.
Надобности проверять работу этого порта у меня никогда не было (так как эксплуатирую его исключительно в ручном режиме), поэтому подтвердить или опровергнуть не могу; однако сам графический интерфейс принтера содержит окно с опциями для переключения типа срабатывания (ручной/от датчика и т.д.) — это мы увидим далее.
Как видно на фотографии, порт для внешнего датчика я пометил цифрой (1), тогда как, кроме этого, там присутствуют еще и другие цифры:
(2) — зажим для картриджа (вставляется внутрь принтера и защёлкивается этой защёлкой);
(3) — кнопка включения;
(4) — порт для подключения блока питания: насколько я понимаю, для того случая, когда принтер будет работать в стационарном режиме, например, будучи установленным на конвейер.
Также, на остальных картинках мы можем видеть:
(5) — контакты для картриджа;
(6) — обрезиненные ролики*: насколько я понимаю, снабжённые энкодером, благодаря которому система и определяет, в каком направлении (влево/вправо) и с какой скоростью движется принтер. Эта информация нужна в первую очередь самой системе для корректной печати.
*В своё время, когда я выбирал этот принтер, мне удалось выяснить, что существуют (или планируются к выпуску? на тот момент было непонятно) модели без механического энкодера. Но точно сказать не могу, так как на тот момент мои поиски не увенчались успехом (чтобы хотя бы посмотреть и понять, что это и как работает).
На фотографиях ниже можно посмотреть, какой картридж используется:
Насколько мне удалось выяснить, это один из типоразмеров картриджей, разработанных HP для промышленного применения, который конкретно в моём случае имеет ширину печати в 25,4 мм (и разрешение печати в 600 dpi), а сама печать осуществляется так называемыми «сольвентными чернилами» — то есть на основе специальных быстросохнущих растворителей (субъективно — высыхание почти мгновенное: что-то около 2 секунд или меньше). Таким образом, сама печать не боится влаги.
Как видно, картридж представляет собой не просто хранилище для краски, а полностью законченный модуль с печатающей головкой и интерфейсом (блок золотистых контактов снизу) для подключения к принтеру.
Среди доступных цветов картриджей бывают (может и больше, но это то, что мне удалось выяснить): чёрный, белый, голубой, зелёный, жёлтый, красный.
Также на одном из рисунков выше я показал цифрами:
(7) — заправочный порт, через который картридж заправляется на заводе и после этого закрывается шариком;
(8) — специальная крышка для блока дюз, которая, с одной стороны, не даёт им возможности механически повредиться в периодах междутиспользованием, а с другой стороны — на передней части этой крышки внутри можно заметить небольшую подушечку (на фото расположена горизонтально).
При закрывании картриджа эта силиконоподобная подушечка герметизирует блок дюз от высыхания — ниже я показал эту подушечку и блок дюз:
Понятно, что говоря о картридже, нельзя не упомянуть и его ресурс: мне удалось найти кое-какую информацию, на какое количество печати его в теории может хватить (так как это совместимый производитель, здесь ссылку давать на эту информацию не буду): приводятся цифры порядка 2000 стандартных страниц А4 с 5%-заполнением.
Учитывая, что такой принтер предназначен вовсе не для запечатки страниц А4, а для печати мелких надписей, то, можно, наверное, надеяться, что этого картриджа хватит «до следующего царя Гороха» — главное, чтобы не высох!
Потому что, как я убедился, с этим беда: нужен глаз да глаз, и постоянно (когда не печатаешь дольше чем 10-20 минут) нужно вынимать картридж из принтера и закрывать его показанным выше чехлом, чтобы предотвратить засыхание дюз (впрочем, об этом предупреждает и производитель).
Маленько не уследил — и начинает «полосить»: на распечатке появляются непропечатанные полосы, оставленные засохшими дюзами.
Впрочем, как я также убедился — если дело не запущенное, то пробить дюзы вполне реально: просто сделать 20-30 распечаток, и они отмокают (ну или это мне просто везло, не знаю; но, как мы увидим далее — повезло не до конца)…
Картридж нужно вынимать только при выключенном принтере!
А вот так выглядит весь аппарат в сборе. Как можно заметить — на самом верху аппарата есть USB-разъём под флешку (для переноса своих файлов, например, с компьютера — на печать):
Как заявляет производитель, принтер построен на базе четырёхъядерного процессора с тактовой частотой в 1,4 ГГц, имеет установленный Linux на борту и вес в 0,5 кг при размерах 137х97х233 мм.
Интересно, что принтер из состояния «полностью выключен» с помощью кнопки на задней части включается и становится полностью готовым к работе за время порядка 2 секунд! (Специально засекал, у меня вышло так).
А теперь попробуем включить… Сразу видим рабочий стол (самая верхняя картинка), после чего пройдём по показанному стрелками пути, чтобы набить надпись и распечатать:
После ввода надписи останется нажать один раз на курок, и принтер переходит в режим готовности к печати, после чего нужно принтер установить на нужную поверхность, нажать на курок ещё раз и прокатить его ролики по запечатываемой поверхности.
В итоге у меня получилось нечто вот такое:
Понятно, что сразу встаёт вопрос — а насколько мелкие надписи он может делать? :-)
Мне тоже это стало интересно, и я уменьшил максимально возможно надпись таким образом, чтобы она ещё могла читаться и не была сильно деформирована (т. е. разрешения печатной головки ещё хватало).
Как видим, не идеально, но вполне читабельно:
Тут ещё надо сделать скидку на то, что тот картридж, на базе которого я вам всё это демонстрирую, — он у меня довольно старенький, и на нём я совершил множество ошибок, в том числе надолго оставляя его незакрытым, поэтому частичная непропечатка некоторых букв, насколько я понимаю, может объясняться и этим.
Это как у пилотов, говорят: «Чтобы научиться летать, требуется три-четыре… года? Нет, самолёта!» :-) Так и тут — похоже, что без одного испорченного картриджа, который был «школьной партой», не обойтись никак… :-)
В качестве дикого эксперимента хочу попробовать окунуть блок дюз в ультразвуковую ванну на секунд 10 и глянуть, что будет… Но это на мой риск, гарантии никакой (скорее испорчу, поэтому и оттягиваю время этого теста… но всё равно тянет).
Однако на одной из верхних фотографий мы видели, что можно наносить разнообразные кодировки, например тот же самый QR-код. Путь для этого выглядит примерно следующим образом. В этом процессе можно использовать переменные, чтобы, например, нумеровать каждое изделие:
В результате у меня получилось что-то вот такое:
В процессе написания этой статьи у меня появилась одна очень любопытная мысль, которую я изначально даже и не планировал. Я неожиданно вспомнил о том, что существует интересный подход по созданию печатных плат (кустарных, на дому), где сами дорожки рисуются спиртовым маркером, после чего плата травится. И этого тонкого слоя вполне достаточно — я сам видел много таких экспериментов. И меня тут осенило: а ведь это можно прямо напрямую этим принтером напечатать на поверхности платы! Тем более что он сольвентный — и, по идее, такое нанесение должно выдержать процесс травления!!!
Таким образом, в теории, можно получить весьма скоростной способ создания печатных плат: ни тебе фоторезиста, ни ЧПУ-фрезеровки! О_о
Потому что, например, те эксперименты с маркером, которые я видел, они несколько ограничивались тем, что:
в самом простом варианте всё рисовалось руками (а это ещё приноровиться надо, и всё равно может выйти криво-косо, да и долго);
в более продвинутом варианте для этого надо строить XY-манипулятор для перемещения маркера.
В отличие от этих подходов, здесь: сверхскоростное нанесение — в буквальном смысле, десятки плат в минуту (даже скорее сотни)! О_о
Останется их потом только напилить и просверлить на ЧПУ-станке…
Повторюсь, специально я этого не планировал, но никак не мог оставить, не испытав!
Сказано — сделано: быстренько набросал плату, залил её на флешку и перенёс на принтер, после чего попробовал её распечатать сначала на бумаге — в принципе, получилось хорошо! Сразу видно, как «полосит» принтер:
Затем попробовал провернуть всё то же самое, но уже на куске фольгированного гетинакса (использую его в домашних делах вместо стеклотекстолита): наложил на него направляющую платформу, которую я показывал в самом начале — своеобразные рельсы для принтера, и напечатал плату:
Сразу хочу сказать, как обезжиривал перед печатью: просто тупо протёр ватным диском, смоченным в ацетоне. Никаких многоразовых промывок и обработки щелочами и абразивными составами (привет фоторезисту!).
Чтобы понять, как получилось, я сделал несколько фотографий для вас ниже, где, в том числе, постарался поймать блик света на дорожках, чтобы было видно, насколько плотно легла краска. Субъективно, она легла не просто плотно, а «сверхплотно» — после её высыхания посередине дорожек образовался даже бугор! Так что субъективно можно уменьшать насыщенность печати — сейчас она стоит на 100%, а надо её понижать где-то до 70–80%.
Кроме того, на самой первой фотографии выше можно видеть, что я провёл два эксперимента по печати. Изначально я сделал дорожки шириной в 1,25 мм, так как опасался, что они не пропечатаются. Но, как показал эксперимент, всё пропечаталось великолепно и опасения были напрасны. Поэтому я прямо поверх, чуть выше, напечатал и второй вариант дорожек, уже шириной в 0,5 мм, и тоже всё получилось хорошо:
Кажется, что распечатки «страшно корявые», но это не так: не забываем, что мы смотрим на макрофотографии, снятые вблизи. В реальной жизни пикселизация почти не улавливается глазом и распечатки выглядят аккуратными!
А вот как это смотрелось на экране принтера, на примере последней платы с тонкими дорожками:
Теперь дело только за травлением: специально для этого дела закупился лимонной кислотой и перекисью водорода, и процесс пошёл!
Вылил в стеклянную ёмкость для микроволновки стандартный 100 мл пузырёк перекиси водорода из аптеки и размешал в нём до полного растворения две столовые ложки лимонной кислоты и одну чайную ложку поваренной соли:
Травление заняло где-то примерно 20 минут (точно не засекал), и в результате получилось вполне отлично — сольвентная краска великолепно смогла пережить процесс травления (некоторые дефекты в правом нижнем углу — это не от облезания краски во время травления, а от предыдущих моих экспериментов с этим куском гетинакса — следы от зашкуривания).
И в итоге получилось как-то так (некоторое плавание цвета дорожек — это не частичное протравливание, а игра цвета, т. к. вся плата зацарапана предыдущими экспериментами):
Как видим, некоторые нюансы присутствуют — но это нюансы недостаточно качественной обработки поверхности (в одном месте есть существенный дефект, я подозреваю, что от обезжиривания, — это не связано с печатью), а также нюансы самого принтера («полосение») и следы зашкуривания от моих прошлых экспериментов с этим куском гетинакса.
«А в остальном, прекрасная маркиза — всё хорошо, всё хо-ро-шо!» :-D
Что сразу бросается в глаза для тех, кто имел дело с методом ЛУТ: полностью отсутствует пиксельная «сеточка», обычно присущая этому методу, и, ввиду использования в этом принтере массива отдельных дюз, в теории следовало бы ожидать тоже появления пиксельного рисунка?
Однако практика показывает, что он отсутствует на корню! Впрочем, я не исключаю того, что наличие или отсутствие пиксельного рисунка зависит, в том числе, от настроек насыщенности печати — при прочих равных, подозреваю, что при менее насыщенной печати, на каком-то пороге значения, пиксельные точки всё же проявятся…
То есть, проще говоря, краски будет литься недостаточно много, чтобы она смогла растечься и соседние капельки смогли слиться друг с другом…
Кроме того, как я уже говорил, никакая сложная подготовка поверхности не производилась, и поверхность была буквально на скорую руку протерта ватным диском, смоченным в ацетоне, и этого вполне хватило!
Также мы видим, что пропечатываются даже очень мелкие элементы, в том числе центровочные отверстия — что открывает возможность создавать маркировку вокруг отдельных выводов, обозначения посадочных мест для каких-то элементов и т.д.
Беглый поиск показал, что это, похоже, абсолютная инновация: никто и никогда ещё не использовал ручные маркираторы в мировой практике для изготовления печатных плат! И это будут в буквальном смысле «печатные» платы!
Да, в прошлом некоторые экспериментировали, переделывая обычные домашние струйные принтеры для бумаги А4 с целью печати по платам. Но это требует возни с переделками, и ещё не факт, что получится нужным образом — а здесь полностью готовые ручные серийные аппараты!
И именно маркираторы не использовал, похоже, что никто. И, как мы видим, результат вполне себе неплохой! :-)
На качество моих дорожек не сильно обращаем внимание, так как помним, что картридж у меня старый и сам кусок фольгированного гетинакса, с которым я экспериментировал, — сильно «измученный» предыдущими экспериментами, зашкуриваниями (даже попыткой зажать в тиски! :-D) и т.д. — то есть весьма далёкий от идеально гладкого и неповреждённого!
Но, думается, что интересующий нас более всего факт: насколько стойкой является краска при травлении — это эксперимент полностью проверил и подтвердил, что краска вполне выдерживает!
Таким образом, если немного подумать, то становится очевидно, насколько мощные возможности даёт подобный принтер: можно тиражировать травильную маску плат сразу с множеством мелких обозначений, нанесением QR-кода (возможно, даже штрихкодов, но я не пробовал) — в котором могут быть зашифрованы динамические дата и время, номер изделия, а также различные статические надписи наподобие адреса сайта, логотипа и т. д. и т. п. Это уже прямо какой-то «самодельно-промышленный» тип производства получается!
Ещё челюсть не отвисла? :-D Ок, пробуем комбо-удар: кто сказал, что таким образом можно делать только дорожки?! Ведь таким способом можно наносить и паяльную маску! Ну, то есть стандартным способом наносим жидкую паяльную маску на плату «по направляющим»:
клеим по бокам от платы полоски скотча, по которым движется жёсткая пластинка (бонусная карта из магазина и т. д. и т. п.), размазывающая слой жидкой маски ровным, однородным слоем;
печатаем ПРЯМО ПОВЕРХ жидкой маски! О_о Принтером — итого имеем идеальное прилегание краски, без паразитного засвета с торцов (краска, напылённая прямо на поверхность жидкой паяльной маски, будет выступать в роли трафарета для засветки);
потом останется только засветить ультрафиолетом и стереть незатвердевшие участки паяльной маски вместе с краской над ними (там тоненький слой, стирается без проблем)! Вуаля!!! О_о
Внизу мой первый тест печати прямо по жидкой маске! Повторюсь: никто такого в мире никогда не делал похоже — по крайней мере, используя ручной каплеструйный маркиратор)! :-)
Картинка ниже кликабельна: можно кликнуть и увеличить.
На некоторое смазывание печати ниже не обращаем внимание — это принтер ударился роликами об торец гетинакса и потом ролики когда заскочили на него, все эти рывки и подпрыгивания дали смазывание. А подложить пластиковую рамку-рельсы (которую я показал в самом начале статьи) — я не додумался! :-D
Также, качество рисунка ниже можно улучшить, если увеличить размер QR-кода: тут он всего лишь 20х20 мм! Увеличение позволит элементам внутри одного QR-кода быть чуть дальше друг от друга и, потенциально, улучшит читаемость.
И даже более того: зачем обязательно маркировку вокруг наносить на этапе травления дорожек? Чернила-то сольвентные, стойкие! После отверждения паяльной маски можно просто-напросто самим принтером напечатать все условные обозначения вокруг, прямо поверх паяльной маски (специально подобрать маску, контрастную к этому цвету чернил), и всё! О_о
Например, это важно для меня: в самом ближайшем будущем я собираюсь приобрести PnP-робота («pick-and-place» — установщик SMD-компонентов) настольного формата для серийного производства плат на дому. И для этого, например, мне важно наносить белую контрастную маркировку на места будущей посадки компонентов, чтобы PnP-робот понял, куда позиционировать электронные компоненты. И это можно осуществить как раз с помощью вот такого ручного принтера! (Ездящего по направляющим, с точным позиционированием, или только сам картридж, с подключением к его пинам и управлением им напрямую с микроконтроллера, — но это уже частности).
И никакой шелкографии, получается, уже и не надо для нанесения условных обозначений! Даже если краска в дальнейшем выгорит в процессе пайки поверхностного монтажа в печи оплавления, она свою службу сослужила: компоненты уже позиционированы роботом на своих местах!
Впрочем, никто не мешает сделать и термостойкие условные обозначения: засвечиваем/отверждаем зелёную маску, потом поверх мажем белую маску, прямо поверх неё печатаем снова, затем засвечиваем/отверждаем уже её и стираем ненужные места. Вуаля: термостойкие (например, белые) условные обозначения поверх зелёной маски!
Таким образом, получается, что один аппарат закрывает аж три области:
нанесения травильной маски;
нанесения паяльной маски;
печать условных обозначений на плате.
Ну и тест, как он печатает (ссылкой, потому что видео не вставляется): видео.
Как видим, он печатает не просто быстро, а ОЧЕНЬ быстро — по некоторым данным, которые находил и сам когда тестировал что то подобное, то получалось: более метра в секунду! И это не удивительно: это же аппарат для оснащения конвейерных лент на заводе! :-)
Попутно скажу — это я ещё его медленно вёл по бумаге! Так как бумага у меня скользила по столу и норовила собраться в кучу! Так что он может печатать существенно быстрее!
Ну и самое главное! Не мог же я вас оставить с результатами первого теста на самом верху, где мы травили достаточно грубые дорожки! Понимаю, что вам хочется понять границы возможностей технологии! :-)
Ок, давайте сделаем так... А что, если нам сделать плату...с дорожками в 0,1 мм?! Да легко, почему бы и нет! Делаем и печатаем! Кстати плата ниже размером примерно 13х20 мм. Картинка ниже большого веса и кликабельна — можно на неё кликнуть, увеличить и рассмотреть всё.
Самые тонкие дорожки у платы ниже имеют ширину в районе 0,1 мм; почему не «точно», а «в районе» — об этом будет ниже.
Кроме того, нужно иметь в виду, что яркое сверкание дорожек несколько размывает их в объективе камеры и они кажутся толще, чем есть на самом деле и, кроме всего прочего, это яркое золотое сверкание выглядит как белый цвет, но это не так...
Также надо учесть, что фотографии ниже сняты сблизи и кажутся довольно корявыми, но в реальности, в жизни, это выглядит как какой то «микрошедевр» или около того. :-). Ощущение усиливается ярким золотым блеском...
Ещё один момент: некоторые дорожки отличаются сильно по ширине: я подозреваю, что надо уменьшать заливку краски ещё больше — так как кое где всё же успевает расплыться. Благо есть ещё куда, это не предел уменьшения процента заливки.
Итак, сборка фото:
Если вы до конца ещё не осознали, что сейчас произошло, то поясню ещё раз, медленно:
Вы теперь знаете способ, как без ЛУТа, без фоторезиста, без лазера — делать на потоке заготовки для травления печатных плат, даже с дорожками около 0,1 мм шириной, уверенно, десятками штук в минуту (если не сотнями)! Так, похоже, что никто в мире ещё не делал (с ручным струйным маркиратором, по крайней мере)! Я не нашёл прецедентов!
Мало того — плату можно делать чуть ли не неограниченной длины! О_о Правда, это только лишь моё предположение, так как я не тестил принтер на приём слишком длии-и-инных картинок. :-)
Прямая печать по заготовке — и сразу травление! Я делал без заморочек со сложным обезжириванием — просто протёр ацетоном, и мне этого хватило, чтобы всё получилось!
Особенно это ценно для полностью SMD-монтажных плат, где не нужна сверловка.
А если плата всё же требует сверловки, то сверлить можно и на домашнем ЧПУ-станочке — это уже весьма малошумно (тем более если сверлить гетинакс, как у меня) — всё же-таки не фрезеровка...
Получается прям идеальное комбо. Эдакий микрозавод. :-)
Есть идеи, что делать в этой области? Ну, как бы вот... Порог входа ещё упал сегодня! ;-)
Если кто переживал, что ИИ отберёт работу в области «софтваре», то «хардваре» — наше всё... Тут работы — конь не валялся (если делать самостоятельно всякие интересные штуки серийно). :-)
А теперь — почему «около 0,1 мм шириной»:
Могу ошибаться, но, похоже, что принтер не принимает векторные файлы. Соответственно, мне пришлось на глаз подгонять .jpeg-файл рисунка с дорожками платы. Я ещё работаю над этим, но пока дела обстоят так, и отпечатанная плата не 1 в 1 точная. Но отклонения малые: у меня вышло что-то около 0,04 мм в размерах платы по вертикали (по крайней мере, если верить моему штангенциркулю, достаточно грубому на таких малых значениях)...
Кстати, ещё важно: как я выявил, предварительное зашкуривание фольги идёт во вред — по этим рискам потом моментально растекается краска (за то краткое время, пока жидкая) и это портит рисунок:
P. S. К слову: эти маркираторы бывают разной ширины печати, и мне приходилось видеть на 50 мм (возможно, есть и на большую ширину, но я не видел).
Таким образом, думаю, что такой размер платы, учитывая ещё, что она может быть к тому же и весьма большой длины, вполне удовлетворит многие нужды…
Просто придётся учитывать ширину принтера при изначальном проектировании и разводке платы!
С такой технологией мысль о собственном роботе-установщике SMD-компонентов уже не выглядит как блажь, а прямо-таки просится как следующий логичный шаг!
Нужно ещё отлаживать режимы, но… возможно, это — революция в мире самодельной электроники, с демократизацией и ускорением её производства? :-)
_______________
Другие мои статьи в области альтернативной технологии изготовления печатных плат — скрайбирования их дорожек (тоже моего изобретения) — можно найти тут.
© 2026 ООО «МТ ФИНАНС»
Комментарии 0