La gravure anglaise est une technique permettant de réaliser des circuits imprimés sur une CNC, avec une fraise javelot. Cette alternative à la fabrication chimique offre l’avantage de ne pas nécessiter de produits toxiques, et de permettre une automatisation des perçages et de la découpe du circuit.
Cette technique demande quelques adaptations par rapport a un circuit traditionnel car la fraise va tracer sur le trait, réduisant l’épaisseur des pistes dessinées. L’objectif de cet article est donc d’aboutir à un fichier vectoriel (DXF ou SVG) décrivant les endroits ou la fraise doit creuser.
Comparaison : un exemple de conception #
Comme exemple j’ai dessiné un simple circuit permettant d’ajouter une résistance du pull-up/down. Un tel circuit ne nécessite pas l’utilisation de la gravure anglaise car il existe déjà des plaques de prototypages adaptés, mais il a le mérite de faire un exemple facile pour cet article.
Sur la première photo vous voyez un circuit traditionnel : de large pastilles pour effectuer les soudures, des fils fin d’une taille calculée en fonction du besoin. Si vous utilisez ce plan pour faire le circuit en gravure anglaise :
– Les pistes vont être plus fines que prévu
– Les soudures vont faire des ponts : le cuivre n’est pas retiré sur le reste de la plaque.
Sur la deuxième photo, un circuit conçut pour la gravure anglaise :
– Largeur des pistes aussi grande que possible.
– Temps d’usinage au moins réduit de moitié : un seul passage pour séparer les pistes.
– Soudures plus faciles, risque de pont réduit.
Circuit traditionnel 
Circuit optimisé pour la gravure anglaise
Quel logiciel utiliser ? #
Pour des circuits assez simples, un logiciel de dessin vectoriel comme Inkscape est suffisant. Cet outil n’est pas très pratique pour coter des dimensions, mais il est largement suffisant pour dessiner un shield en s’appuyant sur une vue 2D d’une carte (au scanner papier, ou trouvé dans la datasheet de la carte). Pour info, l’espacement entre deux pins d’une carte est de 2.54mm. Exportez ensuite le fichier en .DXF pour continuer vers la fraiseuse.
Pour des circuits plus complexes il peut être bon de commencer par dessiner le schéma électrique puis utiliser une fonction « autotrace » pour déterminer automatiquement la position des pistes. Cette fonction marche bien sur Fusion 360, elle est aussi disponible sur EasyEDA mais ne fonctionne pas toujours.
Un outil en ligne, EasyEDA #
EasyEDA est un outil en ligne de dessin de circuit imprimé dont l’utilisation est asse simple.
Commences par créer un nouveau projet, puis ajoutez vos composants depuis « EELib ». En cliquant sur la flèche en bas du carré vous pouvez choisir différent formats de composants : attention par défaut le composant vas être en CMS (Composant monté en surface). Dans « Library » vous pourrez trouver des références moins classiques, pas exemple la forme d’un Shield pour carte Arduino UNO.
Quand vous avez fini votre conception, le logiciel vous propose de générer un fichier GERBER. C’est le format utilisé pour la fabrication industrielle des circuits, ce logiciel est fait par une entreprise en vendant. Mais pour faire une gravure anglaise nous avons besoin d’un fichier svg ou dxf. Exportez le projet en .svg, ce format peut être lu avec Inkscape pour faire des retouches à la main. Utilisez les paramètres d’export en photo pour un fichier prêt pour la découpe, choisissez d’exporter plus d’informations si vous voulez juste utiliser le fichier comme une référence pour dessiner un circuit vraiment adapté à l’usinage.
Faire un circuit double face #
Dans la mesure du possible privilégiez les circuit une face, ils sont bien plus simples à réaliser. Si les pistes doivent se croiser vous pouvez utiliser un simple fil pour faire un pont.
Si la complexité du circuit justifie de graver les deux faces, prévoyez deux trous pour placer des pions de retournement afin de garantir que les deux usinages seront bien alignés (les trous peuvent être en dehors de la zone du PCB, sur une languette à couper à la fin).
Pour connecter les faces entre elles vous allez avoir besoin de Vias, un trou faisant passer le courant d’un côté à l’autre. Il est possible de les réaliser avec un perçage et un fils en U passé dans le trou, soudé des deux côtés : prévoyez assez de place autour du perçage pour effectuer cette soudure.