Лазерный резак своими руками по металлу, дереву, фанере: комплектующие и сборка

 Насмотревшись как жена мучается вырезая ножницами фигурки из фетра, решил облегчить ей задачу.

Пробежавшись по ссылкам гугла понял, самое оптимальное это кроить лазером.

У китайцев много разных готовых моделей, но все они так или иначе меня не устроили.
Быстро прикинул техзадание для себя:

1. Рабочее поле А3.
2. Станок должен быть потребительским. Положил материал, вставил флешку и дальше все должно делаться автоматически.

3. Простота конструкции (не так много свободного времени ).

За основу механики взята китайская схема на конструкционном алюминиевом профиле и роликах.
Электронная часть собрана на готовых компонентах используемых в 3D принтерах.
Кроме профиля и метизов все заказывалось на алиэкспресс
Профиль оказалось проще и дешевле заказать в РФ. Заказ приняли, изготовили и отправили оперативно, все порезано аккуратно и в размер.

Пока заказанные комплектующие находились в пути, прикинул и нарисовал необходимые детали из оргстекла. На оси Y стойки толщиной 10 мм, на оси Х 5 мм.

В первой попавшейся компании занимающейся наружной рекламой мне все это вырезали за час, обошлось в 600 рублей вместе с материалом (на фото в защитной пленке).

В течении 20 дней все заказанное пришло и можно было начинать сборку.

Рама собирается просто, на картинках должно быть все понятно. Не стоит весь крепеж затягивать сразу намертво, это можно сделать после окончательной регулировки.

Вместо проставочных втулок я использовал шайбы на М6, набирая необходимое количество опытным путем.

При заказе профиля я так же заказал специальные гайки, которые можно вставлять в паз и которые при затягивании проворачиваются и фиксируются.

По опыту сборки выяснилось что можно обойтись без них, обычные квадратные гайки М5 из хозмага отлично подходят.
В деталях из оргстекла предусмотрены пазы для регулировки прижима нижними роликами. Верхние сразу фиксируем жестко, нижние затягиваем прижимая руками верхние и нижние ролики к профилю. Получившаяся тележка должна двигаться по профилю без люфта и лишних усилий.

Двигатели NEMA17 с 400 шагами на оборот, работают мягко и тихо. На оси Y 2шт., поключенные к одному драйверу последовательно, на оси Х один.

Ремень GT2 шириной 6 мм, натягиваем туго, но без фанатизма. На концах фиксируем при помощи квадратной гайки М5 и полоски жести проложенной между ремнем и гайкой.

После сборки убеждаемся что все двигается руками мягко и без заеданий.

После этого ослабляем силовые уголки на основной раме что бы снять все возможные напряжения появившиеся от неизбежных перекосов и тут же все затягиваем обратно. Еще раз убеждаемся в плавности движения и отсутствии люфтов.

Можно переходить к электронной части. Самое главное это конечно сам лазер, в моем случае это синий лазер с длиной волны 445нМ и мощностью 2 Вт, в комплекте с драйвером.

Драйвер позволят с помощью ШИМ управлять мощностью излучения.

К сожалению большинство лазеров на али не имеют заводской маркировки вообще и очень часто продавцы завышают мощность в 2 раза легко. В моем случае продавец повел себя уверенно и согласился на мои условия в случае проблем с качеством или мощностью.

Косвенно на мощность указывает потребляемый ток, но я больше ориентировался на видео где показана работа аналогичных по мощности лазеров от известных производителей. Кстати в известном обзоре мощность лазера явно не 2,5Вт.

В общем работой лазера я удовлетворен, более того в переписке с продавцом выяснилось что мощность можно поднять до 2,5Вт без деградации кристалла, «just as you are a professional customer, also you can adjust the laser from 1.8-2.5W by yourself.»

Установленный на свое место лазер

Для автономного управления вариантов крайне мало, я остановился на связке Mega2560+Ramps 1.4 c драйверами DRV8825 и LCD модулем со встроенным картридером.

• 
  
• Работать все это будет на Marlin, тем более нашлась версия оптимизированная под лазер.

Данная прошивка настроена на управление лазером СО2 через выход на вентилятор и на нем присутствует 12 вольт. Прямое подключение моего драйвера сразу вывело бы его из строя, так как входной уровень TTL на нем 5 вольт.

Пришлось немного подредактировать прошивку, переместив выход управления лазером на 5 пин.
Активировал автозапуск при появлении карты в картридере, выставил рабочее поле и остальное по мелочи.

После заливки прошивки нужно настроить ток шаговых двигателей, для этого в принципе достаточно тонкой отвертки и пальца на радиаторе драйвера. После включения двигатели встают на удержание и вращением подстроечного резистора на драйвере добиваемся что бы радиатор был горячим, но не обжигающим кожу.

Файлы для управляющей программы удобно готовить с помощью Inkscape и вот этого плагина. http://jtechphotonics.com/?page_id=2012
На этом обзор можно и завершить, на этой стадии уже можно что то начать резать или гравировать, но лучше потратить еще немного сил и времени что бы привести все это в более менее нормальный вид.

1. В первую очередь нужно убрать болтающиеся провода, для этого лучше всего использовать гибкий кабельный канал.
2. Конструкция видна на фото достаточно хорошо.

Алюминиевый уголок из леруа крепится на мебельные уголки оттуда же.
Все проводные соединения пропаиваем и прячем в термоусадку.

• Для удобства работы нужно установить концевые выключатели, можно ограничится двумя, но лучше на оба крайних положения осей.
• Крепление придумываем по месту, мне попались очень мелкие кнопки и оказалось что их проще всего приклеить к площадке из оргстекла.
• а уже ее закрепить в удобном месте
• В процессе работы лазера выделяются вредные вещества и их необходимо удалять из помещения, для этого нужен корпус и система вентиляции.
• По объявлению нашел фирму изготавливающую корпусную мебель и по почте отправил чертеж, через 2 дня забрал готовый корпус, обошелся в 2000 рублей.
• В крышке предусмотрено смотровое окно, закрытое красным оргстеклом для защиты от отраженного излучения.
• Электронику убираем в подходящий корпус
• В заключение немного фото с первых опытов
• Фетр
• Фанера 4мм, с подачей воздуха, 8 проходов.
• И пара коротких видео
• Вот таким образом за пару сотен долларов и небольшое количество времени можно сделать одного взрослого довольным, а несколько десятков детей счастливее.
• Все эти поделки из фетра используются для изготовления учебных материалов для маленьких детей с отклонениями в развитии и достаются им совершенно бесплатно.
• Всем спасибо за внимание.
• [Ссылки для тех, кто разбирается]

Лазер для резки фанеры своими руками: особенности технологии и основные элементы конструкции

Все фото из статьи

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Трудно ли собрать аппарат для лазерной резки фанеры своими руками? Каких проблем можно ожидать на разных стадиях реализации проекта? Что из оборудования придется покупать? В статье мы постараемся найти ответы на эти вопросы.

Лазерная резка фанеры.

Плюсы и минусы лазерной резки

При реализации любого масштабного проекта всегда встает вопрос его целесообразности. Мы попробуем помочь читателю дать на него самостоятельный ответ.

Выгоды

• Прибор для лазерной резки фанеры на практике способен работать не только с ней. В списке обрабатываемых материалов — кожа, ткани, оргстекло, пластики, словом, все материалы, которые имеют невысокую теплопроводность и сравнительно низкую температуру горения;
• Благодаря ЧПУ станок позволит резать фанеру и OSB с высочайшей точностью, создавая детализованные контуры;
• Резкой его возможности не ограничиваются. Лазерные станки для резки фанеры вполне способны выполнять функции гравера. Варьируя скорость передвижения каретки и мощность луча, они могут создавать сложные изображения с переходами тонов;
• Благодаря фокусировке луча ширина разреза может быть минимальной — от 1/100 мм, что опять-таки положительно влияет на точность изготовления деталей или детализацию наносимого на заготовку изображения.

Резка лазером обеспечивает максимальную детализацию.

Проблемы

Разумеется, без них тоже не обойдется:

• Цена закупаемого оборудования будет отнюдь не копеечной. Наиболее популярное решение для недорогих самодельных граверов — извлеченный из пишущего DVD-привода лазерный диод — для резки фанеры не походит категорически ввиду малой мощности. Минимальная мощность лазера для резки фанеры — 20 ватт; при сколь-нибудь значительной толщине материала ее лучше увеличить до 40 — 80;

Справка: углекислотная лазерная трубка такой мощности при заказе непосредственно у китайских производителей обойдется заказчику в 15 — 20 тысяч рублей по текущему курсу. К расходам на лазер добавится стоимость сложной и дорогой системы фокусировки, DSP -контроллера, драйвера шаговых моторов и кареток.

• Жизненный цикл трубки составляет от 3 до 8 тысяч часов, после чего ей требуется замена;
• Лазеру требуется жидкостное охлаждение. В промышленных условиях для этой цели используется охладительная установка, работающая по принципу теплового насоса – чиллер. Минимальная стоимость такого агрегата составляет 35 — 45 тысяч рублей;

Промышленный чиллер.

Однако: при незначительной продолжительности работы можно обойтись баком емкостью в 80 — 100 литров и водяной помпой, которая будет прокачивать его содержимое через рубашку трубки.

• ЧПУ подразумевает наличие не только особого программного обеспечения, но и эскизов контура изготавливаемого изделия. Чертежи для лазерной резки фанеры найти не так уж легко; самостоятельное же их построение займет весьма продолжительное время;
• Наконец, резка материала осуществляется за счет его быстрого нагрева и испарения. При этом края реза неизбежно обугливаются, а помещение заполняется дымом. Раз так — придется конструировать закрытый корпус с прозрачной крышкой и системой интенсивной принудительной вентиляции.

Итак, как устроен самодельный лазер для резки фанеры?

Станина станка.

Основа станины — алюминиевая профтруба размером 40х60, скрепленная мебельным уголком и саморезами по металлу. Корпус собран из недорогой ЛДСП  — он не испытывает значительных нагрузок в процессе работы.

Обратите внимание: по периметру корпуса пущена 12-вольтовая светодиодная лента. Подсветка позволит визуально контролировать процесс резки.

Направляющие для каретки.

Непосредственно на трубах станины закреплены направляющие, обеспечивающие движение кареток по поперечной оси.

Крепление направляющей для продольной оси.

К кареткам прикручена продольная труба с еще одной направляющей — уже под каретку, обеспечивающую непосредственно движение головки.

Лазерная головка на каретке.

А вот и сама лазерная головка для резки фанеры. Фольга использована для герметизации соединения трубки с штуцером.

Привод каретки.

В качестве привода кареток использованы шаговые электромоторы с ременной передачей и редуктором. Их можно извлечь из неисправного сканера или струйного принтера с безнадежно засохшими соплами.

Вал привода кареток поперечной оси.

Использование двух приводов на каретках, обеспечивающих перемещение головки по поперечной оси, создало бы проблему их точной синхронизации. Вместо этого использован один шаговый мотор с редуктором  и вал длиной во весь ход головки, гарантирующий синхронное движение обеих кареток.

На фото — крышка станка.

Массивная крышка тоже изготовлена из ЛДСП; она поднимается на мебельных лифтах. Между крышкой и корпусом остается небольшой зазор, обеспечивающий поступление воздуха; отвод дыма организован снизу.

Отсек с электроникой.

В отдельном отсеке разместились блок питания, драйвер шаговых моторов и контроллер DSP, обеспечивающий управление станком.

Отсек с лазерной трубкой.

Лазерная трубка установлена с использованием пластиковых крепежей, позволяющих менять ее положение. Рядом с ней видна трубка водяного охлаждения. Воду через нее прокачивает маломощная помпа для домашнего фонтанчика.

Накопительный бак системы охлаждения.

Охлаждение организовано с использованием обычной пластиковой 100-литровой бутыли с водой.

Полезные мелочи

Напоследок — несколько небольших советов владельцу самодельного гравера:

• Используйте для резки фанеру из лиственных пород древесины (например, березы). Инструкция связана с тем, что смолистая хвойная древесина быстро пачкает дно и стенки рабочего отсека осевшей на них смолой;
• Следите за состоянием зеркала в рабочем отсеке. Осевшая на нем копоть может привести к падению мощности сфокусированного луча и перегреву самого зеркала;
• Не приближайте руки и глаза к линии между трубкой и зеркалами. Даже без фокусировки узкий луч мощностью от 20 ватт может вызвать серьезные ожоги и полную потерю зрения.

Этот след оставил луч мощностью 10 ватт. Время воздействия — 0,5 секунды.

Заключение

Как видите, оборудование для лазерной резки фанеры может быть изготовлено самостоятельно; однако затраты средств и времени будут весьма значительными.

Как всегда, дополнительные тематические материалы читателю предложит видео в этой статье. Мы будем рады увидеть ваши замечания и предложения в х. Успехов!

Лазерный станок своими руками: необходимое оборудование, инструкция по сборке с фото

Среди материалов для презентабельного декора фанера отличается наибольшей популярностью благодаря своим эксплуатационным качествам. Кроме того, она легка в обработке. Все большую популярность приобретают фигурные изделия из фанеры, изготавливаемые при помощи станков. Такие изделия имеют объемные узоры и тончайшую обработку. Практичные умы мастеров задаются вопросом: возможно ли сделать лазерный станок своими руками или нужно потратиться на готовый? Для начала необходимо разобраться во всех тонкостях станочной резки фанеры.

Что собой представляет лазерное устройство для фигурной резки?

Технология лазерной гравировки позволяет переносить рисунки в объеме на лист фанеры. Этот способ является инновационным, однако уже заслужил популярность среди плотников и домашних мастеров.

В основе воздействия луча лежат микроразрушения древесины, сходные по интенсивности со сваркой. При воздействии высокой температуры контактный участок подвергается выгоранию.

Установка, являющаяся ключевой деталью устройства, осуществляет лучевое воздействие лазера. Для обработки используются углеводородные лазеры, следовательно, собрать станок лазерной резки своими руками без этой детали невозможно.

Плюсы использования лазерной обработки

Интерес к сборке лазерного станка для резки фанеры своими руками обусловлен высокой стоимостью фабричных моделей. Такие устройства дают дополнительные возможности в манипуляциях с изделиями, которые недоступны при механическом воздействии. Устройства на основе лазерного воздействия используются как в промышленных масштабах, так и домашними мастерами, а также мелкими предпринимателями.

Отличительная черта резки посредством лазера – ширина шва, которая может лишь немного превышать толщину лазерного луча прибора. Это позволяет наносить точный рисунок, максимально приближенный к заданному макету. Собранный своими руками лазерный станок не уступает по качеству выполняемого среза промышленным аналогам и отличается такими же технологическими процессами внутри устройства.

Среди особенностей применения технологии лазерной резки можно выделить следующие:

1. Область взаимодействия с лучом неизбежно приобретает более темный оттенок.
2. Использование этого способа позволяет избежать механической деформации, поскольку классические усилия применять нет необходимости.
3. При выборе источника древесины для работы следует отдавать предпочтение породам с наименьшим содержанием смол.
4. При обработке лазером образуется небольшое количество стружки.
5. Выполняя большие объемы работ посредством станочной обработки, следует позаботиться о наличии системы вентилирования.
6. На равномерность среза, получаемого в процессе резки, влияет выставленный температурный режим и скорость движения луча лазера.
7. Работа лазера контролируется числовым программным управлением (ЧПУ), что позволяет полностью автоматизировать процесс обработки.

Принцип работы

Перед тем как собрать лазерный станок ЧПУ своими руками, следует разобраться с основными элементами устройства и механизмом их работы.

Типичная установка с углекислотным лазером имеет трубку, заполненную молекулами газа, в качестве основного элемента.

Электрический ток, поступающий на газ-катализатор, приводит молекулы в состояние повышенной вибрации, за счет чего усиливается световой луч, проходящий через трубку.

Оптические элементы, находящиеся внутри лазерной установки, усиливают поток света и выдают его многократно отраженным.

Для автономной работы станка необходим автоматизированный механизм, передвигающий лазерное устройство. Он называется устройством позиционирования, его работа координируется программным обеспечением. В момент образования отверстия в определенном месте материала лазерная каретка должна быть перемещена в другую точку, чтобы структура дерева не была разрушена.

Последовательность фигурной резки

Фигурная резка на фанерном листе включает основные этапы:

• В первую очередь создается рисунок. Это либо производится ручным нанесением на материал, либо задается электронно.
• Далее выбирается режим резки, главной характеристикой которого является мощность излучения. Интенсивность прожига, в свою очередь, напрямую зависит от толщины поверхности.
• Нанесение рисунка на материал с заданной скоростью. Как правило, высокая скорость гравировки сопровождается большим потемнением краев среза.

Возможно ли смастерить лазерный станок своими руками? Да, это реальная задача.

Чтобы собрать лазерный ЧПУ-станок своими руками, необходимо обратить внимание на скольжение направляющих; приводы в большом изобилии представлены в магазинах соответствующего профиля.

Таким образом, если использовать основные комплектующие, аналогичные таковым в заводских установках, и применять принцип равноценной замены деталей, изготовить лазерный станок для фанеры своими руками вполне реально, что подтверждает опыт изобретательных мастеров.

Комплектующие, которые понадобятся

До сборки лазерного станка своими руками необходимо позаботиться о наличии следующих важных компонентов, тандем которых позволит получить от лазерного гравировального станка, собранного своими руками, качественную работу:

1. Устройство преобразователя лазера. Лазерную пушку необходимо приобрести, так как ее изготовление трудоемко и не оправдывает приложенные усилия.
2. Также в установке должна присутствовать специальная каретка, от плавности движения которой будет зависеть результат работы станка. Направляющие можно изготовить из подручных средств, но они должны захватывать всю площадь обрабатываемой поверхности. Таким образом, понадобятся двигатели, которые необходимо будет подсоединить к электронной плате, реле, зубчатые ремни и подшипники.
3. Электронный блок питания лазерного устройства, которое также отвечает за выполнение команд, передаваемых с пункта управления на лазер.
4. Программное обеспечение, необходимое для ввода данных и требуемого рисунка или узора.
5. Также необходимо обеспечить отток вредных продуктов, образующихся в процессе сгорания. Для этого оптимальной будет налаженная система локальной вентиляции.

Сопутствующие материалы для изготовления лазерного станка своими руками

При сборке понадобятся доски, стяжки, крепежные детали, отвертка, приспособления для резки металла и дерева, шлифовки, а также смазочные и охлаждающие материалы.

Для электронного управления чаще всего используют микроконтроллер Arduino R3, также понадобятся плата с дисплеем и компьютер для управления командами.

Последовательность сборки станка

Собранный своими руками самодельный лазерный станок с ЧПУ дает повод для гордости мастеру, а также позволяет основательно разобраться в процессе филигранной обработки материалов из дерева.

Основные этапы комплектации установки можно представить в виде последовательных шагов:

1. Подготовка материалов.
2. Сбор компонентов управления.
3. Комплектация механической части.
4. Настройка параметров резки.
5. Старт работы станка.

Подготовка необходимых материалов и оборудования

Требуемые детали необходимо подготовить, они должны быть доступны в любой момент. Это позволит производить сборку в размеренном и слаженном темпе. Для того чтобы сделать лазерный станок своими руками, чертежи можно использовать готовые, а можно сделать самостоятельно.

Сборка электрической схемы

Система управления полагается на работу платы, которую можно приобрести уже готовую либо собрать на базе микросхемы. Среди наиболее простых для домашнего использования выделяют микросхему Arduino. На фото ниже представлена схема сборки электронной платы для лазерного ЧПУ станка, изготавливаемого своими руками.

Полная комплектация

Конструкция челноков для будущего устройства собирается при помощи стержней, которые вставляются в их борта, отвечающих за оси координат в двухмерной проекции. Направляющие стержни предварительно следует отшлифовать их при помощи наждачной бумаги или шлифмашины. Далее их нужно обработать подготовленной смазкой для более плавного движения.

В подвижном механизме в первую очередь монтируются механизмы для обеспечения движения, далее — шарикоподшипники. Завершающим этапом устанавливаются ремни. Собирая лазерный гравировальный станок своими руками, удобно использовать основу из металла, размером, дважды превышающим размер движущих механизмов.

Креплениями могут служить саморезы, которые вставляются в заранее подготовленные отверстия. Металлический кронштейн устанавливается на центр станка, а по загнутым краям металлической основы устанавливается подшипниковая система.

На образовавшуюся подвижную систему надевается ремень с зубьями и она крепится саморезом к деревянной основе.

Автоматизация и управление

Важным моментом действия агрегата, собранного своими руками, является синхронная работа двигателей направляющих, что достигается путем подключения управления, которое осуществляется платой, одинаковой для обоих механизмов.

Необходимые для запуска самодельного станка программы доступны в Сети. Требуемые утилиты нужно скачать на используемый для управления компьютер. Среди наиболее популярных для работы с лазерной резкой: Inkscape, Arduno IDE, Universal Gcode Sender (версия 1.0.7).

Указанные программы устанавливаются по стандартному шаблону, после чего можно приступать к заданию параметров контура будущего рисунка.

Для управления параметрами резки и гравировки, такими как мощность (то есть температура прожига) и скорость движения лазера, понадобится настройка платы Arduno IDE. В первую очередь следует загрузить код GRBL, который можно выбрать из предлагаемого программой перечня. Затем можно приступать к настройке параметров резки.

Задание рисунка для лазерной резки

Для задания требуемого узора или картинки можно воспользоваться оцифрованным рисунком от руки либо создать рисунок в графической программе. В ажурных узорах важно следить за тем, чтобы все элементы были связаны и основная конструкция оставалась целостной.

Скорость и степень нагрева лазерной головки можно определить, немного попрактиковавшись. Немаловажную роль играет толщина и характер используемого для обработки материала. Тонкие листы дерева требуют более аккуратного и медленного воздействия.

При загрузке изображения следует учитывать требования программы, в которой для работы используется векторный формат. Изменить параметры рисунка можно в графических редакторах Adobe Illustrator и Inkscape.

Также следует учесть, что при наличии закрашенных мест на рисунке контур этих деталей заполнен не будет.

Настройка и резка

При настройке параметров резки нужно проверить соответствие значений координат осей X и Y в программе аналогичным характеристикам векторного изображения. Далее следует задать скорость работы станка и направить лазерную головку под углом, требуемым для получения необходимой объемности рисунка на дереве.

Последнее требуемое действие – запустить резку и наслаждаться работой лазерного станка, сделанного своими руками.

Техника безопасности при резке и гравировке

Во время работы с устройством лазерной резки нужно придерживаться правил техники безопасности. Критическим моментом является потенциальная угроза, исходящая от работающего лазера.

Соприкосновение лазерного луча с кожными покровами вызывает ожоги даже при непродолжительном воздействии.

Кроме того, следует обезопасить глаза при работе с данным видом устройства, поскольку попадание излучения на сетчатку может спровоцировать необратимую слепоту.

В наше время любая идея изобретательного мастера по работе с деревом может быть воплощена с помощью современных технологий обработки, благодаря чему можно получить произведения искусства из грубого материала.

Если есть стремление сэкономить средства на оборудовании, небольшие усилия позволят собрать лазерный станок своими руками, и он будет долго служить своему хозяину, радуя ажурными и качественными изделиями из дерева.

Внедрение технологии лазерной резки в условиях собственной мастерской позволяет не только производить изделия для собственного пользования, но и использовать ее как средство заработка.

Лазерный резак/гравер своими руками

Доброго дня, мозгоинженеры! Сегодня поделюсь с вами руководством о том, как сделать лазерный резак мощностью 3Вт и рабочим столом 1.2х1.2 метра под управлением микроконтроллера Arduino.

• 
• 

Эта мозгоподелка родилась для создания журнального столика в стиле «пиксель-арт». Нужно было нарезать материал кубиками, но вручную это затруднительно, а через онлайн-сервис очень дорого. Тогда и появился этот 3-х ватный резак/гравер для тонких материалов, уточню, что промышленные резаки имеют минимальную мощность около 400 ватт. То есть легкие материалы, такие как пенополистирол, пробковые листы, пластик или картон, этот резак осиливает, а вот более толстые и плотные только гравирует.

Шаг 1: Материалы

• Arduino R3
• Proto Board – плата с дисплеем
• шаговые двигатели
• 3-х ватный лазер
• охлаждение для лазера
• блок питания
• регулятор DC-DC
• транзистор MOSFET
• платы управления двигателями
• концевые выключатели
• корпус (достаточно большой, чтобы вместить почти все детали списка)
• зубчатые ремни
• шарикоподшипники 10мм
• шкивы для зубчатых ремней
• шарикоподшипники
• 2 доски 135х 10х2 см
• 2 доски 125х10х2 см
• 4 гладких стержня диаметром 1см
• различные болты и гайки
• винты 3.8см
• смазка
• стяжки-хомуты
• компьютер
• циркулярная Пила
• отвертка
• различные сверла
• наждачная бумага

• тиски

Шаг 2: Электросхема

1. 
2. 
3. 
4. 
5. 
6. 
7. 
8. Электроцепь лазерной самоделки информативно представлена на фото, есть лишь несколько уточнений.

Шаговые двигатели: думаю, вы заметили, что два двигателя запускаются от одной платы управления. Это нужно для того чтобы одна сторона ремня не отставала от другой, то есть два двигателя работают синхронно и сохраняют натяжения зубчатого ремня, нужное для качественной работы поделки.

Мощность лазера: при настройке регулятора DC-DC убедитесь, что на лазер подается постоянное напряжение, не превышающее технические характеристики лазера, иначе вы его просто сожжете. Мой лазер рассчитан на 5В и 2.4А, поэтому регулятор выставлен на 2А и напряжение немного ниже 5В.

Транзистор MOSFET: это важная деталь данной мозгоподелки, так как именно этот транзистор включает и выключает лазер, получая сигнал от Arduino.

Так как ток от микроконтроллера очень слабый, то только этот транзистор MOSFET может его воспринимать и запирать или отпирать контур питания лазера, другие транзисторы на такой слаботочный сигнал просто не реагируют.

MOSFET монтируется между лазером и «землей» от регулятора постоянного тока.

Охлаждение: при создании своего лазерного резака я столкнулся с проблемой охлаждения лазерного диода, для избежания его перегрева.

Проблема решилась установкой компьютерного вентилятора, с которым лазер отлично функционировал даже при работе 9 часов подряд, а простой радиатор не справлялся с задачей охлаждения.

Еще я установил кулеры рядом с платами управления двигателями, так как они тоже прилично греются, даже если резак не работает, а просто включен.

Шаг 3: Сборка

• В приложенных файлах корпус находится 3D модель лазерного резака, показывающая размеры и принцип сборки рамки рабочего стола.

Челночная конструкция: она состоит одного челнока отвечающего за ось Y, и двух спаренных челнока отвечающих за ось X.

Ось Z не нужна, так как это не 3D принтер, но вместо нее лазер будет попеременно включаться и выключаться, то есть ось Z заменяется глубиной прожига.

Все размеры челночной конструкции я постарался отразить на фото, уточню лишь, что все установочные отверстия для стержней в бортах и челноках глубиной 1.2см.

Направляющие стержни: стержни стальные (хотя алюминиевые предпочтительней, но стальные проще достать), довольно большим диаметром в 1 см, но такая толщина стержня позволит избежать провисания.

Заводская смазка со стержней удалена, а сами стержни тщательно отшлифованы шлифмашинкой и наждачной бумагой до идеальной гладкости для хорошего скольжения.

А после шлифовки стержни обработаны смазкой с белым литием, которая предотвращает окисление и улучшает скольжение.

Ремни и шаговые двигатели: Для установки шаговых двигателей и зубчатых ремней я пользовался обычными инструментами и материалами, попавшимися под руку. Сначала монтируются двигатели и шарикоподшипники, а затем сами ремни. В качестве кронштейна для двигателей был использован лист металла примерно одинаковый по ширине и в два раза больше по длине, чем сам двигатель.

В этом листе просверлено 4 отверстия для крепления на двигатель и два для крепления к корпусу самоделки, лист согнут под углом 90 градусов и прикручен саморезами к корпусу. С противоположной стороны от места крепления двигателя аналогичным образом установлена подшипниковая система, состоящая из болта, двух шарикоподшипников, шайбы и металлического листа.

По центру этого листа сверлиться отверстие, с помощью которого он крепится к корпусу, далее лист загибается пополам и уже по центру обоих половинок сверлится отверстие для установки подшипниковой системы. На полученную таким образом пару двигатель-подшипник надевается зубчатый ремень, который крепится к деревянному основанию челнока обычным саморезом.

Более понятно этот процесс представлен на фото.

Шаг 4: Софт

К счастью программное обеспечение для данной мозгоподелки бесплатно и с открытым исходным кодом. Все необходимое находится по нижеприведенным ссылкам:

Inkscape (для создания и преобразования контуров для прожига), с расширением для лазерного гравера.

UniversalGcodeSender-v1.0.7

Arduino IDE

With the GBRL Library
Все необходимое загружается на компьютер и сохраняется. Далее устанавливается Inkscape, и распаковывается архивlasergraver. Все что было в архиве копируется в папку Inkscape, чтобы было вот так C: Program Files (x86) Inkscape Share Extensions. На картинке показано что именно нужно копировать.

Далее по отдельности устанавливается Arduino IDE и GRBL библиотека, а потом просто распаковывается UniversalGcodeSender-v1.0.7.zip. Этот Universal G code является программой, которая посылает данные дизайна (контуров гравировки/резки) в Arduino. После распаковки этого архива, нужно найти и запустить файл start-windows.bat.

Настройка параметров Arduino: Первым делом загружается GRBL код в Arduino, для этого в Arduino IDE открывается вкладка Sketch/Import Library и выбирается пункт GRBL, затем из списка выбирается нужный код и загружается на Arduino.

Для дополнительной информации полезно перейти по ссылке With the GRBL Library. Когда код загружен, необходимо настроить параметры в соответствии со своим лазерным резаком и в этом поможет вот эта ссылка, где подробно описывается каждый параметр настройки.

А еще полезна эта ссылка, которая поможет рассчитать значения параметров для используемых материалов.

Шаг 5: Контуры для резки

Важные моменты: необходимо понимать и помнить, что это мозгоподелка не заполняет контур, если рисунок закрашен. Более понятно это показано на рисунке. И еще, файл дизайна примерфайлаконтура использует не пиксельный формат, как jpeg, а векторный. То есть изображение состоит из точек, а не пикселей, и его можно как угодно масштабировать, то есть изменять размеры контура для резки.

Создание векторного рисунка: После определения того, что нужно вырезать/выгравировать, необходимо перенести это в векторный рисунок. Для этого подходят Inkscape или Adobe Illustrator, но не Photoshop или GIMP, так как последние не работают с векторной графикой.

Преобразование векторного рисунка: Векторный рисунок должен быть преобразован в формат понятный лазерному резаку и для этого подходит расширение Inkscape Laserengraver. Более подробно на видео.

Шаг 6: Настройка и резка

• На видео показано как подключить лазерную самоделку к компьютеру, настроить параметры софта и подготовить резак к работе.
• Настройка параметров программы: главное убедиться, что максимальные значения X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла.
• Регулировка оборудования: На фото показано, какой регулятор я подкручивал, чтобы понизить ток, шаг не обязательный, это просто быстрый и простой способ сфокусировать мозголазер без прожига материала.
• Резка: скорость задана, лазер сфокусирован и направлен под нужным углом, остается только запустить лазерный резак и ждать!

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ ЛАЗЕРА. Перед началом обязательно ознакомьтесь с информацией о том, что такое лазерное излучение, чем оно вредно и как с ним обращаться. Знайте, что неправильное использование лазера может вызвать ожоги или слепоту, поэтому обязательно ознакомьтесь с этой ссылкой.

Во и все что я хотел рассказать о своем лазерном резаке/гравере. Благодарю за внимание!

Удачных самоделок!

(A-z Source)

Your browser doesn't support canvas.

Станок для лазерной резки фанеры и дерева: принцип работы, виды и цены

Содержание: [скрыть]

1. Принцип работы
2. Возможности
3. Какой станок выбрать: изучаем разновидности
4. Производители и обслуживание

Промышленность реагирует на запросы потребителя и предлагает множество вариантов функционального оборудования для обработки и резки разных материалов: древесины, металлов.

Причем устройства зачастую совмещают в себе множество нужных и не очень функций, которые позволяют сэкономить пространство за счет объединения нескольких машин в одну.

Современные цеха деревообработки теперь почти всегда вооружают станком для лазерной резки фанеры и дерева.

Принцип работы

Основной рабочий инструмент аппарата – лазер, пучок света высокой мощности. При направлении его на изделие из дерева, участок соприкосновения сильно нагревается и волокна материала просто выгорают. Таким образом происходит бесконтактная резьба лазером. У разных моделей мощность пучка может колебаться. От этого параметра зависит область применения устройства:

• Лазерные станки невысокой мощности используют для деревообделочных работ;
• Более интенсивное излучение служит для резки более твердых материалов – металлов, природных и искусственных камней.

Преимущества этого метода обработки:

1. Края получаются идеально ровными, не требуют дополнительной обработки;
2. Можно обрабатывать изделия любого размера и формы;
3. Устройства просты в ручном и автоматическом управлении;
4. Точная работа до мелких деталей и штрихов.

Недостаток лазерной резки и гравировки дерева – места обработки остаются выжженными, темно-коричневого и черного цветов.

Для натурального материала естественного оттенка это не критично, часто производители не обрабатывают торцы из-за их законченного облика, сочетающегося с основным фоном.

Еще один нюанс не в пользу оборудования – его высокая стоимость, хотя она зависит от комплектации, функционала, размера и мощности станка.

Возможности

Что можно делать, используя лазер станка:

1. Вырезать различные заготовки и трафареты из цельного куска древесины или фанеры;
2. Прибор используют для выжигания рисунков и нанесения гравировок на дерево;
3. Лазерный фрезерный станок служит для фрезерования деталей разной сложности, т.е. выточки пазов, углублений, фасок и т.п.;
4. Продвинутые модели содержат функцию резки 3D изделий.

В зависимости от начинки оборудования функции присутствуют в разных количествах, что, соответственно, отражается на стоимости.

Какой станок выбрать: изучаем разновидности

Лазерные станки по разновидностям делятся по нескольким принципам.

По функциональной нагрузке:

1. Лазерный гравировальный станок выдает слабый пучок света, которого хватает для нанесения гравировки и выжигания. При увеличении длины волны установкой можно резать фанерный лист.
2. Фрезерно-лазерный станок для резки фанеры с увеличенной мощностью светового пучка умеет резать дерево, создавать пазы на изделиях. Часто с его же помощью можно нанести гравировку, просто настроив лазер на эту функцию.

По типу управления:

1. Станок по дереву ручного управления самый дешевый и понятный в работе. С его помощью создают уникальные в своем роде изделия.
2. ЧПУ заметно увеличивает стоимость оборудования, но и повышает качество изготовления абсолютно точных рисунков и форм. Достаточно задать программу и машина сделает все сама. В большинстве своем такие установки заключают в себе оба способа управления.

По мощности и размеру:

1. Лазерно-гравировальный настольный прибор с небольшой мощностью до 80 Вт компактный, его можно разместить в небольшом цеху или дома. Установка подходит для создания мелкой сувенирной продукции, станок умеет наносить гравировку и резать тонкую фанеру.
2. Профессиональный станок лазерной гравировки и резки выдает мощность 80-195 Вт. Он обладает увеличенными габаритами и применяются в деревообрабатывающей и мебельной промышленности для выпуска серийной продукции и вырезания точных деталей. Стоимость такого аппарата начинается от 150 тысяч рублей.
3. Промышленный станок для лазерной резки по дереву умеет вырезать, точить, гравировать и много чего еще. Он обладает внушительными размерами и служит в крупных цехах для деревообделки.

Производители начиняют оборудование разными функциями, которые влияют на стоимость установки и замещают использование дополнительных инструментов, облегчающих процесс обработки:

• Чиллер – устройство для охлаждения трубки лазера. Он необходим при продолжительном действии станка для нормализации температуры рабочих органов оборудования. Работает по принципу вторичной оболочки с циркулирующей водой, подключенной к насосу. Если станок не оборудован таким приспособлением, его покупают отдельно. Стоимость от 30 тыс. руб.
• Система обдува резака и гравера нужна для снижения температуры места среза и выжигания, чтобы избежать чрезмерного обугливания шва. Кроме того, с рабочего места постоянно сдуваются пыль и мусор, что повышает комфорт работы и качество производства.

Выбор лазерного станка определяется потребностями в его мощности и функционале. Для крупного производства нецелесообразно приобретать маленький настольный агрегат, как и для дома устанавливать профессиональный или промышленный.

Существуют универсальные установки, способные работать с металлом, деревом, ПВХ и выполнять разные операции: гравирование, резку, фрезеровку. Стоимость таких установок высокая и приобретать их целесообразно только для крупного производства.

Представляем таблицу с тремя популярными моделями станков разной комплектации и мощности:

Тип	Габа-риты, мм	Функции, мощность луча, Вт	Цена, руб.
Настоль-ный гравер SF40В	350х500х800

• Гравиро-вание,
• 40Вт
• 93 000
• Лазерный станок LT-460
• 1070х750х
• 670
• Гравиро-вание, резка дерева, стекла, кожи,
• картона, 50 Вт
• 150 000
• Лазерно-гравиро-вальный
• станок AL-1412
• 1960х1610х
• 1120
• Резка и гравиро-вание дерева, металла с покрытием и др. материалов,
• 60-150 Вт
• 420 000

Как видно, увеличение мощности лазера для станка влияет на стоимость оборудования и его функциональность. Производители предлагают модификации аналогичных агрегатов с разным набором функций, цена и качество изделий могут значительно отличаться от представленных.

Производители и обслуживание

Гравировальные станки для лазерной резки дерева и обработки изделий предлагают производители разных стран: России, Японии, стран Европы. Нельзя сказать, что они значительно отличаются друг от друга, но представители имеют свои особенности.

Ярким представителем российских разработчиков является НПФ «Лазеры и аппаратура», г. Зеленоград. Компания выпускает машины разной функциональности, продукция отличается сравнительно доступной стоимостью.

Японские марки Koike и Mazak изготавливают оборудование, удобное в управлении как ручным, так и автоматизированным методом.

Европейские бренды Trumpf, ESAB, Bystronic предоставляют самое разнообразное по функционалу оборудование с долгим сроком службы. Установки предназначены для обработки дерева, металлов, акрила и других материалов как специализированные, так и универсальные.

Надежные производители дают гарантию на свою продукцию. Качественные аппараты служат без перебоев годами, юстировка лазерного устройства производится редко в случае необходимости.