Мощный лазер для резки металла своими руками – Лазер для резки металла своими руками

Содержание

Лазер для резки металла своими руками

Промышленные технологии не перестают поражать воображение даже видавших виды специалистов, а самодеятельных мастеров, и подавно. А ведь, действительно, кто бы отказался от домашнего настольного мини-пресса для литья изделий из металла, высокоточных мини-резаков на основе лазерных технологий или настольной мини-лаборатории для приготовления высокооктанового бензина из использованной жевательной резинки. Не все и не всегда реализуемо, но, изучая технологии, умелыми руками можно достичь определенных результатов. Но сегодня мы поговорим о лазерной обработке металлов резанием.

Содержание:

  1. Технология резки металла лазером
  2. Станок для резки металла лазером
  3. Функции газа в станке
  4. Схема и виды ручного лазера для резки металла

Технология резки металла лазером

Лазерная резка металлов — это одна из самых передовых и дорогостоящих технологий, какие только существуют для обработки металлов. Применив лазер для резки металла своими руками можно получить невиданные, фантастические результаты, недоступные, или почти недоступные, ни одним другим видам обработки металла. Совершенно неограниченные возможности лазера обусловлены тем, что его луч практически не знает границ и способен передавать в любом материале практически любую задумку, которую только можно себе представить.

Технология обработки металлов лазером основана на характеристиках лазернoго луча, а это:

  1.  Четкая направленность.
  2.  Монoхроматичность.
  3.  Кoгерентность.
  4.  Мощность.

За счет того, что лазерный луч, в отличие от света, имеет идеальную направленность, его энергия способна фокусироваться с минимальными потерями в определенной точке. По способности к точной фокусировки лазерный луч в десятки тысяч раз выигрывает у самого мощного светового прожектора.

А ведь учитывая тот факт, что и световой луч несет определенную энергию, ощутимую физически, можно только представить какой энергией обладает лазерный луч, собрав всю ее в одну точку и приложив к маленькому участку плоскости.

Лазерный луч имеет еще одно очень важное отличие от луча света — монохроматичность. Это значит, что с точки зрения оптической физики, лазер имеет строго определенную и жестко фиксированную длину волны и такую же постоянную частоту. Поэтому сфокусировать его не предоставит труда даже обычным оптическим линзам. Когерентность лазера — соглaсованное протекание во времени нескольких волновых процессов, имеет высокий уровень, а это говорит о том, что резонансные колебания лазерного луча могут усилить его энергию в несколько раз.

Благодаря этим свойствам, лaзерный луч может быть сфокусирован на минимально возможной площади материала, создавая при этом высочайшую плотность энергии. Такой энергии, как выяснилось, достаточно для прожига или разрушения металла или другого материала на микроскопическом участке плоскости, вплоть до плавления любого материала, который способен плавиться.

Станок для резки металла лазером

На самом деле, не так все просто, как в теории, поскольку существуют некоторые физические силы, которые могут ослабить энергию лазерного луча, к тому же у каждого из материалов существуют свои собственные свойства по поглощению излучения и его отражающим способностям. Каждый металл может по-разному распространять поглощенную энергию в силу индивидуальных свойств по теплопроводности.

Если учесть все эти нюансы и настроить лазерный луч таким образом, чтобы область облучения металла лазером расплавилась как минимум, только в этом случае можно говорить об обработке металла резанием при помощи энергии лазерного луча. В процессе обработки металл подвергается двум фазам воздействия:

  1.  Плавление.
  2.  Разрушение, закипание.


Поэтому для металлoв разной толщины и разной структуры могут быть применены разные способы обработки. Один металл на определенном станке может просто плавиться, и этого будет достаточно, чтобы отделить одну часть заготовки от другой, а другому металлу будет необходимо выпаривание, то есть закипание и только потом он уже сможет испаряться. Обработка металла испарением практикуется крайне редко, поскольку для этого необходимы колоссальные затраты энергии. Практически же все станки по обработке металла выполняют ее по технoлогии плавления.

Именно для этих целей, сокращения используемой энергии, в станке по лазерной обработке металлов применяется катализирующий газ. Он также помогает увеличить толщину обрабатываемого металла. Для работы с  металлом при помощи лазера практически во всех станках используется один из этих элементов:

  • кислород;
  • обычный воздух;
  • инертные газы;
  • азот.

Это уже будет газолазерный станок по обработке металлов.

Функции газа в станке

В условиях атмосферы применение такого станка без газа фактически сводит к нулю всю его энергию, о чем мы говорили выше, поэтому использование газа, как вспомогательного вещества, существенно ускоряет процесс резки и делает применение станка для резки металла лазером еще более универсальным. Обычный кислород при обработке металла может выполнять ряд важнейших функций:

на начальном этапе резки он окисляет металл, что снижает его отражающие свойства;
кислород поддерживает горение металла под воздействием мощного лазерного луча, а дополнительное тепло усиливает действие луча, повышая скорость резки металла лазером;
при помощи кислорода под давлением снимается и удаляется из области обработки остатки материала и продукт его горения, что облегчает доступ газа к новой области обработки.

Схема и виды ручного лазера для резки металла

Любые лазеры для резки металла будут выполнены из таких главных узлов:

  1. Источника энергии.
  2. Рабочего органа, излучающего энергию.
  3.  Оптоусилитель, системы зеркал, оптоволоконный лазер, которые повышают и усиливают излучение рабочего органа.

В промышленности применяются два вида лазерных головок — твердотельная и газовая, которые могут быть нескольких видов. Рабочий орган, излучатель энергии размещен в энергоосветительных камерах, где активным телом может быть рубиновый прут, неодимовые пластины или алюмоиттриевые гранаты, легированные иттрием. В результате большого числа отражений луча, проходит накачка лазера энергией и луч вырывается через полупрозрачное стекло.

Обычный лазер резки металла цена которого доступна для крупного предприятия, может иметь мощность в пределах 5 кВт. В таких небольших лазерных станках применяются системы с продольной прокачкой газа, где газ или смесь газов пропускается под давлением через электрогазоразрядную головку, в которую подается электричество для энергетического возбуждения газа.

Таким образом работает простой газолазерный станок для резки металлов, с помощью которого может выполняться практически любая работа по обработке металла резанием.

Читайте также Цинкование металла в домашних условиях

nashprorab.com

ЛАЗЕРНЫЙ РЕЗАК ПО МЕТАЛЛУ [своими руками]

[Лазерный резак], сделанный своими руками, пригодится в каждом доме.

Конечно же, самодельный прибор не сможет обрести большую мощность, которую имеют производственные аппараты, но все же кое-какую пользу в быту от него можно будет получить.

Как сделать лазерное режущее устройство из указки?

Самое интересное, что изготовить лазерный резак можно с помощью старых ненужных предметов.

Например, своими руками изготовить лазерный прибор позволит применение старой лазерной указки.

Чтобы процесс по созданию резака продвигался как можно быстрее, необходимо подготовить следующие предметы и инструменты:

  • указка лазерного типа;

  • фонарик на аккумуляторных батареях;

  • старый CD/DVD-RW пишущий, можно вышедший из строя, – из него понадобится привод с лазером;

  • электропаяльник и комплект отверток.

Процесс по изготовлению резака своими руками начинается с разборки привода, откуда необходимо достать прибор.

Извлечение нужно сделать по максимуму аккуратным, при этом придется проявить терпение и быть внимательным. В устройстве присутствует много разных проводов с практически одинаковой структурой.

Выбирая DVD привод, нужно учитывать, чтобы он был пишущим, так как именно такой вариант позволяет делать записи с помощью лазера.

Видео:

Запись выполняется в ходе испарения тонкого металлического слоя с диска.

В процессе чтения, лазер функционирует наполовину своих технических возможностей, слегка освещая диск.

В процессе демонтажа верхнего крепежного элемента взгляд упадет на каретку с лазером, который может передвигаться в нескольких направлениях.

Каретку необходимо бережно извлечь, аккуратно снять разъемы и шурупы.

Затем можно перейти к снятию красного диода, за счет него происходит прожиг диска – это легко можно сделать своими руками при помощи электропаяльника. Извлеченный элемент не стоит встряхивать, а тем более ронять.

После того как основная деталь будущего резака находится на поверхности, нужно сделать тщательно продуманный план сборки лазерного резака.

При этом необходимо учесть следующие моменты: как лучше поместить диод, как подсоединить его к источнику питания, ведь для диода пишущего устройства требуется больше электроэнергии, чем для основного элемента указки.

Данный вопрос можно решить несколькими методами.

Чтобы сделать ручной резак с более-менее высокой мощностью, необходимо достать находящийся в указке диод, после чего поменять его на элемент, извлеченный из DVD привода.

Поэтому лазерную указку разбирают также осторожно, как и привод пишущего DVD устройства.

Предмет раскручивают, затем разделяют его корпус на две половины. Сразу же на поверхности можно будет увидеть деталь, которую и нужно заменить своими руками.

Для этого родной диод из указки снимается и аккуратно заменяется более мощным, его надежное крепление можно выполнить с использованием клея.

Возможно, снять старый диодный элемент сразу не получится, поэтому его можно подковырнуть бережно кончиком ножа, затем слегка встряхнуть корпус указки.

На следующем этапе изготовления лазерного резака нужно сделать для него корпус.

Для этой цели пригодится фонарик с аккумуляторными батарейками, что позволит лазерному резаку получить электроподпитку, приобрести эстетичный вид, и удобство использования.

Для этого в корпус фонарика своими руками необходимо внедрить модифицированную верхнюю часть бывшей указки.

Затем нужно подключить к диоду зарядку, посредством находящейся в фонарике аккумуляторной батареи. Очень важно в процессе подключения точно установить полярность.

До того как фонарик будет собран, необходимо снять стекло и прочие лишние элементы указки, которые могут стать помехой лучу лазера.

На завершающем этапе проводится подготовка лазерного резака к использованию.

Для комфортной ручной работы все этапы работы над прибором необходимо строго соблюдать.

Видео:

С этой целью нужно проконтролировать надежность фиксации всех внедренных элементов, правильность полярности и ровность установки лазера.

Итак, если все вышеизложенные в статье условия сборки были точно соблюдены, резак готов к применению.

Но так как самодельный ручной прибор наделен невысокой мощностью, то вряд ли из него получится полноценный лазерный резак по металлу.

Что идеально сможет выполнять резак, так это сделать отверстия в бумаге или полиэтиленовой пленке.

А вот наводить на человека лазерное приспособление, сделанное своими руками нельзя, здесь его мощности будет достаточно, чтобы навредить здоровью организма.

Как можно усилить самодельный лазер?

Чтобы сделать своими руками более мощный лазерный резак для работы по металлу, нужно использовать приборы из следующего списка:

  • DVD-RW привод, нет разницы рабочий или нет;

  • 100 пФ и мФ – конденсаторы;

  • 2-5 Ом резистор;

  • 3 шт. аккумуляторные батареи;

  • паяльник, провода;

  • коллиматор;

  • стальной фонарь на светодиодных элементах.

Сборка лазерного резака для ручной работы происходит по следующей схеме.

С применением указанных приборов происходит сборка драйвера, впоследствии он посредством платы сможет обеспечивать лазерному резаку определенную мощность.

При этом к диоду ни в коем случае нельзя подсоединять электропитание напрямую, так как диод сгорит. Также нужно принять во внимание, что диод должен брать подпитку не от напряжения, а от тока.

В качестве коллиматора используется корпус, оснащенный оптической линзой, за счет которой будут скапливаться лучи.

Данную деталь легко отыскать в специальном магазине, главное, что в ней присутствует паз для установки диода лазера. Цена данного устройства небольшая, примерно составляет 3-7$.

Кстати, лазер собирается так же, как и вышерассмотренная модель резака.

В данном случае рекомендуется применять специальные браслеты, которые позволят убрать с диода статическое напряжение.

В качестве антистатического изделия также может применяться проволока, ею обматывают диод. После чего можно приступать к компоновке драйверного устройства.

Прежде чем перейти к полной ручной сборке лазерного резака, нужно проверить работоспособность драйвера.

Сила тока замеряется с помощью мультимера, для этого берут оставшийся диод и проводят измерения своими руками.

С учетом скорости тока, подбирают его мощность для лазерного резака. К примеру, у одних вариантов лазерных устройств сила тока может равняться 300-350 мА.

Видео:

У других, более интенсивных моделей, она составляет 500 мА, при условии использования другого драйверного устройства.

Чтобы самодельный лазер выглядел более эстетично, и им можно было удобно пользоваться, для него нужен корпус, в качестве которого вполне может использоваться стальной фонарик, функционирующий на светодиодах.

Как правило, упомянутый прибор наделен компактными размерами, которые позволят поместиться ему в кармане. Но во избежание загрязнений линзы, заранее нужно приобрести или сшить своими руками чехол.

Особенности производственных лазерных резаков

Не каждому по карману цена лазерного резака по металлу производственного типа.

Такое оборудование применяют для обработки и разделки металлических материалов.

Принцип действия лазерного резака строится на выработке инструментом мощного излучения, наделенного свойством испарять или выдувать металлический расплавленный слой.

Такая производственная технология при работе с разными типами металла способна обеспечить высокое качество среза.

Глубина обработки материалов зависит от вида лазерной установки и характеристик обрабатываемых материалов.

На сегодняшний день используется три вида лазеров: твердотельные, волоконные и газовые.

Устройство твердотельных излучателей основывается на использовании в качестве рабочей среды конкретных сортов стекла или кристаллов.

Здесь в пример можно привести недорогие установки, эксплуатируемые на полупроводниковых лазерах.

Волоконные – их активная среда функционирует за счет применения оптических волокон.

Данный тип устройства является модификацией твердотельных излучателей, но как утверждают специалисты, волоконный лазер успешно вытесняет свои аналоги с области металлообработки.

При этом оптические волокна являются основой не только резака, но и гравировального станка.

Видео:

Газовые – рабочая среда лазерного устройства сочетает углекислый, азотный и гелиевый газы.

Так как КПД рассматриваемых излучателей не выше 20%, их используют для резки и сварки полимерных, резиновых и стеклянных материалов, а также металла с высокой степенью теплопроводности.

Здесь в пример можно взять резак по металлу выпускаемый компанией Ханса, применение лазерного устройства позволяет резать медь, латунь и алюминий, в данном случае минимальная мощность станков только выигрывает у своих аналогов.

Схема работы привода

Эксплуатироваться от привода может лишь настольный лазер, данный тип устройства представляет собой портально-консольную машину.

По направляющим рейкам устройства лазерный блок может перемещаться как вертикально, так и горизонтально.

В качестве альтернативы портальному устройству была изготовлена планшетная модель механизма, ее резак перемещается только по горизонтали.

Другие существующие варианты лазерных станков имеют рабочий стол, оснащенный приводным механизмом и наделенный свойством перемещаться в разных плоскостях.

На данный момент имеется два варианта управления приводным механизмом.

Первый обеспечивает перемещение заготовки за счет эксплуатации привода стола, или перемещения резака выполняется за счет функционирования лазера.

Видео:

Второй вариант предусматривает одновременное перемещение стола и резака.

При этом первая модель управления по сравнению со вторым вариантом считается намного проще. Но вторая модель все-таки отличается высокой производительностью.

Общей технической характеристикой рассмотренных случаев является необходимость внедрения в устройство блока ЧПУ, но тогда цена для сборки прибора для ручной работы станет выше.

rezhemmetall.ru

Как устроен лазер для резки металла. Изготовление лазерного резака

  • Основные преимущества лазерной резки металла своими руками
  • Лазерная резка металла и ее применение
  • Станок для лазерной резки
  • Предназначение лазерного оборудования

Такая процедура, как лазерная резка металла своими руками, появившаяся достаточно недавно, сразу же стала самой прогрессивной и эффективной в области создания высококачественных элементов из металла. Данная процедура проводится при помощи лазера высокой мощности, который путем фокусирования луча на одной точке может резать любой материал, начиная от дерева и заканчивая металлом. Во время действия лазера на поверхности металла образуется окислитель, который повышает поглощение энергии и доводит его до температуры плавления. В том месте, где лазер контактирует с металлом, начинается плавление, при этом остальная часть материала не терпит никаких изменений, а лишь нагревается.

Для того чтобы резка производилась гораздо быстрее, на поверхность металла подается активный газ, чаще всего кислород, который значительно ускоряется процесс плавления и может сдуть все остатки после него. При выдувании газа металл начинает расслаиваться, давая путь лазеру к следующему слою. Процесс завершается, когда вся толщина металла прорезана. При этом поток кислорода способен быстро охладить расплавленный метал, создавая своеобразный шов вокруг линии разреза. Малая зона воздействия лазера может делать прорез в металле с толщиной в 0,2 мм, что значительно меньше других существующих методов резки.

Большим плюсом этого процесса является возможность полной его автоматизации. Можно запрограммировать процесс и доверить сделать его компьютерной программе, вследствие чего изделие получается максимально точным. В большинстве случаев используются твердотельные лазеры или газовые. Стоит отметить, что лазерная резка может сделать идеально ровный и гладкий срез, который практически невозможно получить при механической резке. Она значительно быстрее и качественнее может выполнить работу, не оставляя после себя продуктов переработки.

Основные преимущества лазерной резки металла своими руками

Наличие весомых достоинств сделало лазерную режущую силу самой популярной и востребованной среди всего множества остальных методов. Лазерная резка металла своим появлением дала возможность многим предприятиям создавать более качественные предметы и объекты из металла, увеличивая их производительность. Рекомендуемыми металлами для такого типа резки являются цветные, сталь и сплавы из алюминия.

При помощи режущей силы данного оборудования можно выполнить до этого невозможные процедуры, например, обработку утолщенных листов, резку толстых сплавов, и создавать детали сложной формы. К тому же лазерная резка дает возможность разрезать и обрабатывать сверхтвердые металлы. Если посмотреть на данный процесс с другой стороны, то бесконтактный способ может значительно увеличить продуктивность процесса резки хрупких изделий, которые зачастую требуют высокой точности.

Чтобы выполнить резку при помощи компьютера, нужно лишь загрузить рабочий проект и запустить его. После его выполнения вам не понадобится делать дополнительную обработку, возможности лазерной резки металла предусматривают и этот фактор. Очень важным достоинством для предприятий, занимающимся производством металлических изделий, является то, что для мелкой партии больше не требуется создания литейной формы, которая стоила достаточно дорого и ее изготовление занимало существенный промежуток времени. К тому же изготовление деталей не ограничивается резкой в плоскости, можно производить резку металла в объеме. Если сравнить время выполнения одного изделия и возможности оборудования, предпочтение на сегодняшний день отдается именно лазерной резке.

Вернуться к оглавлению

Лазерная резка металла и ее применение

Лазер может использоваться не только для того, чтобы просто разрезать пласты металлических конструкций, но и для выполнения высокоточной гравировки. Очень часто ее применяют для изготовления малых партий деталей или изделий.

Обычно для того, чтобы сделать небольшой заказ, применяется лазер малой мощности, который имеет достаточно компактные размеры. Если же необходимо выполнить выпуск большой партии продукции, используются более современные и мощные лазеры. Они в себя включают лазер высокой мощности, координатный стол и компьютерное оборудование, на которое устанавливается специальное программное обеспечение, способное поддерживать файлы с векторной графикой.

Погрешность такого оборудования крайне мала, оно может осуществлять работу с разносом в 0,001 мм. Как правило, его использование обусловлено необходимостью создания сложных металлических изделий и выполнения резки по сложному контуру. Лазерная резка металла значительно облегчает работу мастеров и делает каждое изделие более доступным за счет коротких сроков выполнения. К тому же режущий лазер может работать не только с металлом, но и с деревом, нержавейкой, алюминием и даже пластиковыми изделиями.

Вернуться к оглавлению

Станок для лазерной резки

Оборудование для такого типа работ представляет собой стандартную конструкцию, которая включает в себя:

  1. Рабочий стол для объекта нарезки.
  2. Подвижную головку лазера, которая может перемещаться в пространстве.

Для того чтобы обеспечить высокую точность изготовления, головка оборудована специальными приводами, которые могут двигать ее в перпендикулярных плоскостях. Чтобы обеспечить высокую точность обрезки металла, аппарат оснащают фокусирующей оптикой, которая способна направить луч в одну точку. Данная фокусировка может регулироваться и позволяет создавать разрезы толщиной в десятые доли миллиметра. К тому же при изготовлении крайне тяжелых и мелких деталей обычно применяется компьютер, который с высокой точностью может выполнить данную работу.

Эта программа сама может повернуть лазерную головку в нужном направлении и регулировать мощность излучения лазера в зависимости от требований. Чтобы программа знала точные данные, необходим специальный рисунок, который содержит в себе все очертания и контуры изделия. Очень

electricianprof.ru

Лазерный резак на газовой смеси часть 2

Перевел alexlevchenko92 для mozgochiny.ru

Продолжение статьи о лазерном резаке своими руками.

Шаг 4: Оптика лазера

Для резки листа металла нужен лазерный луч с плотностью теплового потока 1550 Вт/мм2.

100 Вт лазер может достичь такой плотности потока при размерах пятна 0,6452 мм2 (280 микрон). Однако при той оптике, что использовалась в проекте, диаметр пучка составлял от 1,6 до 2,3 мм. В случае 1,6 мм при троекратном увеличении луча получаем диаметр 4,8 мм.

Расчет диаметра = 0.013 * M2 * (фокусное расстояние/D), где M2 равен 1, а D диаметр входного пучка.

Если заменить M2 на 1.5, то получается диаметр 150 мкм. Согласно расчетам, плотность для этого пучка должна составлять 1550 Вт/мм2.

Расстояние от лазера (мм) = Диаметр пучка (мм)

  • 0 мм = 1.9 мм;
  • 250 мм = 2.9 мм;
  • 500 мм = 4.7 мм;
  • 750 мм = 6.7 мм;
  • 1000 мм = 8.7 мм;
  • 1500 мм = 12.9 мм;
  • 2000 мм = 17.2 мм.

Таким образом, при расстоянии от лазера в 500 мм без каких-либо расширений диаметр пучка составит (предположим, что M2 = 1.5) = 0.013 * 1.5 * (38,1/4.7) = 0.158 мм

Глубина резки = 2.5 * длину волны * ( фокусное расстояние / диаметр пучка )2

Усилитель улучшает форму пучка, а круговой поляризатор предотвращает возврат пучка в режущую головку. Режущая головка была изготовлена на заказ.

Пучок направляется на фокусирующую линзу, которая находится в центральной части режущей головки. Газ поступает в камеру ниже фокусирующей линзы. Этот ионизированный газ выходит из сопла вместе с пучком и испаряет материал.

Винты с шестигранной головкой позволяют регулировать систему зеркал. Со временем проведя эксперименты, удалось выяснить влияние этих винтов на луч, что падает на режущую поверхность. Изготовим на листе бумаге шаблон с центром для лазера.

Если луч не отцентрован, он будет отражаться от сторон выходя из сопла, при этом образовывая характерную картину.

Другой способ выравнивания. Удаляем сопло и пускаем короткий импульс на термочувствительную бумагу. Отрегулируемый луч будет оставлять такую же форму пятна, что и с насадкой.

В луче присутствует точка преломления (наименьший диаметр луча). В этой точке лазерный луч наиболее мощный. Точка может быть перемещена путем регулировки высоты режущей насадки.

Для того, чтобы найти высоту для минимального диаметра пучка, воспользуемся термобумагой и экспериментальным путем определим высоту.

Шаг 5: Контроллер лазера

Контроллер лазера состоит из нескольких самодельных электронных устройств, которые изменяют состояния самого лазера, генерируя импульс определенной модуляции.

Система идеально подходит для управления лазером, так как позволяет управлять различными элементами системы.

Есть более 120 различных линий связи, что идут от концевых выключателей, датчиков и плат. Все линии ведут к четырем 30 контактным гнездам. Решение хорошее, поскольку оно уменьшает количество различных спаянных контактов, уменьшает число прямых соединений между компонентами.

Всё это имеет ряд преимуществ:

Отсутствие пайки – это хорошо. Связь устанавливается путем обжима провода с последующей установкой в держатель. Однако есть проблемы при разборке.

Не рекомендую соединять компоненты с помощью проводов. Поскольку при замене компонентов придётся перепаивать довольно много выводов.

Не поймите меня не правильно, провода существуют, но они централизованы в четырех основных штекерах.

Есть значительные преимущества в расположении дорожек и компонентов на одной стороне платы. После выполнения травки проверьте дорожки тестером. Проводим отладку цепи на проверку качества соединений, тестирование чипов. При правильном подходе к процессу монтажа дальнейшее обслуживания платы не станет проблемой.

Дополнительная информация.

Шаг 6: Часто задаваемые вопросы

Я хочу сделать режущую систему. Чтобы вы сделали по-другому? Существует ли способы, чтобы сэкономить время при покупке комплектующих?

Большинство механических частей, таких как: ЧПУ стол, охлаждающая система, рама, лазер довольно дешёвые. Процесс покупки не занимает много времени. Возможно самая большая техническая проблема, что стала передо мной – это использование сварочного аппарата, который может быть не у всех.

Оптика в значительной степени была самодельной и я не думаю, что она прослужит долго. Есть некоторые виды оптики, которые специально предназначены для лазера. Это позволит просто взять оптику из коробки, подключить к системе и начать резку.

Электроника. У вас должны быть двигатели, несколько контроллеров, концевые выключатели и аварийный рубильник. Соединить это все в одну интегрируемую систему было большой работой.

Есть примеры на ebay, когда продаются лазерные резаки достаточной мощности для резки металла. Они очень дорогие, требуют вентиляции и охлаждения. Прекрасный вариант для тех, у кого есть деньги.

Короткий ответ на вопрос: если у вас нет лишних $50000, то думаю большинство элементов системы следует сделать самостоятельно.

Смогу ли я резать латунь?

Нет не сможете. Проблема заключается в том, что в меди и латуни тепло распространяется довольно быстро. Из-за этого не получится сосредоточить тепловой поток в определенной точке. Металл не будет испаряться.

Сколько это все будет стоить?

При грубом подсчете… общая стоимость составляла около 15 тис. $. Стоимость лазера составила порядка $6500, стол с ЧПУ – $500, оптика – $2500. Система охлаждения – $500. Было много других непредвиденных расходов, таких как: электронные компоненты, двигатели, контроллеры, проводка для 220 В и вентиляция. На постройку лазера пошло 2 года.

Глядя на все эти станки мне пришла в голову идея переделать свой 3D принтер в ЧПУ.

Не думаю, что это будет работать. Проблема в состоит в боковой тяге.

Во время работы принтера, положите руку на пути следования печатающей головки. Вы увидите, что даже не большое сопротивление будет препятствовать работе. Теперь подумайте о том, чтобы вместо печатающей головки установить на принтер гравер.

Представьте себе, какие проблемы возникнут при работе режущего инструмента с инерцией. Если тяжелый режущий инструмент движется в одном направлении, то быстро изменить направление движения не получится. При попытках экстренного изменения направления возможно повреждение ремней, шестерёнок или шаговиков. Большинство таких систем страдают тем, что присутствуют неточности в перемещении механизма. У системы есть люфт.

Может ли лазер нанести порез? Он оставляет ожоги?

Нет, не может. Одной из причин, по которым лазер не сможет этого сделать – это использование СО2. Луч не может проникнуть через воду, которая входит в состав кожных покровов. Другой причиной является то, что мощность пучка быстро рассеивается. В качестве эквивалентного примера – стрельба из дробовика по мишеням при расстоянии в километр. Если и получится получить порез, то кровь в ней сразу запечётся.

Шаг 7: Галерея

Различные предметы, что были сделаны с помощью лазера.

Спасибо за терпение! ЧПУшных Вам самоделок!

(A-z Source)


ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About alexlevchenko
Ценю в людях честность и открытость. Люблю мастерить разные самоделки. Нравится переводить статьи, ведь кроме того, что узнаешь что-то новое - ещё и даришь другим возможность окунуться в мир самоделок.

mozgochiny.ru

Лазерный резак/гравер своими руками

 Перевел SaorY для mozgochiny.ru

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

 


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)


ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

About SaorY

mozgochiny.ru

Насколько реально сделать станок лазерной резки гравировки? - Лазерные технологии

Задача:

порезка и гравировка нержавеющей стали от 0,5 до 2 мм

черной стали до 2 мм.

собственно для корпусов всяких разных.

Локальная задача оценить стоимость постройки данного станка.

1. какая необходима мощьность лазера?

2. связанный с первым, какую технологию лазера выбрать, пока склоняюсь к готовому волоконнику, ибо в физической оптике очень слаб, познания на уровне описательных. даже пока не разобрался как рассичтать линзы. собственно не занимался, но думаю разберусь походу. Понимаю что спектр поглощения будет зависеть от материала, как замечали некторые в соседних ветках, что СО2 дает ИК спектр, интенсивность которого должна быть выше для порезки чем к примеру красного лазера, догадываюсь что лазер источник узкополосный очень источник (по частоте). Когерентность думаю влияет мало, а поляризация для меня пока мрачно не представляю как она может влиять на физику процесса. На сайте ИРЭ Полюс даны что у итербиевых лазеров случайная поляризация.

 

по оптоволоконнику, есть вопросы по адаптеру, или как оно там называется. и головке с защитным стеклом, продувочным устройством и прочее.

пока не понимаю чего там примерно должно быть.

 

3. Как сделать транспортировку луча, как я понял есть варианты 1 - зеркала, 2 непосредственно оптоволокном.

 

если луч можно будет таскать в волокне, то тогда вопрос в стойкости волокна, к излому на сколько его хватит?

 

планирую раскрой 1000 * 1500 стол у который ездит на направляющих поперек 1500 мм тоесть суммарное перемещение стола 1 метр

портал неподвижно закреплен и головка будет перемещаться, на 1500 мм.

таскать лист считаю небольшой проблемой опилки будут вылетать вдоль полосы под координатой 1500 мм.

 

если на зеркалах то незнаю как это сделать.

 

 

по расходникам есть вопросы, я так понял что просто лазер жгет не очень, на больших толщинах используется кислород для выпаливания разогретого металла.

нужен ли газ для резки моих толщин?

или к примеру защитный газ наоборот против окисления?

 

какие могут быть расходы, для определения потребностей? или где про это почитать.

и самый большой вопрос как настроить это все дело, потому что глянуть на лазер думаю одного разу хватит. и потом через дорогу буду за ручку переходить.

на сколько эффективны очки защитные?

или лучше сделать ретрансляторы типа очков мониторов, с видеокамерами ?

www.chipmaker.ru

Как сделать лазерный резак своими руками для резьбы по дереву и металлу

Превратите лазерную указку в режущий лазер с излучателем от пишущего DVD! Это очень мощный (245 мВт) лазер, к тому же он идеально подходит по размеру к указке MiniMag.

Обращаем ваше внимание на то, что не все лазерные диоды (не все модели DVD или CD-RW) подходят для изготовления данного лазерного резака.

ОСТОРОЖНО! Как вы знаете, лазеры могут быть опасны. Никогда не наводите указатель на живое существо! Это не игрушка и обращаться с ним как с обычной лазерной указкой нельзя. Другими словами, не используйте его на презентациях или в игре с животными, не разрешайте детям играть с ним. Это устройство должно находиться в руках здравомыслящего человека, который осознает и отвечает за потенциальную опасность, которую представляет собой указатель.

Обращайтесь с лазерным излучением с крайней осторожностью. Любое попадание в глаза, за счёт преломления в хрусталике успевает выжечь несколько клеточек в глазу. Прямое попадание вызовет потерю зрения. Опасен также отражённый от зеркальной поверхности луч. Рассеянный не так опасен, но остроты зрению всё равно не добавляет.

С лазерным резаком можно проводить интересные опыты. Зажигание спичек не самый эффектный вариант. Можно прожигать бумагу, можно дистанционно лопать воздушные шарики на демонстрациях. Желательно шарик тёмного цвета, зелёный или синий, красный не лопается.

Сфокусированный луч оставляет на пластмассе чёрного цвета довольно глубокую борозду, а в прозрачном оргстекле в точке фокуса появляется небольшое пятно белого или зеркального цвета. Если такой диод приделать к головке графопостроителя, то можно гравировать на оргстекле.

Далее приводится подробная информация о том, как сделать лазерный резак своими руками. Будьте внимательны и осторожны!

Для начала вам понадобится неисправный DVD-RW (с неисправной механикой а не лазером). Хотя ломать можно не каждый DVD, к примеру Samsung вообще не подходят, там диоды бескорпусные и кристалл у него ничем не защищён, выводится из строя простым прикосновением к торцу.

Для изготовления лазерного резака своими руками лучше всего подходят приводы LG, только у разных моделей разные по мощности диоды.

Мощность установленного диода можно определить по такой характеристике привода: надо посмотреть с какой скоростью он пишет двухслойные диски, если на десятой, то мощность диода сто восемьдесят - двести, если на шестнадцатой - двести пятьдесят - двести семьдесят.

Если в наличии нет неисправного DVD-привода, то для начала попробуйте приобрести отдельно лазер на радиорынке. Если не получится тогда приобретаем неисправный DVD у старьевщиков.

Далее выкручиваете шурупы из DVD-привода, снимите крышку. Под ней вы обнаружите узел привода каретки лазера.

Хотя DVD-приводы отличаются, в любом есть две направляющие, по которым движется каретка лазера. Снимите шурупы, освободите направляющие и выньте каретку. Отсоедините разъемы и плоские шлейфы-кабели.

Вынув каретку из привода, начните разбирать устройство с раскручивания шурупов. Мелких шурупов будет много, поэтому запаситесь терпением.

Отсоедините кабели от каретки. Там может быть два диода, один для чтения диска (инфракрасный диод) и собственно красный диод, с помощью которого осуществляется прожиг. Вам нужен второй.

К красному диоду с помощью трех шурупчиков прикреплена печатная плата. Используйте паяльник для АККУРАТНОГО снятия 3 шурупов.

Вы сможете проверить диод с помощью двух пальчиковых батареек с учетом полярности. Вам придется вытащить диод из корпуса, который будет отличаться в зависимости от привода. Лазерный диод — очень хрупкая деталь, поэтому будьте предельно аккуратны.

Так должен выглядеть ваш диод после «освобождения».

Снимите наклейку с корпуса купленной лазерной указки AixiZ и раскрутите корпус на верхнюю и нижнюю части. Внутри верхней располагается лазерный диод (5 мВт), который мы заменим. Я использовал нож X-Acto и после двух легких ударов, родной диод вышел. Вообще-то при подобных действиях диод может повредиться, но я и ранее умудрялся этого избежать. Используя очень маленькую отвертку, выбил излучатель.

я использовал немного термоклея и аккуратно установил новый DVD диод в корпусе AixiZ. Плоскогубцами я МЕДЛЕННО давил на края диода по направлению к корпусу до тех пор, пока он не встал заподлицо.

Убедитесь в том, что полярность диода определена правильно до того, как вы его установите и подключите питание! Возможно, вам придется укоротить проводки и настроить фокусировку луча.

Лазерную указку установите в подходящий фонарик на две батарейки. Вставьте батарейки (AA) на место, закрутите верхнюю часть фонарика (рассеиватель), включая вашу новую лазерную указку! Оргстекло необходимо удалить из отражателя. Внимание!! Лазерные диоды представляют опасность, поэтому не наводите луч на людей и животных.

electro-shema.ru

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *