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.

Лазерная резак своими руками

Резка металла с помощью лазера – самая передовая и современная технология, но и самая дорогостоящая. Ее основное преимущество – это луч, с неограниченными возможностями. Лазерная резка металла своими руками дает возможность резать заготовки в любых направлениях, при этом кромки реза будут аккуратными, и им не требуется дальнейшая обработка. К тому же лазерный луч монохромен, то есть, у него четкая и строгая длина волны (она фиксированная) и постоянная частота. Это дает возможность легко его сфокусировать даже обычными линзами.

Итак, оборудования для лазерной резки по металлу – вещь недоступная многим, слишком дорогое это удовольствие. Поэтому домашние умельцы выходят из положения, используя различные уже почти ненужные предметы, из которых и изготавливают самодельный прибор. Вариантов изготовления лазерных резаков своими руками много, один из них основан на использовании лазерной указки, о нем и пойдет речь.

Изготовления самодельного лазерного резака

Для сборки резака понадобятся:

• лазерная указка;
• фонарик;
• CD/DVD-RW – не обязательно новый, главное, чтобы у него работал лазер с приводом;
• инструменты: паяльник и отвертки.

Обратите внимание, что для сборки аппарата лазерной резки требуется пишущий DVD. Его необходимо разобрать и найти каретку с лазером, который пишет и считывает информация с компактного диска. Рядом с кареткой должен находиться красный диод. Его также надо демонтировать при помощи паяльника, потому что он припаян к схеме в плато. Кстати, с диодом надо обращаться аккуратно, встряхивать его, ронять, ударять и так далее нельзя.

Теперь вот какой момент – лазерный резак (он же диод) потребляет больше тока, чем диод лазерной линейки. Поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы этого тока было больше. Здесь несколько вариантов, но так как был приготовлен фонарик, то будут для питания диода использоваться его батарейки. Батарейка в лазерной указке меньше, и она одна.

Теперь можно переходить к сборке лазерного резака.

• Разбирается лазерная указка.
• Из нее извлекается свой диод, а на его место устанавливается диод, демонтированный из DVD.
• Теперь необходимо провести подключение к новому более мощному источнику питания. Для этого переднюю часть указки устанавливают в фонарик, сняв с него предварительно линзу. Она закрепляется на приборе при помощи прижимной гайки, накручиваемой по резьбе.
• Диод подключается проводами от клемм, которые соединяются с батарейками. Здесь важно не перепутать полярность подключения.
• В принципе, все готово. Лазерный миниатюрный резак можно использовать.

Конечно, им резать металл не получится, а вот бумага, полимерные пленки м прожигаются. Даже спички таким приспособлением можно поджигать.

Лазер для резки металла

Добавив несколько приборов к выше используемым, можно изготовить более мощный прибор, почти в 500 раз мощнее. Добавляются:

• оптически коллиматор – это устройство, с помощью которого создается световой поток из параллельных пучков;
• конденсаторы 100пФ и 100мФ;
• один резистор сопротивлением 2-5 Ом.

Из радиодеталей вместе с диодом собирается драйвер, который будет выводить резак на необходимую мощность. Оптический коллиматор снабжен местом, куда можно установить диод, и это его большое преимущество. То есть, вместо лазерной указки в этой установке используется коллиматор. К тому же указка изготавливается из пластика, и в процессе резки ее корпус будет сильно нагреваться. Это приведет к ее короблению, да и охлаждаться сама установка будет плохо.

Вся остальная сборочная технология точно такая же, как и в предыдущем случае. Необходимо отметить, что диод – элемент очень чувствительный, поэтому необходимо с него перед использованием снять статическое электричество. Это можно сделать с помощью антистатического браслета. Если в наличии браслета нет, то можно на диод намотать тонкую проволочку, которая и будет отводить от детали статику.

Полезные советы

Изготовление лазера своими руками для резки металла требует определенных действий, которые отражаться на его качественной дееспособности. В первую очередь нужно протестировать собранный драйвер. Для этого придется найти еще один точно такой же диод. Его присоединяют к устройству и тестируют мультиметром. 300-350 мА – это норма для многих самодельных аппаратов. Но если есть необходимость поднять мощность всего агрегата, то лучше, если мультиметр покажет 500 мА. Правда, для такого резака придется собирать другой драйвер, поддерживающий данную величину тока.

Не забываем и об эстетической стороне вопроса. Вариантов корпуса можно придумать разные. К примеру, светодиодный маленький фонарик. Рекомендуется готовый прибор хранить в специальном чехле, чтобы линза оптического коллиматора не покрылась пылью. Кстати, такой резак может вызвать у соответствующих правоохранительных органов много вопросов, поэтому не стоит его носить с собой в кармане.

Необходимо отметить, что мощность диода зависит от тока, а не от напряжения. При повышении последнего превышается норма яркости свечения диода, а это приводит к разрушению резонатора в конструкции диода. То есть, источник света перестает нагревать, что необходимо ля лазерного резака. Он просто светится, как обычная лампочка. Температуры также влияют на работоспособность диода. При низких температурах его производительность возрастает, при высоких выходит из строя резонатор.

Конечно, говорить о том, что этот лазерный резак будет в домашних условиях резать толстые заготовки, не приходиться. Но тонкую жесть или алюминиевую фольгу он резать будет точно. Такие установки пригодятся дизайнерам, которые из различных ненужных предметов делают разные дизайнерские аксессуары. К примеру, из алюминиевой банки из-под пива можно сделать необычный светильник.

Поделись с друзьями

2

0

1

1

Резак по металлу лазерный и самодельный ручной: как изготовить своими руками

Давайте так: лазерный резак по металлу – это как мужские часы. Крутой и уникальный инструмент, необходимый современному мужчине, имеющем собственный гараж и умеющими что-то делать своими руками.

Этот инструмент можно сделать своими руками. Это нетрудно, если выполнять необходимые правила и инструкции. Мощность самодельного лазерного ножа выйдет не бог весть какая, но при необходимости ее можно увеличить несколькими способами.

Конечно, у вас не выйдет инструмента для промышленных нужд, но для бытовых домашних работ ваш вполне подойдет.

Найти указку

Во-первых, вы сможете обойтись подручными материалами, то есть вам не придется ничего специально покупать в магазине. Самое главное – найти старую лазерную указку.

Дополнительно вам понадобятся:

• отвертки разного калибра;
• матрица с лазерным приводом из бывшего в употреблении DVD-ROM;
• фонарь, имеющий питание от аккумуляторных батареек;
• паяльник.

С большой осторожностью и максимальной тщательностью разбираем лазерную указку и дисковод. Сначала нужно достать привод из компьютерного дисковода.

Важный нюанс: это привод должен быть не только читающим, но и пишущим. Такими свойствами обладают все приводы современных компьютеров, так что перед тем, как разобрать, уточните модель и характеристики привода.

Лазерный резак по металлу.

Второй шаг – найти и вытащить диод красного цвета, с помощью которого производится запись на диске в виде прожигания. Вынимается этот диод просто: нужно паяльником распаять крепления.

Все действия проводите с нежностью и осторожно: диоды и прочая мелочь, связанная с ними – вещи хрупкие и готовые испортиться при малейшей возможности. Снизить риск поломки просто. Для этого достаточно диод поменять на красную лампочку из провода DVD.

Теперь начинаем делать корпус резака из припасенного фонарика и аккумуляторных батареек, которые понадобятся . Использование фонарика позволит вам произвести компактную и комфортную для работы модель.

Не забудьте удалить из него защитное стекло, так как оно может стать преградой для лазерного луча в дальнейшем.

Важнейший момент при изготовлении корпуса – правильный выбор полярности тока.

Теперь нужно запитать диод с помощью его подключения к зарядке для аккумуляторных батареек.

В качестве финального шага и перед началом работ делаем проверку:

• крепка ли фиксация в зажимах и фиксаторах;
• полярность устройства;
• направление и фокус луча.

Что можно делать вашим резаком?

Не забывайте, что ваш новый самодельный не способен резать толстый металл – это ему попросту не под силу. Но вы можете усилить инструмент для выполнения работ с практически любым металлом, если это необходимо.

Чертеж плазменной резки металла.

Предварительно вам нужно будет запастись конденсатором, потому что нож с усиленной мощностью ни в коем случае нельзя будет включать в сеть напрямую. Поэтому сначала ток должен выходит на конденсаторы и только потом на батарейки.

Повысить мощность можно с помощью дополнительных резисторов. Добавочную мощность ваш нож получит от использования так называемого коллиматора, который служит для концентрации и скапливания лазерного луча.

Коллиматоры стоят очень недорого и продаются в любом отделе электрооборудования.

В случае повышения мощности одновременно повышается никому не нужная статичность. Она легко ликвидируется с помощью намотки алюминиевой проволоки вокруг диода.

Теперь нужны измерения: меряем силу тока на концах резака после их подключения к диоду. Показатели регулируются, самый подходящий диапазон – от 300 до 500 мА.

Зачем возиться?

Гаджет крутой и нужный. Но дорогой. Зато резак по металлу своими руками смастерить несложно даже для новичков. Так что мотивация заняться реализацией наших советов налицо.

Давайте-ка лучше разберемся с принципами действия лазерного ножа, это пригодится всем: тем, кто его купил и тем, кто сделал его своими руками.

Главный герой – сфокусированный лазерный луч, который благодаря направленности и излучению действует, к примеру, на металл. Сам луч чрезвычайно узкий – диаметр у него очень маленький. Благодаря этому срезы на заготовках отличаются высочайшей точностью.

Глубина прорезывания зависит лишь от мощности инструмента. Здесь, конечно, выигрывают профессиональные заводские модели с высокими показателями углубления. Что же касается нашего самодельного лазерного ножа, то глубина здесь доступна на уровне 10 – 30 мм.

Схема работы газового резака.

Резаки по металлу подразделяются на три вида:

Твердотельные резаки

Выполнены из специального стекла или светодиодов кристаллического состава. Это относительно дешевые модели, выпускаются и используются в промышленности.

Волоконные лазерные ножи

В этом случае используется оптическое волокно, вследствие чего эти модели очень эффективны с точки зрения глубины резки. По сути действия напоминают твердотельные устройства – близкие родственники. Но более эффективные и дорогие по цене.

Газовые резаки

Используемые газы – азот, углекислый газ, может быть гелий. Данные модели значительно эффективнее двух предыдущих видов. Они режут все – от полимеров и резины до самых «трудных» металлов.

установка с твердотельным диодом, ручной co2 резак

Для лазерной резки используется фокусирующая линза, собирающая лазерные лучи на поверхности материала для последующего плавления. В то же время резак по металлу сдувает расплав материалов, заставляя лазерные лучи и материалы совершать относительные движения вдоль определенного пути и формируя определенную форму режущего шва.

Применение лазерной резки

Основываясь на отечественном применении, лазерная резка широко используется с низкоуглеродистой сталью толщиной менее 12 мм, листами из нержавеющей стали толщиной менее 6 мм и неметаллическими материалами толщиной менее 20 мм. Что касается резки трехмерных пространственных кривых, то она ограниченно используется в автомобильной и авиационной промышленностях.

С точки зрения точности и шероховатости поверхности разрезов, лазерная резка не может превышать электрообработку аналогичной мощности, а также лазером трудно достичь толщины резки плазмой. Этот усовершенствованный метод обработки уже заменил и продолжает заменять некоторые традиционные технологии резки, особенно электрическую сварку. Очевидные преимущества технологии резки лазером по сравнению с другими методами:

• Возможно собрать лазер для резки металла своими руками на основе твердотельного диода.
• Небольшая ширина разреза (обычно 0,1−0,5 мм).
• Высокая точность (общее отклонение центра отверстия составляет 0,1−0,4 мм, а отклонение контура — 0,1−0,5 мм).
• Хорошая шероховатость поверхности разреза (обычно Ra 12,5−25 мкм).
• Режущие поверхности могут быть сварены без дальнейшей обработки.
• Высокая скорость резания. Например, мощность лазера для резки металла 2 кВт при резке углеродистой стали толщиной 8 мм позволяет получить скорость обработки 1,6 м / мин, а при резке нержавеющей стали толщиной 2 мм — 3,5 м / мин, с малой площадью термического воздействия и крошечной деформацией.
• Безопасный станок и чистое рабочее место. Это значительно улучшает рабочую среду оператора.

Работать своими руками лазерным резаком по дереву опасно, так как режущая головка без проблем прожигает основную заготовку и повреждает опорную поверхность.

Заготовки, подходящие для резки лазером, обычно подразделяются на три категории:

1. Детали из листового металла, которые не подходят для производства с технической и экономической точек зрения, особенно низкоуглеродистая сталь со сложной формой контура в малых партиях и толщиной менее 12 мм, а также нержавеющая сталь толщиной менее 6 мм. Готовыми продуктами являются: элементы лифта, панели лифтов, станки и оборудование, все виды электрических шкафов, распределительные шкафы, детали текстильных машин, детали машиностроительной техники, большие листы из кремнистой проволоки и т. д.
2. Нержавеющая сталь (общая толщина < 3 мм) или неметаллические материалы (общая толщина < 20 мм), такие как изображения, логотипы, шрифты, используемые в украшениях, рекламе, сфере услуг. Готовая продукция: образцы художественных фотоальбомов, логотипы компаний, организаций, гостиниц и торговых центров, а также указатели на станциях, доках и других общественных местах.
3. Специальные детали, требующие ровной резки лазерным гравером. Типичной заготовкой является плита, используемая в упаковочной и полиграфической промышленности, для которой требуется разрезать прорезь шириной от 0,7 до 0,8 мм на деревянной матрице толщиной 20 мм, затем вставить лезвие в паз и отрезать различные упаковочные коробки с печатными рисунками.

В сантехнике лазерная резка используется в масляной фильтровальной трубе, чтобы предотвратить попадание осадка в насос и обрезание лучом шириной < 0,3 мм на трубах из легированной стали, имеющих толщину стенки 6−9 мм. Вместо лазерной резки бумаги в домашних условиях, лучше использовать ручной резчик с водяным охлаждением.

Особенности самодельного резака

Параметры лазерного луча, производительность и точность оператора, направляющего CO2-лазер своими руками или системы ЧПУ напрямую влияют на эффективность и качество лазерной резки. Основные технологии должны быть освоены и решены для деталей с высокой точностью резания или большей толщиной.

Технология управления фокусом

При резке плотность энергии лучей высока, обычно > 10 Вт / см2. Поскольку плотность энергии прямо пропорциональна радиусу излучаемого пятна, диаметр пятна должен быть как можно меньше, чтобы получить узкий пучок. Диаметр фокального пятна также прямо пропорционален фокусной глубине объектива. Чем меньше фокусная глубина, тем меньше диаметр фокусного пятна.

При резке расплавленный материал разбрызгивается и объектив легко получает недопустимые повреждения. Поэтому высокомощная резка лазером производится при фокусном расстоянии 127 ~ 190 мм. Фактический диаметр фокального пятна оптоволоконного лазера составляет от 0,1 до 0,4 мм. Для высококачественной резки эффективная фокусная глубина также связана с диаметром линзы и срезанным материалом. Например, при резке углеродистой стали с 12-сантиметровой линзой фокусная глубина находится в пределах фокусного расстояния +2%, что составляет около 5 мм.

Учитывая качество резания, скорость резания и другие факторы, как правило, для металлического материала < 6 мм фокус находится на поверхности; для углеродистой стали > 6 мм фокус — над поверхностью; для нержавеющей стали > 6 мм фокус находится под поверхностью, а конкретный размер должен определяться экспериментально.

Определение фокуса

Существует три простых метода определения местоположения фокуса в производстве:

1. Метод печати. Сделайте режущую головку перемещающейся сверху вниз, используйте лазерный луч на одной пластиковой пластине, сравнивая с минимальным диаметром выплавленного материала.
2. Метод наклонной пластины. Установка пластиковой пластины при формировании определенного наклона к вертикальной оси, что делает ее горизонтальной, при этом самый маленький лазерный луч будет там, где находится фокус.
3. Метод синей искры (только для волоконных лазеров). Удалите сопло, продуйте воздух, подставьте пластину из нержавеющей стали, перемещайте режущую головку сверху вниз до тех пор, пока синяя искра не достигнет своего предела. Чем больше диаметр падающего пучка, тем меньше диаметр фокусного пятна.

Управления воздушным потоком

Когда лазер разрезает сталь, кислород и сфокусированный лазерный луч направляются через сопло к обрабатываемым материалам для образования потока. Основное требование к воздушному потоку состоит в том, что поток воздуха в месте разреза должен быть плотным, а скорость высокая, чтобы достаточное окисление обеспечило достаточную экзотермичность материала в месте обработки. В то же время необходим достаточный импульс для продувки расплавленного материала. Поэтому, помимо мощности лазерного луча и точности управления, дизайн сопла и управление потоком воздуха также являются решающими факторами качественной резки.

Сопла, используемые при лазерной резке, представляют собой правильный конус с небольшим отверстием наверху, а значит, при необходимости его можно изготовить самому с помощью наковальни и листовой стали.

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.

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.

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