Лазерный гравер своими руками: материалы, сборка, установка программного обеспечения

Лазерные станкиВ — отличное решение для производства самой разнообразной продукции: отВ простых коробок доВ гравировки подробной графики наВ дереве или создания сложных трехмерных объектов.

ВВ этом руководстве для начинающих рассмотрим основы работы лазерного резака, примеры того, что можно сделать сВ помощью лазера, иВ как создавать дизайны для лазерной резки или гравировки.В 

Лазерные станкиВ — что это?

Лазерный резакВ — это машина сВ компьютерным управлением, которая использует лазерный луч для точной резки или гравировки материала. ЛазерВ — В сильно сфокусированный, усиленный световой луч, который заставляет материал локально гореть, плавиться или испаряться. Тип материала, который может разрезать лазер, зависит отВ типа лазера иВ мощности конкретной машины.

Есть разные виды лазерных станков. ВВ этом руководстве особое внимание уделяется газовым машинам и, вВ частности, лазерным станкамВ CO2, поскольку этот тип чаще всего используется любителями иВ малым бизнесом. КВ другим типам относятся, например, волоконные или кристаллические лазеры, которые вВ основном используются вВ промышленности.

Станки для лазерной резки CO2 способны резать иВ гравировать широкий спектр неметаллических материалов, таких как дерево, бумага, акрил, текстиль иВ кожа.В 

Как работает лазерный станок?

ВВ станке для лазерной резки CO2 лазерный луч создается вВ трубке, заполненной газом CO2. Далее сВ помощью зеркал иВ линз лазерный луч направляется наВ лазерную головку иВ фокусируется наВ поверхности материала. Двигатели сВ электронным управлением перемещают лазерную головку, чтобы вырезать или выгравировать желаемую форму наВ материале заготовки. Форма определяется входным файлом, который может быть векторным или растровым изображением.

image

Когда лазер попадает наВ материал, очень небольшая область нагревается заВ очень короткий период времени, вВ результате чего материал плавится, сгорает или испаряется.

image

Что можно делать сВ помощью лазерного станка?

ВВ целом, лазерный станок может выполнять три задачи: резка, гравировка иВ маркировка.

Резка. Когда лазерный луч проходит через материал заготовки, онВ создает разрез. Лазерная резка обычно очень точная иВ чистая. Внешний вид обрезанных кромок зависит отВ материала. Например, кромки обрезной древесины обычно имеют более темный коричневый цвет, чем исходная древесина. Края акрила неВ меняют цвет иВ после лазерной резки имеют красивый глянцевый блеск.

Прорезь уВ лазерного резака очень маленькая. Термин пропил относится кВ ширине канавки, сделанной воВ время резки. Это зависит отВ материала кВ материалу, аВ также отВ конкретных настроек лазера. Для многих материалов пропил составляет отВ 0,05В мм (0,002 дюйма) доВ 0,5В мм (0,02 дюйма).

Гравировка. Лазерный луч удаляет части верхнего материала, ноВ неВ прорезает весь материал, формируя наВ поверхности надпись или рисунок.

Маркировка.В Лазер неВ удаляет материал, а, например, меняет цвет материала. НаВ резчиках сВ CO2-лазером маркировка вВ основном используется при работе сВ металлами. Маркировочный раствор (например, CerMark или Enduramark) наносится наВ поверхность заготовки. После высыхания маркировочного раствора выполняется гравировка. Тепло отВ лазера связывает раствор сВ металлом, вВ результате чего остается стойкая метка.

Какие материалы можно вырезать или гравировать лазером?

Станки сВ CO2-лазером способны резать иВ гравировать самые разные материалы. Однако есть иВ материалы, которые нельзя обрабатывать. Это может быть связано сВ тем, что лазер неВ вВ состоянии прорезать материал или сВ образованием токсичных газов. Также нельзя использовать легковоспламеняющиеся материалы.

ВВ зависимости отВ мощности иВ других характеристик используемой машины максимальная толщина материала, который можно разрезать, будет варьироваться. Мощность лазерных резаков измеряется вВ ваттах. Типичные уровни мощности находятся вВ диапазоне отВ 30 доВ 120В Вт. Лазеры сВ большей мощностью вВ основном используются только вВ промышленном секторе.

Материал Резка Гравировка Примечание
вњ“ вњ“ В 
Фанера вњ“ вњ“ Лазеры могут сВ трудом разрезать фанерные листы сВ наружным клеем.
МДФ вњ“ вњ“ В 
Пробка вњ“ вњ“ В 
Картон вњ“ вњ“ В 
Бумага вњ“ вњ“ В 
Кожа вњ“ вњ“ Для достижения наилучших результатов используйте растительное дубление.
Фетр вњ“ вњ“ В 
Хлопок вњ“ вњ“ В 
Акрил (оргстекло) вњ“ вњ“ В 
Делрин (ПОМ, ацеталь) вњ“ В 
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) (вњ“) (вњ“) Края плохо плавятся. Возможность легкого возгорания.
Полипропилен вњ“ вњ“ Возможно расплавление.
Гранит В  вњ“ В 
Мрамор В  вњ“ В 
Каменная плитка В  вњ“ В 
Керамика, фарфор В  вњ“ В 
Стекло В  вњ“ В 
Нержавеющая сталь В  вњ“
Алюминий В  вњ“

Есть материалы, которые нельзя обрабатывать лазером, потому что это приведет кВ образованию токсичных газов или пыли, которые также могут повредить машину. Эти материалы включают (ноВ неВ ограничиваются ими):

  • кожа иВ искусственная кожа, содержащая хром (VI);
  • углеродные волокна (Карбон);
  • поливинилхлорид (ПВХ);
  • поливинилбутирал (ПВБ);
  • политетрафторэтилены (ПТФЭ / тефлон);
  • оксид бериллия;
  • любой материал, содержащий галогены (фтор, хлор, бром, йод иВ астат), эпоксидные или фенольные смолы.

Как создать дизайн для лазерной резки или гравировки?

Большинство лазерных резаков CO2 работают такВ же, как иВ обычные струйные принтеры. Лазерный резак поставляется соВ специальными драйверами, которые преобразуют изображение сВ компьютера вВ формат, который может считывать лазерный резак.

При работе сВ лазерными резаками важно знать разницу между векторнымиВ иВ растровыми изображениями. Оба типа файлов изображений можно обрабатывать, ноВ растровые изображения можно использовать только для гравировки, ноВ неВ для резки.

ВВ векторном изображении все линии иВ цвета хранятся вВ виде математических формул. Растровые изображения основаны наВ пикселях. Это означает, что изображение состоит изВ множества маленьких квадратов. Векторные изображения можно увеличивать без потери качества, вВ тоВ время как растровые изображения начинают «пикселизироваться» при определенном увеличении.

Типы векторных файлов: SVG, EPS, PDF, DXF, DWG, CDR (CorelDRAW), AIВ (Adobe Illustrator)

Типы растровых файлов: JPG, PNG, GIF.

ВыВ можете использовать программное обеспечение поВ вашему выбору, если экспортируете файл вВ подходящем формате. Ниже приведены несколько примеров программного обеспечения для графического дизайна.

2D-дизайн:

  • Inkscape;В 
  • QCAD;
  • CorelDRAW;
  • Adobe Illustrator;
  • AutoCAD.

3D-дизайн:

  • Autodesk Fusion 360;
  • Blender;
  • FreeCAD;
  • Tinkercad;
  • Solidworks;
  • Onshape.

Общие настройки

Первое, что следует учитывать,В — это размер вашего материала / максимальный размер, который может вместить рабочая зона. Это определяет максимальный размер вашего дизайна.В Цветовой режим должен быть установлен наВ RGB. Для обозначения разных процессов обычно используются разные цвета. Например, красный цвет может использоваться для всех частей, которые будут вырезаны, аВ черныйВ — для гравировки.

Создание файла для лазерной резки

Как объяснялось ранее, воВ время операции резки лазер направляет непрерывный луч наВ материал, чтобы разрезатьВ его. Чтобы знать, где резать, лазерному станку нужен векторный путь вВ качестве входного файла.

Лазер будет вырезать только векторную графику сВ минимально возможной толщиной линий (это зависит отВ используемого программного обеспечения). Любая другая графика, например сплошные фигуры или более толстые линии, неВ будет вырезана.

При вырезании текста или других сложных форм следует учитывать, что несвязанные средние частиВ — например, внутренняя часть буквы «О»В — выпадут. ВВ зависимости отВ желаемого дизайна выВ можете предотвратитьВ это. Для текста выВ можете, например, использовать трафаретный шрифт, вВ котором все внутренние части букв соединены сВ внешними частями.

Создание файла для лазерной гравировки

При лазерной гравировке можно различить векторную гравировку иВ растровую гравировку. Векторная гравировка вВ основном аналогична резке сВ той лишь разницей, что для гравировки мощность меньше, так что лазер просто удаляет части материала, аВ неВ прорезает.

Для растровой гравировки входным файлом может быть либо векторный файл, либо растровое изображение. ВоВ время растровой гравировки изображение гравируется лазером линия заВ линией, пиксель заВ пикселем. Этот процесс аналогичен тому, как струйный принтер наносит чернила, ноВ вместо нанесения чернил материал удаляется лазерным лучом.

Гравировка подходит как для простых форм, так иВ для сложных изображений. Для гравировки фотографии необходимо преобразовать вВ изображения вВ градациях серого.

Как пользоваться лазерным станком?

Когда ваш дизайн будет готов, настало время для последнего шагаВ — резки наВ лазере. Лазерные резакиВ — очень мощные машины. СВ ними можно творить великие вещи, ноВ они также потенциально опасны, поэтому сначала небольшое предупреждение.

Перед использованием лазерного резака всегда сначала убедитесь, что выВ прочитали иВ поняли все инструкции поВ технике безопасности, которые прилагаются кВ нему. Кроме того, имейте вВ виду, что эта длина волны CO2-лазера находится вВ инфракрасной части светового спектра, поэтому она невидима для человеческого глаза. Красная точка, которую выВ видите наВ многих станках наВ поверхности материала,В — это всего лишь вспомогательное средство позиционирования, аВ неВ лазерный луч, который наВ самом деле выполняет резку.

Подготовка

Прежде всего, убедитесь, что ваш материал помещается вВ рабочую зону лазерного резака, иВ при необходимости отрежьте его поВ размеру. Кроме того, будьте готовы сделать несколько пробных надрезов или гравюр, иВ принести сВ собой запасной материал.

Вам неВ обязательно нужны дополнительные инструменты при работе сВ лазерным станком, ноВ всеВ же могут пригодиться:

  • универсальный нож: для резки материала, который неВ был полностью прорезан лазерным резаком, или для резки бумаги иВ картона поВ размеру;
  • малярная лента: используйте ееВ для маскировки поверхности вашего материала, чтобы предотвратить появление пятен отВ ожогов;
  • рулетка / штангенциркуль: для измерения размеров иВ проверки правильности размеров конечных объектов.

Настройки

Четыре наиболее важных параметра лазерного резакаВ — это мощность, скорость, частота иВ расстояние фокусировки.

Мощность: определяет выходную мощность лазера. Обычно можно установить отВ 0 доВ 100% (максимальная мощность). Большая мощность используется для резки толстых материалов, аВ меньшая мощность используется для гравировки иВ резки тонких материалов, таких как бумага.

Скорость: определяет скорость движения лазерной головки. Для гравировки иВ резки тонкого материала скорость обычно устанавливается близкоВ кВ максимальной. Частота (Гц, PPI): параметр частоты указывает количество лазерных импульсов вВ секунду. Частота полностью зависит отВ используемого материала. Например, резка поВ дереву лучше всего выполняется при частоте отВ 500 доВ 1000 Гц, аВ для акрила рекомендуется отВ 5000 доВ 20000 ГцВ для достижения гладкой кромки.

Фокус:В как объяснялось ранее, внутри лазерной головки есть фокусирующая линза. Точка фокусировки (где лазерный луч наиболее тонкий) для большинства применений должна находиться наВ поверхности материала или немного ниже. Для этого материал должен находиться наВ определенном расстоянии отВ линзы. Точное расстояние зависит отВ типа используемой фокусирующей линзы.

Многие лазерные машины имеют моторизованную платформу, которую можно перемещать вверх иВ вниз для установки расстояния фокусировки. ВВ качестве альтернативы необходимо вручную отрегулировать положение поверхности материала.

Итак, теперь, когда уВ вас есть базовое представление оВ доступных настройках, выВ можете спросить себя, как найти правильные настройки для конкретно ваших проектов? Хорошей отправной точкой является руководство поВ эксплуатации лазерного резака. Часто выВ найдете предлагаемые настройки для многих материалов. Если выВ работаете сВ совместно используемым лазером вВ рабочем пространстве, обычно есть списки сВ доступными рекомендуемыми настройками.

Чтобы найти идеальные настройки для вашего материала, может потребоваться несколько попыток. Всегда изменяйте только один параметр вВ процессе тестирования. Например, начните сВ мощности, проверяя разные значения сВ шагом 5-10%. Когда выВ будете довольны своими результатами, неВ забудьте записать свои настройки для использования вВ будущем.

Опубликовано: 01-04-2021

Лазерные граверы – что это?

Лазерный гравер (Лазерно-гравировальный станок с ЧПУ) – уникальное и многофункциональное оборудование, его основными задачами являются раскрой и гравировка (маркировка) материала. Уникальность этого оборудования заключается в разнообразии обрабатываемого материала – стекло, акрил, дерево, пластик, шпон, ткань, кожа, резина, картон, искусственный камень и многое другое.

Лазерно-гравировальные станки появились около 25 лет назад и тут же получило широкое распространение, быстро выйдя за пределы своей основной области применения – деревообработки.  Мощное и точное, безопасное и высокоскоростное оборудование будет незаменимым на любом производстве.

Что такое ЧПУ?

ЧПУ числовое программное управление – проще говоря, на оборудовании такого типа установлено программное обеспечение упрощающее процесс работы на нем. Задача оператора – выбрать рисунок для гравировки, установить его размеры и уточнить материал для работы – дальше станок начнет производить гравировку по заданным параметрам.

Почему лазер?

Не просто так выражение «лазерное» стало означать что-то мощное и точное. Лазер – энергия светового потока, живой пример точности излучения.

Сочетание лазера, оптики, компьютера и автоматизированного контроля в одной машине гарантируют высокий результат обработки, и повышает эффективность производства, относительно использования механической техники.

Вот несколько причин, почему стоит выбрать именно лазерный гравер:

  • Возможность использовать материал любой твердости.
  • Максимальная точность при раскрое и гравировке.
  • Закрытый корпус обеспечивает полную безопасность оператора.
  • Современный и понятный интерфейс.
  • Практически безотходное производство.

Как выбрать подходящий лазерно-гравировальный станок?

Существует несколько вариантов комплектации лазерно-гравировальных станков, в зависимости от поставленной задачи могут меняться такие показатели, как: площадь рабочей поверхности, мощность лазера и лазерной трубки.

Поэтому не стоит спешить с выбором лазерно-гравировальных станков, наша компания поможет учесть все нюансы при выборе оборудования и подобрать правильную комплектацию, исходя из запросов Вашего производства для максимальной эффективности и желаемого результата.

Цена на лазерное оборудование зависит от технических характеристик, мощности и производительности. Поэтому приобрести себе лазерный станок могут абсолютно все, как большое производство, так и любитель для хобби.

Как наносится лазерная гравировка?

В лазерном оборудовании свет от излучателя проходит через линзу и приобретает окончательную фокусировку. Сформированный лазерный пучок обладает высоким содержанием энергии, которая может проникнуть в любой материал. Лазерный пучок благодаря высокой температуре испаряет материал в месте соприкосновения, оставляя на поверхности полость нужного Вам размера и глубины.

Для того чтобы лазер не прожег насквозь гравируемый материал, необходимо правильно подобрать его мощность.Лазерная гравировка хорошо видна на поверхности и не деформируется со временем.

Из чего состоит лазерный гравировальный станок ЧПУ?

  • Координатный стол

Координатный стол лазерного станка предназначен для точного позиционирования фокусирующего элемента относительно изделия.

Для точного и плавного перемещения подвижных элементов, на станину  установлены направляющие. От их качества зависит долговечность лазерно-гравировального станка и нагрузка на приводящую часть конструкции. В качестве привода, передающего усилие с моторов на подвижные части, могут выступать как зубчатые ремни, так и шарико-винтовые пары. Портал движется по рельсовым направляющим за счет ременной передачи, приводимой в движение от микрошагового двигателя.

По порталу перемещается каретка с системой фокусировки, которая движется за счет ременной передачи от микрошагового двигателя, закрепленного на правой стороне портала.

  • Летающая оптика

Для попадания лазерного излучения в заданную точку, на подвижных частях координатного стола установлена система зеркал. Чтобы   энергия луча не рассеялась, зеркало изготовлено из специального материала и отполировано с высокой точностью, либо покрыто составом, уменьшающим рассеяние. После того, как первое, неподвижное зеркало отразило луч, он попадает на второе, подвижное зеркало, отразив луч, оно снова меняет его траекторию под прямым углом, направляя лазерный луч к третьему зеркалу, которое, отражает его в фокусирующий элемент – линзу. В зависимости от мощности излучающего элемента диаметр луча на выходе из него может   достигать десяти миллиметров. Линза фокусирует энергию луча в  пятно диаметром всего в две десятые миллиметра. Вся энергия, излученная лазерной трубкой, оказывается в этом крохотном пятнышке.

Ламеливый стол
  • Рабочий стол

Является подъемным (в стандартной комплектации станка он поднимается вручную, в других автоматизирован), спереди и сзади станка расположены окна для протяжки материала (сквозной стол) – обратите внимание, что не все станки  имеют сквозной стол.

Разновидности рабочих столов:

Алюминиевые ламели являются приоритетным столом для лазерной резки и гравировки. Материал можно положить на меньшее количество ламелей, что будет уменьшать контакт материала с обратной стороны и минимизировать метки, которые будут отражаться от ламелей. Ламели в отличие от сотового стола оставляют метки с тыльной стороны материала намного меньше.

Сотовый стол

Сотовый стол используется для резки мелких элементов, тканных и других материалов. (поставляется опционально)

Игольчатый стол

Игольчатый стол используется как дополнительное оборудование в качестве опорной (контактной) поверхности при сквозной резке листовых материалов. Состоит из основания и выступающих из него тонких заостренных металлических стержней (иголок). (поставляется опционально)

  • Лазерная трубка (лампа)

Лазерная трубка представляет собой стеклянную колбу, имеющую 3 внутренние полости. Внутренняя и внешняя полость заполнены смесью газов СO2-N2-He, средняя полость предназначена для охлаждения лазерной трубки водой. На краях внутренней полости есть электроды (Анод и Катод), на которые подаётся электрический ток с блока высокого напряжения. При подаче тока происходит лазерное излучение.

  • Блок высокого напряжения (Блок накачки).

Это блок питания лазерной трубки, который создаёт заряд с высоким напряжением, что позволяет лазерной трубке сгенерировать лазерный луч.

Позволяет срабатывать механизму поджига. Он поднимает напряжение до того момента, пока не начнется разряд (то есть, пока ток не потечет от катода к аноду).

Основные характеристики тока, передаваемого от блока высокого напряжения к лазерной трубке — это напряжение и сила тока.

Напряжение (кВ) — это работа по переносу электрического заряда от катода к аноду. У различных лазерных трубок различное необходимое напряжение для розжига. У лазерных трубок есть характеристика «Напряжение розжига» и «Рабочее напряжение». «Напряжение розжига» — это та работа, которая позволяет «соединить» катод и анод лазерной трубки, чтобы от катода к аноду потёк ток. После того, как соединение установилось, напряжение уменьшается, и лазерная трубка работает на пониженном напряжении, называемом «Рабочим напряжением».

Сила тока (мА) — это количество заряда, переносимого за 1 единицу времени. Увеличение силы тока увеличивает количество заряда, переносимое по лазерной трубке.

  • Воздушный компрессор

Идет в комплекте с любым лазерным станком. Обеспечивает продувку места реза. Для получения поверхности реза с минимумом следов горения.

  • Система вытяжки

В стандартную конфигурацию станка входит вытяжной вентилятор, воздушный насос,  гофро-рукава. Гофро рукав подключается к общей вытяжке для устранения задымления или выходит в окно.

  • Система охлаждения

Водная система охлаждения. В стандартной комплектации  станка предусмотрена водная система охлаждения. Процесс охлаждения лазерной лампы очень важен, т. к. защищает лампу от перегрева и от быстрого выхода из строя. Вода циркулирует и отводит тепло. Циркуляцию воды обеспечивает погружная помпа, входящая в комплект поставки станка. Следует отметить, что рядом со станком всегда должен располагаться контейнер с дистиллированной водой (объем не менее 15 литров), в который погружается помпа, подключенный при помощи шланга к лазерной трубке.

Существует дополнительная система охлаждения — Чиллер. Он продлевает ресурс работы лазерного гравировального станка.

  • Программное обеспечение лазерного станка и контроллер .

Система управления лазерного станка — это его мозг. Именно она обрабатывает загруженный в её память файл, управляя двигателями, лазером и периферическими устройствами.

  • Дополнительная опция в виде поворотного устройства.

Поворотное устройство — это специальный механизм, устанавливаемый на лазерный станок с ЧПУ, который предназначен для поворота заготовок на различные углы при обработке. Поворотное устройство заменяет токарный агрегат и состоит из цилиндрического подвижного зажима, закрепленного на станине лазерного станка, и упор — центратора (задней бабки), перемещающийся на салазках. Поворотная ось движется при помощи шагового двигателя.

 

Примеры работы лазерно-гравировального станка:

     
Гравировка  

Резка

 
 
 
     
 

Какие материалы может обрабатывать и резать лазерный гравировальный станок ЧПУ ?

Бумага и картон
 
Фанера
 
Дерево
 
МДФ И ДСП
Мех
 
Ткань
 
Кожа и кожзам
 
Акриловое стекло
ПЭТ
 
Полистирол
 
Монолитный поликарбонат
 
Паронит
Резина
 
Двухслойные пластики, Rowmark
 
Аллюминий, латунь
 
Камень, мрамор, гранит

Обратившись в Группу Компаний «Элемент», Вы гарантированно получите высококачественные консультации по лазерно-гравировальным станкам с чпу. Заказать оборудование, уточнить стоимость и другую необходимую информацию можно позвонив по телефону +7 (499) 229-19-69, или оставив заявку на нашем сайте.

Ознакомится с ассортиментом наших лазерных маркеров и их техническими характеристиками Вы можете в каталоге.

Сборка лазера для установки на станок с ЧПУ

Сборка лазера для установки на станок с ЧПУ

В этой статье рассмотрим сборку и установку лазера для выжигания на станок серии “Моделист”.

В качестве лазера используется лазерная указка с заявленной мощностью 3Вт. 

1. Изготовление крепления лазера

Печатаем пластиком на станке или 3Д принтере крепление лазера , рисунок 1.

Рисунок 1. Изготовление крепления лазера для установки на гравировально-фрезерный станок Моделист.

2. Снимаем с лазерной указки отсек аккумуляторов и вместо него накручиваем напечатанное крепление к фрезерному станку, рисунок 2. 

рисунок 2. Установка крепления к станку на лазерную указку.

3. В качестве источника питания используем блок питания DC-DC: вход 3,2-40В, выход 1,5-35В (3A), рисунок 3

Рисунок 3 Блок питания лазера

4. Для управления лазером понадобится объединить два таких источника, для обеспечения возможности переключения двух рабочих режимов: режим выжигания и режим настройки.

Рисунок 4. Двух режимный модуль питания лазера

5. Сборка общей схемы управления лазером.

Напряжение питания для модулей DC-DC берем с общего блока питания станка, подключив его к клеммам 24В

Сигнал включения лазера берем с контроллера управления настольным фрезерным станком, контакт RY1, рисунок 5

Рисунок 5. Подключение лазера к 3х осевому контроллеру управления фрезерным станком.

6. Устанавливаем лазер на станок, рисунок 6

Рисунок 6 Установка лазера на настольный грваировально-фрезерный станок Моделсист3040.

7. Выжигаем

ещё пример

Видео выжигания на настольном фрезерном станке Моделист3040

Видео резки бумаги лазером на станке Моделит3040

Видео выжигания векторного рисунка на гравировально-фрезерном станке Моделист3040

Статья по подготовке изображения для выжигания лазером

Сферы применения оборудования с ЧПУ

Правильнее даже задать по-другому — Почему лазерный станок не подходит для выжигания красивых портретов?

Поработав с лазерными ЧПУ станками и посмотрев работы разных фирм на данном оборудование, сделали один единственный вывод, что он хорошо подходит исключительно для задач связанных с написанием текстов, орнаментов и подобного векторного изображения, но никак не для фотографий (растрового изображения).

Так как мы ставили цель при создании Пиропринтера выжигать именно портреты, то мы отказались от использования лазера в качестве выжигающего элемента на станке.

Эксперимент выжигания на лазерном станке и на нихромовом ЧПУ выжигателе

Мы провели этот эксперимент для того, что бы не быть голословным и показать, почему нам не нравятся портреты на лазерных станках. Мы взяли фотографию ребенка, которая перед этим была минимально обработана (т.е. переведена в черно-белые тона и поднята контрастность изображения). Подготовленный файл загружался один и тот же в программу и для выжигания на нихромовом станке и на лазерном. Перед выжиганием ни одна из фанерок не была обработана растворами, только прошлись шлифмашинкой.

Для выжигания на лазерном станке использовалась программа РИБС, она лучше всего дает возможность выжечь растровое изображение на лазерном станке, в программе РИБС для этого много возможностей настроить.

На фото ниже: показана сначала работа на лазерном станке, а потом на нихроме.

По фотографии видно, что на лазере меньше полутонов, чем на нихроме. И картинка на нихроме за счет этого получается более живая, т.к. виден объем лица и передано большее количество полутеней. На лазерном станке за счет отсутствия полутеней лицо плоское, а попытки создать полутени в районе подбородка делают ощущение легкой небритости на лице ребенка.

Оба портрета для сравнения формата А4, на лазере портрет выжигался — 5 часов, на нихроме — чуть меньше двух часов.

Если посмотреть фото приблизив, то видно, что на лазерный станок пытался создать полутени. Но так как лазер полутени создает уменьшением или увеличением количеством точек на площадь. То в итоге, при близком рассмотрении, все это становится хорошо видно.

Четыре основных момента, из-за которых лазерный ЧПУ не подходит для выжигания фотографий:

1. Полутени и способ их создания

Сложность для лазерных ЧПУ выжечь красиво растровое изображение заключается в том, что это он не делает нормальных полутонов. Полутона создаются все теми же точками. А лицо и волосы человека создаются красиво именно за счет большого количества полутеней на изображении. В данном случае лазерный станок при помощи уменьшения количества точек на 1 квадратный мм делает часть изображения светлей или темней. То есть вместо того что бы сделать просто тон выжженой поверхности светлее, он ставит не 20 черных точек рядом к примеру, а 10 точек. За счет уменьшения количества точек создается образ человека, который получается узнаваем и даже портрет может быть симпатичным, но только при условии если на него смотреть издалека. При близком рассмотрении сразу стает видно выжигание точками.

На этой картинке выжигание совершено на лазерном ЧПУ. Тут видно за счет чего создавались полутона.

Нихромовый ЧПУ работает построчно и меняет время соприкосновения с поверхностью, за счет чего изображение получается с полноценными переходами теней и света.

2. Скорость выжигания

Выжигание растровых изображений лазером происходит долго, вернее очень долго, если сравнивать с работой нихромом. Особенно после того как мы усовершенствовали станок и программу, для выжигания нихромом, получилось увеличить скорость выжигания почти в 2 раза.

Когда говорят о скорости выжигания лазера, то обычно приводят расчет выжигания текста или векторного изображения, а это естественно не портрет и выжигать с той же скоростью портрет лазерный станок не будет.

Для примера, что бы быть объективным нихромом выжигание формата А4 происходит за 1,5-2 часа. На скриншоте человек пишет о 7 часах выжигания (не имеем права показать всю картинку).

3. Свечение от самого Лазера

Если говорить о диодных лазерах, то их свечение не такое страшное. Но нужно заранее представлять яркость свечения, особенно если хотите временно или постоянно поставить ЧПУ в своей квартире. От свечения лазера нужно защищать глаза специализированными очками. Без очков велик и риск того, что зрение резко упадет на нет, но глаза сильно перенапрягаются от постоянного мерцания лазера, а это точно вредно для зрения. По практике знакомых не получается всем в квартире одеть очки на время работы ЧПУ, особенно если в квартире есть дети или животные.

Если говорить о лазерах с трубкой СО2, на них портреты получаются еще хуже, чем на диодных. И это уже масштабные профессиональные станки, которые точно лучше брать только те, что закрываются крышкой и только для резки или глубокой фрезеровки.

4. Дым

Про дым от лазера многие пишут. То, что касается дыма, то его при выжигании лазером очень много. Поэтому вариант поставить такой станок в квартире лучше взвесить несколько раз. Для такого станка требуется вытяжка, которая будет отсасывать дым с выводом его на улицу. Лучше при выжигании на лазере на все время процесса гравировки и минут 10 хотя бы после — открывать окно. Для регионов с холодными зимами, это может быть невозможным — сильно выстудится вся квартира.

Мы живем на Урале и для нас даже открыть окно на улицу зимой на 2-3 часа выжигания, это уже сурово. А если выжигание идет 10 часов, то так и полностью в уличную одежду можно будет одеваться начать на время выжигания.

По габаритам лазерные станки можно подобрать такие же, как и нихромовые. В этом плане разницы по станкам нет ни какой.

P.S. У нихромового ЧПУ есть свои другие минусы, как например, непереносимость сильного сквозняка. Но эти минусы решаемы и самое главное что нихромовый станок на выходе дает качественно выжженый рисунок. Мы например не ставим выжигать станок под кондиционером и около вентилятора.

P.S.S. Что можно сказать в конце данной темы. Выбирайте станок в зависимости от вашей задачи. Вы же не будете покупать шуруповёрт, для того что бы сделать отверстие, хотя даже возможно шуруповерт с этим с трудом, но справится. Вы будете для того, чтобы делать отверстия покупать дрель или перфоратор. Тут то же самое, это разные станки заточенные под разные функции. И если один из станков имеет возможность плоховатенько, но сделать то же самое задание, не стоит брать такое оборудование чисто под данную задачу. Тем более по ценам качественные лазерные станки и станок на нихроме примерно одинакового стоят.

ВСТУПЛЕНИЕ

В предыдущей статье я описал опыт сборки и наладки гравера из китайского набора. Поработав с аппаратом, понял, что в моей лаборатории он будет не лишним. Задача поставлена, буду решать.

На горизонте два варианта решения – заказ набора в Китае и разработка собственной конструкции.

НЕДОСТАТКИ КОНСТРУКЦИИ С ALIEXPRESS

Как и писал в предыдущей статье, набор оказался вполне работоспособным. Практика работы со станком выявила следующие недостатки конструкции:

  1. Плохо проработана конструкция каретки. На видео в предыдущей статье это хорошо заметно.
  2. Ролики подвижных узлов крепятся на панелях винтами М5 и связаны с панелью только с одной стороны. При этом, как ни затягивай винты, остается люфт.

ПЛАСТИКОВЫЕ ДЕТАЛИ

Поскольку каркас из станочного профиля вполне достойный, устранить выявленные недостатки получилось переработав пластиковые детали.

Держатель лазера я достаточно хорошо описал в предыдущей статье. Также в конструкцию я добавил дополнительную деталь, связывающую все четыре ролика на правой и левой панелях. Деталь позволила исключить люфты при перемещении панелей.

Все детали имеют достаточно простые формы и не требуют поддержек и других сложностей при печати.

Набор пластиковых деталей в интернет-магазине немного отличается от представленных в статье – представлены модернизированные детали. Усилены втулки под ролики, добавлены упоры гаек.

Модели пластиковых деталей из статьи доступны для печати:

https://www.thingiverse.com/thing:2703455

ДЕМОНСТРАЦИЯ РАБОТЫ

Работу гравера и его внешний вид можно оценить в следующем видео.

КОНСТРУКЦИЯ ГРАВЕРА

Каркас гравера построен на станочном алюминиевом профиле 20х40. Детали, несущие подвижные части гравера выполнены на 3D принтере. Подвижные части перемещаются на стандартных роликах. Каретка, несущая лазерный модуль позволяет регулировать высоту лазера над рабочим столом, что позволяет фокусировать мощность лазерного луча в достаточно большом диапазоне.

Сборка конструкции показана в формате 3D PDF.

СБОРКА

Конструкция весьма простая. По этой причине много времени и мучений на сборку не уйдет, если соблюдать рекомендованную последовательность сборки.

ШАГ 1. КАРКАС

Как описано выше, каркас построен из конструкционного профиля 20х40. Для скручивания профиля между собой используются внутренние уголки.

image

На более длинных деталях в центральных отверстиях торцов нарезана резьба для монтажа ножек и боковых панелей (на средней по длине).

image

Каркас скручивается на уголках, короткими деталями внутрь. На данном этапе не стоит до конца затягивать винты – сделать это лучше после установки ножек.

image

Ножки крепятся на винтах в четырех точках. Это сделано для того, чтобы каркас собирался без возможных перекосов.

image

Для начала потребуется закрепить все четыре ножки, снова не до конца затягивая крепеж.

image

Теперь необходимо найти максимально ровную поверхность! Выставить все детали таким образом, чтобы каркас “стоял” плотно, не играя на поверхности.

image

Протягиваем все крепежи, начиная с внутренних уголков и контролируя возможные перекосы угольником.

image

ШАГ 2. ПРАВАЯ ПАНЕЛЬ

Перед сборкой правой панели на вал двигателя необходимо установить гибкую муфту.

image

Затем необходимо прикрутить шаговый двигатель через проставку из пластика.

Положение кабельного вывода и проставка хорошо видны на рисунке ниже.

ШАГ 3. ЛЕВАЯ ПАНЕЛЬ

Для сборки левой панели потребуется только запрессовать подшипник в отверстие.

Я постарался исключить операцию склеивания. Для этого “пустил волну” по поверхности отверстия для установки подшипника. По этой причине необходимо с усилием вдавить подшипник.

ШАГ 4. МОНТАЖ ЛЕВОЙ ПАНЕЛИ

Для монтажа потребуются следующие детали.

Сначала потребуется установить верхние ролики.

Затем установить сборку на профиль.

И закрепить нижние ролики. На рисунке хорошо видно, что крепежные отверстия винтов для крепления роликов имеют ход в несколько миллиметров. Это сделано для того, чтобы верхние и нижние ролики можно было хорошо стянуть на профиле, исключив люфт. Единственное, действовать потребуется аккуратно и не перетянуть. В этом случае шаговому двигателю потребуется излишнее усилие для перемещения панелей.

ШАГ 5. МОНТАЖ ПРАВОЙ ПАНЕЛИ

Для монтажа потребуются следующие детали.

Сначала потребуется установить верхние ролики.

Затем установить сборку на профиль и установить нижние ролики. Дальнейший монтаж идентичен монтажу левой панели.

После протягивания винтов потребуется проконтролировать ход панели. Она должна перемещаться достаточно легко и при этом отсутствовать люфт.

ШАГ 6. МОНТАЖ НАПРАВЛЯЮЩЕЙ КАРЕТКИ

Для передачи движения по оси Y в данной конструкции используются обе панели. Для того, чтобы не задействовать 2 шаговых двигателя, крутящий момент на левую панель передается через вал, диаметром 5мм. После подготовки деталей приступаем.

Сначала устанавливается связующий вал и зажимается стопорными винтами гибкой муфты.

При установке необходимо проконтролировать, чтобы не были забыты шкивы. Жестко крепить их в данный момент нет необходимости. При натягивании ремней потребуется регулировка.

ШАГ 7. КАРЕТКА

Сборка каретки детально рассмотрена в предыдущей статье…

Сборка не представляет особого труда.

ШАГ 8. МОНТАЖ КАРЕТКИ НА НАПРАВЛЯЮЩУЮ

Для начала потребуется собрать все необходимые детали.

Все операции монтажа идентичны операциям монтажа панелей.

ШАГ 9. МОНТАЖ РЕМНЕЙ

Ремни притягиваются винтами под гайки профиля. Потребуется по-месту отрезать 3 ремня и подготовить крепеж.

Для начала край ремень располагается в нише профиля зубом вниз. После этого устанавливается гайка. Для установки гайки потребуется усилие.

Во время натягивания ремня потребуется выставить положение шкива. Шкив выставляется так, чтобы на всем ходу ремень как можно меньше притирался к боковым граням шкива.

Для установки ремня направляющей каретки лучше приподнять ее как показано на рисунке ниже, поскольку гайки все же лучше установить в нишу с торца.

После направляющая опускается на штатное место.

Перед затягиванием второго “хвоста” ремня необходимо убедиться, что ремень натянут достаточно сильно.

На этом сборка механики завершается.

КОНТРОЛЛЕР

Описание контроллеров для управления гравером я планирую подготовить в отдельной статье. Следите за публикациями!

НАБОР ДЛЯ СБОРКИ И ЛАЗЕРНЫЙ ГРАВЕР ПОД КЛЮЧ

С декабря 2017 в интернет-магазине доступны наборы деталей лазерного гравера, описанного в статье. Информация доступна в интернет-магазине.

ВАША ПОДДЕРЖКА ПОМОЖЕТ АКТИВНЕЙ РАБОТАТЬ НАД БЛОГОМ, ПУБЛИКОВАТЬ БОЛЬШЕ СТАТЕЙ, КОТОРЫЕ, В СВОЮ ОЧЕРЕДЬ, ПОМОГУТ ВАМ РЕАЛИЗОВЫВАТЬ ИНТЕРЕСНЫЕ ПРОЕКТЫ.

СПАСИБО ЗА УЧАСТИЕ В ЖИЗНИ БЛОГА!

ЯНДЕКС WEBMONEY QIWI PAYPAL

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий