Насколько реально сделать станок лазерной резки гравировки?

Технические характеристики

Этот лазерный гравер оснащен 1,8 Вт 445 нм лазерным модулем, конечно, это ничто по сравнению с промышленными лазерными резаками, которые используют лазеры более 50 Вт. Но для нас будет достаточно и этого лазера. Он может вырезать бумагу и картон, и может выгравировать все виды древесины или изделия из фанеры. Я еще не тестировал другие материалы, но уверен, что он может наносить гравировку на многие другие поверхности. Сразу зайду наперед и скажу, что он имеет большое рабочее поле размером около 500×380 мм.

Кому под силу сделать такой лазерный станок? Каждому, не важно, вы инженер, юрист, учитель или студент, как я! Все, что вам необходимо – терпение и большое желание получить действительно качественный станок.

Мне потребовалось около трех месяцев, чтобы спроектировать и построить эту гравировальную машину, в том числе я около месяца ждал детали. Конечно, такую работу можно выполнить и быстрее, но мне всего 16 лет, поэтому работать я мог только на выходных.

Как сделать лазерный резак по дереву своими руками

Преимущества использования лазерного резака в деревообработке

Устройства, осуществляющие резку с помощью лазера, весьма экономичны, так как потребляют минимум энергии в процессе работы. Кроме того, это оборудование обладает целым рядом других достоинств:

• высокий КПД;
• отсутствие в процессе резки пыли и стружки; дерево просто испаряется, не оставляя после себя никаких следов;
• небольшой вес лазерных установок; благодаря этому значительно облегчается транспортировка оборудования, появляется возможность использовать на разных участках производства;
• практически полное отсутствие шума в процессе работы; если вы слышали, какие звуки издает пилорама, то обязательно оцените это преимущество лазерного резака;
• возможность применения резака для гравировки;
• высокая точность реза; она обеспечивается использование числового программного управления лазерным оборудованием;
• отсутствие вибрации.

Резать с помощью лазера можно не только дерева. В зависимости от мощности, устройство справляется с обработкой стекла, пластмассы, керамики и даже металлических листов, профильных изделий, труб.

К недостаткам лазерного резака относят невозможность обрабатывать ламинированные древесно-стружечные плиты, а также выделение в атмосферу вредных токсичных веществ при работе с полимерными материалами.

Конструкция лазерного резака

Чтобы собственноручно изготовить лазерный резак, необходимо знать конструкцию этого устройства. Она состоит из нескольких ключевых элементов:

1. Излучатель, который может быть твердотельным, газовым или волоконным. Своими руками можно изготовить только первый вариант.
2. Механизм, который формирует излучение и передает его на обрабатываемые детали. Он же отвечает и за охлаждение оборудования.
3. Рабочий стол, на котором осуществляется обработка дерева. Входит в конструкцию только мощных стационарных устройств.
4. Система управления, которая позволяет регулировать параметры работы оборудования.

В ручном резаке используются только излучатель, коллиматор и источники питания. Поэтому данное устройство вполне можно изготовить самостоятельно.

Как сделать резак по дереву

Ниже мы приведем два способа изготовления самодельного лазерного резака. Чтобы реализовать любой из вариантов, потребуется старый DVD-ром с записывающей головкой, указка и металлический корпус от аккумуляторного фонаря.

Первый способ

Он позволяет сделать очень простой резак, которого будет вполне достаточно для резки тонких деревянных заготовок или создания гравюр. Изготавливается устройство таким образом:

1. Аккуратно разбираем оптический привод и указку. Из DVD-rom нужно извлечь красный диод, который затем устанавливается в верхнюю часть указки.
2. Вставляем модернизированный лазер в корпус от фонарика. Предварительно из него нужно вытащить стекло и лампу.
3. Подключаем провода, вставляем аккумуляторы и проверяем работоспособность устройства.

Второй способ

Используя его, вы сможете создать более мощное оборудование, которое подойдет для резки дерева, пластика и металла. Изготавливается оно следующим образом:

1. Разбираем заранее подготовленные фонарик, лазерную указку и DVD-привод.
2. Создаем печатную плату с конденсаторами, емкость которых составляет 100 мкФ и 100 пФ, а также с резистором. Достаточно простая схема позволит регулировать мощность устройства.
3. Вместо стекла фонарика устанавливаем линзу, которая будет исполнять роль коллиматора – собирать световые лучи в узконаправленный пучок.
4. Подсоединяем провода и монтируем аккумуляторные батареи.
5. Проверяем наш самодельный лазер, измеряем силу тока амперметром или мультиметром, после чего регулируем ее в зависимости от обрабатываемых материалов.

В процессе изготовления как первого, так и второго лазерного резака по дереву важно надежно закреплять все компоненты – диод, аккумуляторы, линзу и прочее.

Провода подключаются к батарейному отсеку со строгим соблюдением полярности, чтобы исключить короткое замыкание. Кроме того, работая с уже готовым устройством, обязательно соблюдайте правила техники безопасности.

Не подставляйте руки под лазерный луч, чтобы исключить ожоги, старайтесь не допускать падения устройства или сильного удара по нему.

Источник: https://SpecInstrumenta.ru/poleznye-sovety/kak-sdelat-lazernyj-rezak-po-derevu-svoimi-rukami.html

Нужные материалы для сборки

Понятно, что вы не сможете сделать лазерный гравер, не имея нужных деталей, поэтому я составил спецификацию с почти всем необходимым для его изготовления. Практически все детали куплены на Aliexpress, потому что это дешево, и есть бесплатная доставка для большинства товаров. Другие детали, такие как обработанные стержни и листы МДФ (можно сделать из фанеры), были куплены в местном строительном магазине. Лазер и драйвер лазера были заказаны на ebay. Я попытался найти самые низкие цены для всех деталей (не включая доставку).

Было потрачено много времени, прежде чем я пришел к этому дизайну. Сначала я сделал несколько других, но именно этот был действительно самым красивым из всех остальных. Первым делом я нарисовал все детали в графическом редакторе и распечатал их в натуральном размере. Весь гравер я собираю из листов МДФ толщиной 18 мм и 12 мм. Выбор пал на этот дизайн также потому что можно было легко прикрепить ось Z и инструмент, превратив наш станок в фрезерный.

Конечно, я мог бы сделать другой, более простой дизайн … Но нет! Хотелось чего-то особенного!

Устройство и принципы работы

Любое лазерное устройство состоит из следующих узлов:

• источника энергии;
• рабочего органа, продуцирующего энергию;
• оптоусилителя, оптоволоконного лазера, системы зеркал, усиливающих излучение рабочего органа.

Лазерным лучом точечно создается нагрев и плавление материала, а после продолжительного воздействия — его испарение. В результате шов выходит с неровным краем, испаряющийся материал осаждается на оптике, что сокращается срок ее эксплуатации.

Для получения ровных тонких швов и удаления паров используют технику выдувания инертными газами или сжатым воздухом продуктов расплава из зоны воздействия лазера.

Заводские модели лазеров, оборудованные высококлассными материалами, могут обеспечить хороший показатель углублений. Но для бытового использования у них слишком высокая цена.

Модели, изготовленные в домашних условиях, способны врезаться в металл на глубину 1-3 см. Этого хватит, чтобы изготовить, например, детали для декорирования ворот или заборов.

Лазерная резка металла

В зависимости от используемой технологии резаки бывают 3-х видов:

• Твердотельные. Компактны и удобны в использовании. Активный элемент – кристалл полупроводника. У моделей с малой мощностью вполне доступная цена.
• Волоконные. В качестве элемента излучения и накачки используется стекловолокно. Достоинствами волоконных лазерных резаков являются высокий КПД (до 40%), длительный срок эксплуатации и компактность. Так как при работе выделяется мало тепла, нет нужды в установке системы охлаждения. Можно изготавливать модульные конструкции, позволяющие объединять мощности нескольких головок. Излучение транслируется по гибкому оптоволокну. Производительность таких моделей выше твердотельных, но их стоимость дороже.
• Газовые. Это недорогие, но мощные излучатели, основанные на использовании химических свойств газа (азота, углекислого газа, гелия). С их помощью можно варить и резать стекло, резину, полимеры и металлы с очень высоким уровнем теплопроводности.

Это интересно: Самодельный гриндер – делаем ленточно-шлифовальный станок своими руками

Процесс сборки

Распечатав чертежи, у меня появились детали, которые необходимо было собрать в кучу. Первое, что я сделал, – это установил дверь корпуса электроники с левой стороны и замок с петлей (дверца устанавливается без трудностей, поэтому я сделал это в первую очередь. Чтобы собрать корпус для электроники, я использовал множество L-образных железных скоб с отверстиями под саморезы. Если корпус планируется изготавливать из фанеры, то предварительно необходимо просверлить в ней также отверстия под саморезы.

Принцип работы

Макет, заготовка обрабатывается при помощи луча, который на поверхности материала выглядит как пятно, диаметр которого несколько микрон. Луч образуется благодаря линзе, которая устанавливается на незначительном расстоянии от базовой части детали. Луч перемещается благодаря приводу, который заранее запрограммирован на технические параметры обрабатываемого элемента. Чаще всего при обработке дерева используются:

• Газовый, с диаметром луча в 10 микрон, образованный при помощи газовой трубки.
• Твердотельный лазер. Диаметр луча в 1 микрон создается при помощи неодимового стекла.

Выводы

Это, пожалуй, и вся информацию, которую он нам донес, но это довольно неплохая инструкция для тех, у кого есть мечта собрать собственноручно хороший самодельный лазерный станок для домашних и хоббийных целей.

Сама сборка лазерного гравера не особо затратная, поскольку количество деталей минимально, да и стоимость их не особо высока. Самыми дорогими деталями являются, наверное, шаговые двигатели, направляющие и, конечно же, детали самой лазерной головки с системой охлаждения.

Именно этот станок заслуживает особого внимания, поскольку не каждый лазерный гравер позволяет быстро устанавливать на 3 ось фрезерную машинку и превращать станок в полноценный ЧПУ фрезер.

В заключение хочется сказать: если вам действительно хочется самому собрать качественный станок ЧПУ своими руками, который будет служить верой и правдой долгие годы, не нужно экономить на каждой детали и пытаться сделать направляющие ровнее заводских или заменять ШВП на шпильку с гайкой. Такой станок работать хоть и будет, но качество его работы и постоянная настройка механики и программного обеспечения просто расстроит вас, заставив пожалеть о потраченном на него времени и средствах.

Электроника для самодельного лазерного ЧПУ станка

В станках с ЧПУ важнейшую роль играет электронная начинка. Она должна обеспечить управление прибором с компьютера путем выдачи команд шаговым двигателям и руководства траекторией движения рабочего органа. Для этого необходима управляющая программа, которая обеспечит подачу нужных команд на контроллер в форме G-кодов. Обязательно устанавливается порт LPT.

Важно! Для восприятия команд и распределения их по шаговым двигателям в контроллере располагается управляющая плата. Популярностью пользуется стандартная плата KY-2012 (5 Axis CNC Breakout Board for Stepper Motor Driver с DB25 Cable). Часто станки делаются на базе Arduino.