Arduino лазерный резак. Самодельный лазерный гравер

Многие из тех домашних умельцев, которые в своей мастерской занимаются изготовлением и декоративным оформлением изделий из древесины и других материалов, наверняка задумывались над тем, как сделать лазерный гравер своими руками. Наличие такого оборудования, серийные модели которого стоят достаточно дорого, позволяет не только наносить на поверхность обрабатываемого изделия сложнейшие рисунки с высокой точностью и детализацией, но и осуществлять лазерную резку различных материалов.

Самодельный лазерный гравер, который обойдется значительно дешевле, чем серийная модель, можно изготовить даже в том случае, если вы не обладаете глубокими знаниями в электронике и механике. Лазерный гравер предлагаемой конструкции собирается на аппаратной платформе «Ардуино» (Arduino) и имеет мощность 3 Вт, тогда как у промышленных моделей этот параметр составляет не менее 400 Вт. Однако даже такая невысокая мощность позволяет использовать данный аппарат для резки изделий из пенополистирола, пробковых листов, пластика и картона, а также выполнять качественную лазерную гравировку.

Необходимые материалы

Для того чтобы самостоятельно изготовить лазерный гравер на Arduino, потребуются следующие расходные материалы, механизмы и инструменты:

• аппаратная платформа Arduino R3;
• плата Proto Board, оснащенная дисплеем;
• шаговые двигатели, в качестве которых можно использовать электромоторы из принтера или из DVD-плеера;
• лазер, мощность которого составляет 3 Вт;
• устройство для охлаждения лазера;
• регулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
• транзистор MOSFET;
• электронные платы, при помощи которых осуществляется управление двигателями лазерного гравера;
• выключатели концевого типа;
• корпус, в котором можно разместить все элементы конструкции самодельного гравера;
• зубчатые ремни и шкивы для их установки;
• шарикоподшипники различных типоразмеров;
• четыре деревянных доски (две из них с размерами 135х10х2 см, а две другие – 125х10х2 см);
• четыре металлических стержня круглого сечения, диаметр которых составляет 10 мм;
• болты, гайки и винты;
• смазочный материал;
• стяжки-хомуты;
• компьютер;
• сверла различного диаметра;
• циркулярная пила;
• наждачная бумага;
• тиски;
• стандартный набор слесарных инструментов.

Электрическая часть самодельного лазерного гравера

Основным элементом электрической схемы представленного устройства является лазерный излучатель, на вход которого должно подаваться постоянное напряжение со значением, не превышающим допустимых параметров. Если не соблюсти данное требование, лазер может просто сгореть. Лазерный излучатель, используемый в гравировальной установке представленной конструкции, рассчитан на напряжение 5 В и силу тока, не превышающую 2,4 А, поэтому настройка регулятора DC-DC должна быть выполнена на силу тока 2 А и напряжение до 5 В.

Транзистор MOSFET, который является важнейшим элементом электрической части лазерного гравера, необходим для того, чтобы, получая сигнал от контроллера «Ардуино», включать и выключать лазерный излучатель. Электрический сигнал, вырабатываемый контроллером, является очень слабым, поэтому воспринимать его, а затем отпирать и запирать контур питания лазера может только транзистор MOSFET. В электрической схеме лазерного гравера такой транзистор устанавливается между плюсовым контактом лазера и минусовым регулятора постоянного тока.

Шаговые электродвигатели лазерного гравера подключаются через одну электронную плату управления, что обеспечивает синхронность их работы. Благодаря такому подключению зубчатые ремни, приводимые в движение несколькими двигателями, не провисают и сохраняют стабильное натяжение в процессе своей работы, что обеспечивает качество и точность выполняемой обработки.

Следует иметь в виду, что лазерный диод, используемый в самодельной гравировальной установке, не должен перегреваться.

Для этого необходимо обеспечить его эффективное охлаждение. Решается такая задача достаточно просто: рядом с диодом устанавливают обычный компьютерный вентилятор. Чтобы исключить перегрев плат управления работой шаговых электродвигателей, рядом с ними также размещают компьютерные кулеры, так как обычные радиаторы с такой задачей не справляются.

Фотографии процесса сборки электросхемы

Фото-1 Фото-2 Фото-3
Фото-4 Фото-5 Фото-6

Процесс сборки

Самодельный гравировальный станок предложенной конструкции – это устройство челночного типа, один из подвижных элементов которого отвечает за перемещение по оси Y, а два других, спаренных, – за перемещение по оси X. За ось Z, которая также оговаривается в параметрах такого 3D-принтера, принимается глубина, на которую осуществляется прожиг обрабатываемого материала. Глубина отверстий, в которые устанавливаются элементы челночного механизма лазерного гравера, должна составлять не менее 12 мм.

Рамка рабочего стола – размеры и допуски

Фото-1 Фото-2 Фото-3
Фото-4 Фото-5 Фото-6

В качестве направляющих элементов, по которым будет перемещаться рабочая головка лазерного гравировального устройства, могут выступать алюминиевые стержни диаметром не менее 10 мм. Если найти стержни из алюминия не представляется возможным, для этих целей можно использовать стальные направляющие такого же диаметра. Необходимость применения стержней именно такого диаметра объясняется тем, что в таком случае рабочая головка лазерного гравировального устройства не будет провисать.

Изготовление подвижной каретки

Фото-1 Фото-2 Фото-3

Поверхность стержней, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов для лазерного гравировального устройства, надо очистить от заводской смазки и тщательно отшлифовать до идеальной гладкости. Затем на них следует нанести смазывающий состав на основе белого лития, который улучшит процесс скольжения.

Установка шаговых двигателей на корпус самодельного гравировального устройства осуществляется при помощи кронштейнов, изготовленных из листового металла. Чтобы сделать такой кронштейн, лист металла, ширина которого приблизительно соответствует ширине самого двигателя, а длина в два раза превышает длину его основания, сгибают под прямым углом. На поверхности такого кронштейна, где будет располагаться основание электромотора, сверлят 6 отверстий, 4 из которых необходимы для фиксации самого двигателя, а два остальных – для крепления кронштейна к корпусу при помощи обычных саморезов.

Для установки на вал электромотора приводного механизма, состоящего из двух шкивов, шайбы и болта, также используется кусок металлического листа соответствующего размера. Чтобы смонтировать такой узел, из металлического листа формируют П-образный профиль, в котором просверливаются отверстия для его крепления к корпусу гравера и для выхода вала электродвигателя. Шкивы, на которые будут надеваться зубчатые ремни, насаживаются на вал приводного электромотора и размещаются во внутренней части П-образного профиля. Надетые на шкивы зубчатые ремни, которые должны приводить в движение челноки гравировального устройства, соединяются с их деревянными основаниями при помощи саморезов.

Установка шаговых двигателей

Фото-1 Фото-2 Фото-3
Фото-4 Фото-5 Фото-6

Установка программного обеспечения

Вашему лазерному гроверу, который должен работать в автоматическом режиме, потребуется не только установка, но и настройка специального программного обеспечения. Важнейшим элементом такого обеспечения является программа, которая позволяет создавать контуры желаемого рисунка и преобразовывать их под расширение, понятное управляющим элементам лазерного гравера. Такая программа имеется в свободном доступе, и ее можно без особых проблем скачать на свой компьютер.

Программа, скачанная на управляющий гравировальным устройством компьютер, распаковывается из архива и устанавливается. Кроме того, вам потребуется библиотека контуров, а также программа, которая будет отправлять данные по создаваемому рисунку или надписи на контроллер «Ардуино». Такую библиотеку (как и программу для передачи данных на контроллер) также можно найти в свободном доступе. Для того чтобы ваша лазерная самоделка работала корректно, а гравировка, выполняемая с ее помощью, была качественной, вам потребуется настройка и самого контроллера под параметры гравировального устройства.

Особенности использования контуров

Если с вопросом о том, как сделать ручной лазерный гравер, вы уже разобрались, то необходимо прояснить и вопрос о параметрах контуров, которые могут наноситься при помощи такого устройства. Такие контуры, внутренняя часть которых не заполняется даже в том случае, если исходный рисунок закрашен, должны передаваться на контроллер гравера файлами не в пиксельном (jpeg), а векторном формате. Это значит, что изображение или надпись, наносимые на поверхность обрабатываемого изделия при помощи такого гравера, будут состоять не из пикселей, а из точек. Такие изображения и надписи можно как угодно масштабировать, ориентируясь на площадь поверхности, на которую они должны быть нанесены.

При помощи лазерного гравера на поверхность обрабатываемого изделия можно нанести практически любой рисунок и надпись, но для этого их компьютерные макеты необходимо перевести в векторный формат. Выполнить такую процедуру несложно: для этого используются специальные программы Inkscape или Adobe Illustrator. Файл, уже переведенный в векторный формат, необходимо преобразовать еще раз, чтобы его смог корректно воспринимать контроллер гравировальной установки. Для такого преобразования используется программа Inkscape Laserengraver.

Окончательная настройка и подготовка к работе

Изготовив лазерный гравировальный станок своими руками и закачав в его управляющий компьютер необходимое программное обеспечение, не приступайте к работе сразу: оборудование нуждается в окончательной настройке и регулировке. В чем заключается такая регулировка? Прежде всего необходимо убедиться, что максимальные перемещения лазерной головки станка по осям X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла. Кроме того, в зависимости от толщины материала, из которого изготовлено обрабатываемое изделие, надо отрегулировать параметры тока, подаваемого на лазерную головку. Делать это нужно для того, чтобы не прожечь изделие, на поверхности которого требуется выполнить гравировку.

Очень важным и ответственным процессом является точная настройка (юстировка) лазерной головки. Юстировка нужна для того, чтобы отрегулировать мощность и разрешение луча, вырабатываемого лазерной головкой вашего гравера. На дорогих серийных моделях лазерных гравировальных установок юстировка выполняется при помощи дополнительного маломощного лазера, установленного в основную рабочую головку. Однако в самодельных граверах, как правило, используются недорогие лазерные головки, поэтому такой способ точной настройки луча для них не подходит.

Достаточно качественная юстировка самодельного лазерного гравера может быть выполнена при помощи светодиода, извлеченного из лазерной указки. Провода светодиода подсоединяются к источнику питания с напряжением 3 В, а сам он фиксируется на рабочем конце штатного лазера. Попеременно включая и регулируя положение лучей, исходящих от тестового светодиода и лазерной головки, добиваются их совмещения в одной точке. Удобство использования светодиода от лазерной указки заключается в том, что юстировка с его помощью может выполняться без риска нанесения вреда как рукам, так и глазам оператора гравировальной установки.

Видеоролик показывает процесс подключения гравера к компьютеру, настройку софта и подготовку станка к работе.

В этом посте мы расскажем вам историю о том, как построить ЧПУ лазерный станок своими руками, которую нам поведал один из подписчиков.

Предисловие

Пару месяцев назад я просматривал записи с конкурса, в котором увидел несколько довольно крутых гравировальных машин, и я подумал: «Почему бы мне не создать свою собственную?». И так я и сделал, но не хотелось копировать чужой проект, я хотел сделать свой собственный уникальный ЧПУ станок своими руками. И так началась моя история …

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.

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!

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.

Сначала была взята снова левая сторона корпуса электроники и установлена на нее передняя и задняя части корпуса при помощи скоб. Я не использовал винты или гвозди для установки крышки и панели управления, а прикрутил те же скобы к стенкам и просто положил крышку с панелью на них чтобы в дальнейшем при установке электроники не возникало никаких неудобств.

Отложив корпус электроники в сторону и взяв опорную плиту и опорные части оси Х необходимо установить их таким образом, как показано на фотографиях, убедившись, что ось Х и крепление мотора находятся на правой стороне станка с ЧПУ. Теперь можно смело установить корпус электроники таким же образом, как и показано на рисунках.

Далее были взяты два 700-мм вала, нанизаны на них по два линейных подшипника на каждый, и они были зафиксированы на самом станке при помощи специальных концевых опор для шлифованных валов.
На данном этапе у меня получилось вот что:

Уберите в сторону эту половину лазерного станка на некоторое время и займитесь подвижной частью X, а ось Y поддержите и прикрепите на весу опоры вала к движущейся части оси X гайками и болтами и прикрепите двумя гайками опору на ось Х.

1. Теперь возьмите два 500-миллиметровых вала, наденьте по одному линейному подшипнику на каждый вал, наденьте опору вала на каждый конец каждого вала и установите их на станок.
2. Прикрепите ходовую гайку оси Y на подвижную часть оси Y с помощью гаек и болтов, и прикрутите ее к линейным подшипникам с помощью саморезов.
3. Прикрепите ходовой винт и шаговый двигатель.
4. Подсоедините все это к другой половине гравера и закрепите ходовой винт и шаговый двигатель.

Теперь у вас должно выйти что-то похожее на то, что изображено на этом фото:

Электроника для станка

Я также установил деревянную деталь в корпус электроники, чтобы закрепить шаговый двигатель.

Ну или можно просто положить крышку и панель на гравёре, чтобы полюбоваться проделанной работой и великолепным дизайном.»

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.

Для изготовления лазерного гравера или ЧПУ (числовое программное управление) станка нам понадобится:

DVD-ROM или CD-ROM
- Фанера толщиной 10 мм (можно использовать и 6мм)
- Саморезы по дереву 2.5 х 25 мм, 2.5 х 10 мм
- Arduino Uno (можно использовать совместимые платы)
- Драйвер двигателя L9110S 2 шт.
- Лазер 1000 МВт 405nm Blueviolet
- Аналоговый джойстик
- Кнопка
- Блок питания на 5В (я буду использовать старый, но рабочий компьютерный блок питания)
- Транзистор TIP120 ил TIP122
- Резистор 2.2 kOм, 0.25 ВТ
- Соединительные провода
- Элетролобзик
- Дрель
- Сверла по дереву 2мм, 3мм, 4мм
- Винт 4 мм х20 мм
- Гайки и шайбы 4 мм
- Паяльник
- Припой, канифоль

Шаг 1 Разбираем приводы.
Для гравера подойдет любой CD или DVD привод. Необходимо его разобрать и вынуть внутренний механизм, они бывают разных размеров:

Необходимо удалить всю оптику и плату, находящуюся на механизме:

К одному из механизмов нужно приклеить столик. Можно изготовить столик из той-же фанеры, вырезав квадрат со стороной 80 мм. Или вырезать такой-же квадрат из корпуса CD/DVD-ROM-а. Тогда деталь, которую планируете гравировать, можно будет прижимать магнитом. Вырезав квадрат, приклеиваем его:

Ко второму механизму нужно приклеить пластинку к которой в последующем будет крепиться лазер. Вариантов изготовления масса и зависит от того что у вас есть под рукой. Я использовал пластиковую модельную пластину. На мой взгляд, это самый удобный вариант. У меня получилось следующее:

Шаг 2 Изготовление корпуса.
Для изготовления корпуса нашего гравера мы будем использовать фанеру толщиной 10 мм. Если ее нет, можно взять фанеру и меньшей толщины, например 6 мм, или заменить фанеру на пластик. Необходимо распечатать следующие фото и по этим шаблонам вырезать одну нижнюю часть, одну верхнюю и две боковых. В местах отмеченных кружком проделать отверстия для саморезов диаметром 3мм.

После резки должно получится следующее:

В верхней и нижней частях необходимо проделать отверстия 4 мм под крепления ваших частей приводов. Я не могу сразу разметить эти отверстия, так они бывают разные:

При сборке необходимо использовать саморезы по дереву 2.5 х 25 мм. В местах вкручивания саморезов необходимо предварительно просверлить отверстия сверлом 2 мм. Иначе фанера может треснуть. Если предполагается собирать корпус из пластика, необходимо предусмотреть соединение деталей металлическими уголками и использовать винты диаметром 3 мм. Для придания эстетического вида нашему граверу стоит зашкурить мелкой наждачной все детали, при желании можно покрасить. Мне нравится черный, я покрасил все детали в черный цвет аэрозольной краской.

Шаг 3 Подготовка блока питания.
Для питания гравера необходим блок питания на 5 вольт с силой тока не меньше 1.5 Ампер. Я буду использовать старый блок питания от компьютера. Отрезаем все колодки. Для запуска блока питания необходимо замкнуть зеленый (PC_ON) и черный (GND) провода. Можно поставить выключатель между этими проводами для удобства, а можно просто их скрутить между собой и использовать выключатель блока питания, если он есть.

Для подключения нагрузки выводим красный (+5), желтый (+12) и черный (GND) провода. Фиолетовый (дежурные +5) может выдать максиму 2 ампер или меньше, в зависимости от блока питания. Напряжение на нем есть даже при разомкнутых зеленом и черном проводах.

Для удобства приклеиваем гравер на двусторонний скотч к блоку питания.

Шаг 4 Джойстик для ручного управления.
Для выставления начальной позиции гравировки будем использовать аналоговый джойстик и кнопка. Размещаем все на монтажной плате и выводим провода для подключения к Arduino. Прикручиваем к корпусу:

Подключаем по следующей схеме:

Out X - pin A4 Arduino Out Y - pin A5 Arduino Out Sw – pin 3 Arduino Vcc - +5 Блока питания Gnd – Gnd Arduino

Шаг 5 Размещаем электрику.
Будем размещать всю электрику сзади нашего гравера. Прикручиваем Arduino Uno и драйвера двигателя саморезами 2.5 х 10 мм. Соединяем следующим образом:

Провода от шагового двигателя по оси Х (столик) подключаем к выходам драйвера двигателя L9110S. Далее так:
B-IA – pin 7 B-IB – pin 6 A-IA – pin 5 A-IB – pin 4 Vcc - +5 от блока питания GND - GND

Провода от шагового двигателя по оси Y (лазер) подключаем к выходам драйвера двигателя L9110S. Далее так:
B-IA – pin 12 B-IB – pin 11 A-IA – pin 10 A-IB – pin 9 Vcc - +5 от блока питания GND – GND

Если при первом запуске двигатели будут гудеть, но не двигаться, стоит поменять местами прикрученные провода от двигателей.

Не забудьте подключить:
+5 от Arduino - +5 блока питания GND Arduino – GND Блока питания

Шаг 6 Установка лазера.
В интернете полно схем и инструкций по изготовлению лазера из лазерного диода от пишущего DVD-Rom. Этот процесс долог и сложен. Поэтому я купил готовый лазер с драйвером и радиатором охлаждения. Это значительно упрощает процесс изготовления лазерного гравера. Лазер потребляет до 500 mA, поэтому его нельзя подключать напрямую к Arduino. Будем подключать лазер через транзистор TIP120 или TIP122.

Резистор 2.2 kOm необходимо включить в разрыв между Base транзистора и pin 2 Arduino.

Base – R 2.2 kOm – pin 2 Arduino Collector – GND Лазера (черный провод) Emitter – GND (Общий блока питания) +5 лазера (красный провод) - +5 блока питания

Соединений здесь немного поэтому паяем все на весу, изолируем и прикручиваем транзистор сзади к корпусу:

Для прочной фиксации лазера необходимо вырезать еще одну пластинку из того же пластика что и приклеенная к оси Y пластина. Прикручиваем к ней радиатор охлаждения лазера винтами входящими в комплект к лазеру:

Внутрь радиатора вставляем лазер и фиксируем его винтами, так же входящие в комплект к лазеру:

И прикручиваем всю эту конструкцию на наш гравер:

Шаг 7 Среда программирования Arduino IDE.
Следует скачать и установить Arduino IDE. Лучше всего это сделать с официального проекта.

Последняя версия на момент написания инструкции ARDUINO 1.8.5. Никаких дополнительных библиотек не требуется. Следует подключить Arduino Uno к компьютеру и залить в нее следующий скетч:

После заливки скетча следует проверить, что гравер работает как надо.

Внимание! Лазер это не игрушка! Луч лазера, даже не сфокусированный, даже отраженный, при попадании в глаза повреждает сетчатку глаза. Настоятельно рекомендую приобрести защитные очки! И все работы по проверки и настройке проводит только в защитных очках. Так же не следует смотреть без очков на работе лазера в процессе гравировки.

Включаем питание. При изменении положения джойстика вперед – назад должен двигаться столик, влево вправо – двигаться ось Y, то есть лазер. При нажатии кнопки лазер должен включаться.

Далее необходимо настроить фокус лазера. Надеваем защитные очки! Подкладываем на столик маленький лист бумаги, и нажимает на кнопку. Изменяя положения линзы (поворачиваем линзу), находим положение при котором точка лазера на листке минимальна.

Шаг 8 Подготовка Processing.
Для передачи изображения на гравер будем использовать среду программирования Processing. Необходимо скачать с официального

Всем доброго времени!

В этом посте хочу поделится с Вами процессом создания лазерного гравера на основе диодного лазера из Китая.

Несколько лет назад появилось желание приобрести себе готовый вариант гравера с Aliexpress с бюджетом в 15 тыс, но после долгих поисков я пришел к выводу, что все представленные варианты слишком простые и по сути являются игрушками. А хотелось что-то настольное и при этом достаточно серьезное. Спустя месяц исследований было принято решение сделать сей аппарат своими руками, и понеслась...

В тот момент у меня еще не было 3D принтера и опыта 3D моделирования, но зато с черчением все было в порядке)

Вот собственно один из тех готовых граверов из Китая.

Насмотревшись на варианты возможных конструкций механики, на листочке были сделаны первые эскизы будущего станка..))

Было принято решение, что область гравировки должна быть не меньше листа А3.

Сам лазерный модуль был куплен одним из первых. Мощностью 2W, так как это было самым оптимальным вариантом за разумные деньги.

Вот собственно сам лазерный модуль.

И так, было решено, что ось X будет ездить по оси Y и началось ее проектирование. А началось все с каретки...

Вся рама станка была сделана из алюминиевых профилей разной формы, купленных в Леруа.

На этом этапе эскизы на тетрадных листочках больше не появлялись, все чертилось и придумывалось в Компасе.

Купив 2 метра квадратного профиля 40х40 мм для построения рамы станка в конечном итоге из него была сделана только сама каретка..))

Двигатели, линейные подшипники, ремни, валы и вся электроника заказывались с Aliexpress в процессе разработки и планы о том, как будут крепиться двигатели и какая будет плата управление менялись на ходу.

Спустя несколько дней черчения в Компасе был определен более менее четкий вариант конструкции станка.

И вот ось X появилась на свет..))

Боковины оси Y (извиняюсь за качество фото).

Примерка.

И наконец первый запуск!

Была построена простенькая 3D модель общего вида станка, дабы уже точно определиться с его внешним видом и размерами.

И понеслась... Оргстекло... Покраска, проводка и прочие мелочи.

И наконец, когда все было подогнано и последняя деталь была выкрашена в черный цвет 8) , наступила финишная прямая!

Благодаря быстрому развитию технологий обработки материалов инновационного уровня цены на морально устаревающее оборудование быстро падают. Вот и лазерные граверы, совсем недавно продаваемые по малодоступным для обычного человека ценам, теперь могут купить не только предприятия крупного масштаба, но и любой частный предприниматель.

Всё это значительно упрощает возможность оказания частных услуг на рынке гравировок. Многие компании подтверждают снижение цен на лазерно-гравировочное оборудование своими ценовыми каталогами, в которых представлены самые разнообразные модели устройств и оснащений для выполнения гравировок с помощью лазеров. Выбрать лучший гравер можно, лишь ознакомившись с особенностями этого оборудования, его ценой и техническими характеристиками.

Принцип работы лазерных устройств

Лазерные устройства делят на группы по составу своего рабочего тела. В промышленности в основном используются твердотельные граверы и граверы СО2, использующие в качестве рабочего тела для накачки луча углекислый газ. Накачка твёрдого тела (кристалла) лазера или замкнутого объёма газовой смеси происходит за счёт работы мощных излучателей света или высоковольтных электрических разрядов в окружающем пространстве.

Находясь между двумя зеркалами, возникший монохромный лазерный луч многократно совершает колебания в рабочем теле от одного из них к другому. При этом энергия луча возрастает по геометрической прогрессии за счёт приобщения всё новых порций энергии - квантов света. В тот момент, когда накачанная мощность излучения по своим параметрам достигает нужного значения для выполнения технологической операции, порция монохромного лазерного луча вырывается через полупрозрачное зеркало и направляется в зону обработки материала. Этот процесс накачки энергии кристалла или газовой смеси происходит практически непрерывно, что создаёт условия для стабильного лазерного излучения на выходе из устройства-резонатора.

Технологии получения лазерных лучей постоянно совершенствуются, наука на смыкании с производственной практикой ищет всё новые способы получения монохромных, когерентных излучений, которые могли бы обладать большей мощностью при экономии затрат потребляемой электрической энергии. Особенно актуальна тема лазерных технологий и в связи с тем, что применение их не ограничено технологическими разработками в обработке различных материалов, гравировке и резке. Вопросы совершенствования лазерных устройств интересуют многие другие направления человеческой деятельности.

Техническое применение лазеров

Являясь универсальным оборудованием, лучевой гравер имеет очень широкую область применения. С его помощью можно наносить текстовые фрагменты и изображения на материалы самой разной природы, начиная с древесины и пластика, а заканчивая тканями. В этот перечень входят и материалы повышенной хрупкости в виде стекла, оргстекла. Ведь при работе лазерного гравера сама заготовка не подвергается значительному нагреву или жёсткому механическому воздействию.

Основными потребителями лазерного оборудования до сих пор являются:

• агентства и компании, изготавливающие продукцию рекламного назначения;
• предприятия полиграфической промышленности;
• частные предприниматели, которые занимаются оказанием граверных услуг.

Лидирующую позицию на рынке граверных услуг с помощью лазерного оборудования остаются рекламные компании. Лазерная технология позволяет им выполнять изображения самого различного свойства и содержания, используя при этом материалы в очень широком спектре свойств и своей природы.

Частный же бизнес с помощью лазерных граверов нацелен в основном на получение уникальных изображений на кухонной керамике, на одежде и канцелярских товарах. Большим спросом сейчас пользуется лазерный гравер для изготовления печатей. Но привести весь перечень изделий, при производстве которых используются технологии лазерной гравировки, будет почти невозможно. Это говорит о высочайшей востребованности в бизнесе и мелкой частной практике оборудования этого класса. Эффективность применения лазерных граверов очень высока, а сами установки практически не требуют периодического ремонта и обслуживания. Эксплуатационные затраты также минимальны, а износ рабочих органов лазерных станков практически нулевой даже при длительном сроке эксплуатации. Чёткость и точность получаемых изображений с помощью лазерных граверов со временем не снижается.

Изделия для лазерной гравировки реализуются многими компаниями, как производящими их, так и авторитетными торговыми посредниками. Обладая гарантированными высокими качествами работы, эти устройства имеют целый ряд преимуществ перед механическими станками гравировальной группы:

• наносимые изображения имеют высокую стойкость при воздействии любых внешних факторов;
• обработке лазерным лучом поддаются и материалы, имеющие высокую хрупкость;
• чёткость изображений, получаемых с помощью лазерного луча, превосходит в настоящий момент все другие существующие способы и технологии;
• в случае возникновения отклонений в форме заданного изображения коррективы и исправления в прикладную программу внести очень легко;
• при низком энергопотреблении лазерные граверы обладают высокой производительностью.

С помощью лазерных устройств очень удобно выполнять маркировку промышленных изделий, состоящих из различных материалов. Большой популярностью 3D лазерный гравер пользуются среди производителей различных сувениров. Он широко востребован в современных полиграфических технологиях, на предприятиях, занимающихся производством художественных изделий из полимеров, тканей и стекла рекламной направленности.

Трудно применение лазерных технологий ограничить одной какой-то отраслью промышленности или коммерческой деятельности. Нередко можно наблюдать, как человек покупает мини лазерный гравер для дома, чтобы в своей спокойной домашней обстановке заниматься изготовлением деталей и гравировок самого разного направления. Большинство выпускаемых лазерных граверов имеют универсальное назначение, открывающее человеку возможность обработки изделий из самых разных материалов. В том числе и лазерный гравер по стеклу, который не вызывает при работе растрескивания заготовки или её деформации.

Разбираясь, какой купить лазерный гравер, нужно отдавать предпочтение тем устройствам, которые являются самыми эффективными в плане технических решений и современных требований. Ведь это оборудование быстро модернизируется, и уже через небольшое время может оказаться морально устаревшим по сравнению с грядущими технологическими новинками. Надёжнее всего – отдавать в покупке предпочтение тем компаниям, которые имеют мировую известность и зарекомендовали себя не только в нашей стране.

Очень важно, чтобы покупаемое оборудование относилось к лазерным граверам с ЧПУ, так как только эти устройства позволяют без высококвалифицированного рабочего-станочника получать гравировки высочайшего уровня, не затрачивая на это много времени и усилий. Достаточно ввести в блок управления программу изготовления изделия, и станок всё остальное выполнит безупречно в автоматическом режиме работы. Большинство современных станков оснащаются этими блоками числового и программного управления, сокращая ручной труд, повышая производительность работы аппаратов и достигая непревзойдённого качества производства обработки деталей.

Помимо изложенных соображений при покупке важно учитывать и цену лазерного гравера. Обычно оборудование с современными техническими характеристиками имеет вполне приемлемую стоимость. А ценовая характеристика оборудования всегда влияла на себестоимость изготавливаемой продукции, предоставляла тем самым возможность расширения ассортимента оказываемых услуг. Всё эти благоприятные факторы создают фирме, занимающейся лазерной гравировкой, конкурентоспособность на современном рынке услуг, обеспечивая высокий уровень прибыли и короткий срок окупаемости вложений на начальном этапе бизнеса.

Учитывая, что производителями, как полноформатных лазерных станков, так и настольных лазерных граверов, наряду с отечественными предприятиями являются и зарубежные компании, нужно уметь сделать оптимальный выбор. Конечно, за высокие эксплуатационные параметры европейского оборудования приходится платить высокую цену. А вот лазерный гравер из Китая, имея схожие технические характеристики, будет стоить значительно дешевле. Да и качество китайского оборудования стремительно растёт, нередко достигая по этим показателям мировых брендовых производителей лазерной техники. Китайский лазерный гравер, если посмотреть на него через призму показателя цена-качество, не уступит никаким другим мировым промышленным вариантам изготовления этих станков.

Лазерная резка материалов

Очень распространена резка лазерным гравером самых различных материалов, начиная с чёрно-белой стали и заканчивая нетканым материалом из ПВХ. С помощью лазерного оборудования можно не только наносить высокоточные изображения на поверхность изделий, но и резать их на отдельные части по заданной программе. Для таких целей промышленность изготавливает станки, которые называются лазерными граверами-резаками. Работая в нескольких режимах, эти устройства могут хорошо справляться с операциями гравировки и в то же время иметь возможность переключаться в режим резки материалов.

Режущим лазерным аппаратам свойственна высочайшая точность получаемого изделия, а благодаря применению этого высокотехнологичного приёма кромки реза всегда получаются абсолютно гладкими, ровными. При такой операции резания не возникает никаких механических нагрузок на разрезаемый материал, лишь микроскопическая зона воздействия лазерного луча приводит к оплавлению материала с последующим удалением образующегося расплава или пара из зоны реза.

Следует ещё отметить большую технологическую скорость резки с помощью лазера, а также наименьшие затраты энергии и времени. Вполне применим для решения проблемы с точной резкой и раскроем материала лазерный станок-гравер. Работая в режиме резки, он может выполнять детали, заданные программой, в самый короткий срок и с высокой точностью.

С помощью лазерной резки можно выполнять как сложные изделия раскроя из металла, так и элементы детских игрушек и лёгкой одежды из самых различных тканей. Между этими крайними видами материалов находится большая группа веществ, которые отлично поддаются резке монохромным лазерным лучом, включая и ткани человеческого организма при выполнении современных высокотехнологичных операций в хирургии. Стоит учесть лишь то, что лазерный гравер по металлу должен обладать достаточной мощностью для разогрева и правления металла, а вот лазерный гравер по дереву потребляет значительно меньшее количество энергии, так как выжигание древесных волокон не требует высоких затрат электроэнергии.

Отдельные виды лазерных граверов

Рассмотрим отдельные виды лазерных устройств, наиболее распространённых аппаратов для выполнения гравировок и резки материалов. Сравнивая их рабочие характеристики, можно выбрать такой станок, который наиболее подходит для выполнения операций, намеченных предпринимателем.

Китайский лазерный гравер Neje используется для обработки материалов в широком диапазоне деятельности. Благодаря свой точности и высокому качеству обработки этот лазер мощностью 500 мВт способен выполнять любые гравировки на выбранных материалах, начиная с пенопласта и заканчивая материалами более высокой прочности, такими как пластмассы и древесина. Индивидуальный дизайн устройства и прилагаемые к нему аксессуары для расширения поля деятельности привлекают большое количество покупателей.

Особенности лазерного гравера NEJE DK-8 Pro 5:

• мощность в 500 мВт позволяет выполнять работы по гравировке многих материалов, включая древесину, резину и пластик;
• персонализация любых аксессуаров выполняется на филигранном уровне, учитывая допустимое разрешение лазерного луча в 512х512;
• благодаря блоку программного управления использовать устройство может человек без большого опыта работы с гравировальными устройствами;

При цене лазерного станка NEJE DK-8 Pro 5 в 4 млн. 400 тыс. рублей этот аппарат позволяет выполнять огромное количество технологических операций, что вполне оправдывает затраты на его покупку.

Настольный лазерный гравер Diy изготавливается в большом диапазоне мощностей – от 2100 мВТ до 8000 мВТ. Этот станок для гравировки и резки может быть оснащён синим лазером полупроводникового типа с любым из указанных номиналов мощности. Выбор лазера диктуется толщиной разрезаемого металла и максимальной скоростью нанесения гравировки на поверхность материала. Высококачественное программное обеспечение аппарата делает работу на нём лёгкой и удобной. Коммуникации станка с домашним компьютером устанавливаются путём загрузки в него последней версии программного модуля и установки драйвера устройства.

Для выполнения гравировки достаточно подобрать подходящий рисунок и запустить станок на его выполнение. С помощью оборудования DIY можно выполнять гравировки и резать, используя материалы самой разной природы. Лучшими результатами отличаются гравировки на акриле, древесине, фанере и картоне, а также пластмассах любого состава.

Имея небольшие размеры по габаритам, гравер компании Endurance DIY широко применяется как в решении вопросов бизнеса, так и в домашних условиях. Программное обеспечение станка находится на прилагаемой к нему флэш-карте. Установив с неё драйвер на компьютер, поместив его в любую папку, можно управлять станком прямо с помощью мыши и клавиатуры. Такой домашний гравер является просто находкой для тех, кто делает первые шаги в бизнесе по обработке материалов монохромным лучом.

Цена лазера DIY зависит от выбираемой мощности его излучения. Она находится в настоящее время в пределах от 30 000 рублей до 55 000 рублей. В эту стоимость не входит доставка оборудования заказчику по указанному адресу.

Хорошими отзывами и характеристикам пользователей известны граверы CNC и граверы Speedy. Имея вполне приемлемую цену, эти аппараты обладают довольно широкими функциональными возможностями.

Попробуем разобраться, как сделать лазерный гравер своими руками. Оказывается, даже это сложное технологическое оборудование можно изготовить в домашней мастерской своими руками.

В качестве лучевой пушки обычно используется готовые конструкции, которые широко продаются на нашем рынке китайскими производителями. При высоком качестве этих устройств их цена обычно не превышает 5 тыс. рублей. Если же не требуется большая мощность лазерного луча, то вполне подойдёт лазер от компьютерного пишущего дисковода. Эти детали на нашем рынке продаются чуть ли не за копейки. И не обязательно искать на сайтах б/у гравер, всё можно изготовить своими руками.

Тем же, кто имеет эти умелые руки, извлечь лучевой полупроводник из дисковода компьютера никакой проблемы не составит. Нужно учесть, что для лазерного устройства большой мощности потребуется и интенсивное охлаждение. А вот устройство для записи на дисководе вполне достаточно охлаждается пассивным радиатором.

Рукоятку для удержания устройства можно выполнить из латунных гильз от нарезного оружия, больше подходят от пистолетов «ТТ» и «ПМ». После высверливания капсюлей их можно плотно одеть друг на друга, образовав корпус, сама же латунь служит хорошим радиатором.

Для работы самодельного лазера потребуется напряжение постоянного тока в 12 В. Это как раз то, что выдаёт компьютер на разъёмах USB. Портативному же устройству вполне подойдёт аккумулятор от компьютерного бесперебойника. Все эти детали можно найти чуть ли не на свалке, а вот сделанный из них ручной лазерный гравер будет работать безупречно!

Но это лишь ручной прожигающий элемент. Для изготовления же координатного станка понадобится изготовить позиционирующее устройство.

Если начать изготовление самодельного гравера на лучевом принципе, то у китайцев для этого предостаточно KIT наборов, которые вполне можно взять за основу устройства.

Потребуется изготовить каретки с колёсиками из алюминиевого профиля. На одну из них нужно будет установить готовый лучевой модуль, а другие две каретки будут использоваться для перемещения направляющей. Если всю конструкцию скомпоновать в аккуратный ящик с хорошей вентиляцией, то получится вполне работоспособный законченный гравер.

Движение лучевой головки будут задавать шаговые двигатели, а передачу крутящего момента к порталу можно осуществить зубчатыми ремнями.

Вот только нельзя забывать, что испарения и дым, образующиеся при гравировке, опасны при вдыхании. В помещении, где будет работать такой самодельный лазерный гравер, должна быть обеспечена хорошая вентиляция. Нельзя забывать и о мерах безопасности другого характера – луч не должен быть направлен на кожу человека, а тем более ему в глаза. Это может вызвать серьёзные негативные последствия для здоровья.

Главное – поставить перед собой конкретную цель и упрямо идти к её достижению. И всё обязательно получится!