Découpeur laser Arduino. Graveur laser fait maison

Beaucoup de ces artisans qui fabriquent et décorent des produits à partir de bois et d'autres matériaux dans leur atelier ont probablement réfléchi à la manière de fabriquer un graveur laser de leurs propres mains. La présence d'un tel équipement, dont les modèles en série sont assez coûteux, permet non seulement d'appliquer des motifs complexes sur la surface de la pièce avec une grande précision et détail, mais également d'effectuer une découpe laser de divers matériaux.

Un graveur laser fait maison, qui coûtera beaucoup moins cher qu'un modèle de série, peut être réalisé même si vous n'avez pas de connaissances approfondies en électronique et en mécanique. Le graveur laser de la conception proposée est assemblé sur la plate-forme matérielle Arduino et a une puissance de 3 W, tandis que pour les modèles industriels, ce paramètre est d'au moins 400 W. Cependant, même une puissance aussi faible vous permet d'utiliser cet appareil pour découper des produits en mousse de polystyrène, des feuilles de liège, du plastique et du carton, ainsi que pour effectuer une gravure laser de haute qualité.

Matériel requis

Afin de créer votre propre graveur laser à l'aide d'Arduino, vous aurez besoin des consommables, mécanismes et outils suivants :

• plate-forme matérielle Arduino R3 ;
• Proto Board équipé d'un écran ;
• les moteurs pas à pas, qui peuvent être utilisés comme moteurs électriques à partir d'une imprimante ou d'un lecteur DVD ;
• laser d'une puissance de 3 W;
• dispositif de refroidissement laser ;
• Régulateur de tension DC-DC ;
• Transistor MOSFET ;
• cartes électroniques qui contrôlent les moteurs du graveur laser ;
• interrupteurs de fin de course ;
• un boîtier dans lequel vous pourrez placer tous les éléments structurels d'un graveur artisanal ;
• courroies de distribution et poulies pour leur installation;
• roulements à billes de différentes tailles;
• quatre planches de bois (deux d'entre elles mesurant 135x10x2 cm et les deux autres - 125x10x2 cm) ;
• quatre tiges métalliques rondes d'un diamètre de 10 mm ;
• boulons, écrous et vis;
• lubrifiant;
• pinces;
• ordinateur;
• forets de différents diamètres;
• scie circulaire;
• papier de verre;
• vice;
• ensemble standard d'outils de serrurier.

Partie électrique d'un graveur laser fait maison

L'élément principal du circuit électrique de l'appareil présenté est un émetteur laser dont l'entrée doit être alimentée par une tension constante dont la valeur ne dépasse pas les paramètres admissibles. Si cette exigence n'est pas remplie, le laser peut tout simplement griller. L'émetteur laser utilisé dans l'installation de gravure du modèle présenté est conçu pour une tension de 5 V et un courant ne dépassant pas 2,4 A, le régulateur DC-DC doit donc être configuré pour un courant de 2 A et une tension jusqu'à 5 V.

Le transistor MOSFET, qui est l'élément le plus important de la partie électrique d'un graveur laser, est nécessaire pour allumer et éteindre l'émetteur laser lors de la réception d'un signal du contrôleur Arduino. Le signal électrique généré par le contrôleur est très faible, donc seul un transistor MOSFET peut le détecter puis déverrouiller et fermer le circuit d'alimentation du laser. Dans le circuit électrique d'un graveur laser, un tel transistor est installé entre le contact positif du laser et le contact négatif du régulateur DC.

Les moteurs pas à pas du graveur laser sont connectés via une seule carte de commande électronique, qui assure leur fonctionnement synchrone. Grâce à cette connexion, les courroies de distribution entraînées par plusieurs moteurs ne s'affaissent pas et maintiennent une tension stable pendant le fonctionnement, ce qui garantit la qualité et la précision du traitement effectué.

Il convient de garder à l’esprit que la diode laser utilisée dans une machine à graver artisanale ne doit pas surchauffer.

Pour ce faire, il faut assurer son refroidissement efficace. Ce problème peut être résolu assez simplement : un ventilateur d'ordinateur ordinaire est installé à côté de la diode. Pour éviter la surchauffe des cartes de commande des moteurs pas à pas, des refroidisseurs d'ordinateurs sont également placés à côté d'eux, car les radiateurs conventionnels ne peuvent pas faire face à cette tâche.

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Processus de construction

La machine de gravure artisanale de la conception proposée est un dispositif de type navette, dont l'un des éléments mobiles est responsable du mouvement le long de l'axe Y, et les deux autres, jumelés, du mouvement le long de l'axe X. Pour l'axe Z, qui est également spécifié dans les paramètres d'une telle imprimante 3D, la profondeur à laquelle le matériau en cours de traitement est brûlé est prise. La profondeur des trous dans lesquels sont installés les éléments du mécanisme de navette du graveur laser doit être d'au moins 12 mm.

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Des tiges d'aluminium d'un diamètre d'au moins 10 mm peuvent servir d'éléments de guidage le long desquels se déplacera la tête de travail d'un dispositif de gravure laser. S'il n'est pas possible de trouver des tiges en aluminium, des guides en acier du même diamètre peuvent être utilisés à ces fins. La nécessité d'utiliser des tiges exactement de ce diamètre s'explique par le fait que dans ce cas, la tête de travail du dispositif de gravure laser ne s'affaissera pas.

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La surface des tiges qui serviront d'éléments de guidage pour le dispositif de gravure laser doit être nettoyée de la graisse d'usine et soigneusement meulée pour une parfaite douceur. Ensuite, ils doivent être enduits d'un lubrifiant à base de lithium blanc, ce qui améliorera le processus de glissement.

L'installation de moteurs pas à pas sur le corps d'un appareil de gravure artisanal est réalisée à l'aide de supports en tôle. Pour réaliser un tel support, une tôle dont la largeur correspond approximativement à la largeur du moteur lui-même et dont la longueur est le double de la longueur de sa base est pliée à angle droit. Sur la surface d'un tel support, où sera située la base du moteur électrique, 6 trous sont percés, dont 4 sont nécessaires à la fixation du moteur lui-même, et les deux autres sont destinés à fixer le support à la carrosserie à l'aide de soi ordinaire. -des vis taraudeuses.

Pour installer un mécanisme d'entraînement composé de deux poulies, d'une rondelle et d'un boulon sur l'arbre du moteur électrique, un morceau de tôle de taille appropriée est également utilisé. Pour monter une telle unité, un profilé en forme de U est formé à partir d'une tôle dans laquelle sont percés des trous pour sa fixation au corps du graveur et pour la sortie de l'arbre du moteur électrique. Les poulies sur lesquelles seront placées les courroies de distribution sont montées sur l'arbre du moteur électrique d'entraînement et placées dans la partie intérieure du profilé en U. Les courroies crantées placées sur des poulies, qui doivent entraîner les navettes du dispositif de gravure, sont reliées à leurs socles en bois à l'aide de vis autotaraudeuses.

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Installation du logiciel

Votre cultivateur laser, qui doit fonctionner en mode automatique, nécessitera non seulement l'installation, mais également la configuration d'un logiciel spécial. L'élément le plus important d'un tel support est un programme qui vous permet de créer les contours du motif souhaité et de les convertir en une extension compréhensible pour les éléments de contrôle du graveur laser. Ce programme est disponible gratuitement et peut être téléchargé sur votre ordinateur sans aucun problème.

Le programme téléchargé sur l'ordinateur qui contrôle le dispositif de gravure est décompressé de l'archive et installé. De plus, vous aurez besoin d'une bibliothèque de contours, ainsi que d'un programme qui enverra des données sur le dessin ou l'inscription créé au contrôleur Arduino. Une telle bibliothèque (ainsi qu'un programme de transfert de données vers le contrôleur) peut également être trouvée dans le domaine public. Pour que votre produit laser fait maison fonctionne correctement et que la gravure réalisée avec son aide soit de haute qualité, vous devrez configurer le contrôleur lui-même sur les paramètres du dispositif de gravure.

Caractéristiques de l'utilisation des contours

Si vous avez déjà compris la question de savoir comment fabriquer un graveur laser portatif, il est alors nécessaire de clarifier la question des paramètres des contours pouvant être appliqués à l'aide d'un tel appareil. De tels contours, dont l’intérieur n’est pas rempli même si le dessin original est repeint, doivent être transmis au contrôleur du graveur sous forme de fichiers non pas en pixel (jpeg), mais au format vectoriel. Cela signifie que l'image ou l'inscription appliquée sur la surface du produit traité à l'aide d'un tel graveur ne sera pas constituée de pixels, mais de points. Ces images et inscriptions peuvent être mises à l’échelle à volonté, en se concentrant sur la surface sur laquelle elles doivent être appliquées.

À l'aide d'un graveur laser, presque tous les motifs et inscriptions peuvent être appliqués sur la surface de la pièce, mais pour ce faire, leurs dispositions informatiques doivent être converties au format vectoriel. Cette procédure n'est pas difficile à réaliser : des programmes spéciaux Inkscape ou Adobe Illustrator sont utilisés pour cela. Un fichier déjà converti au format vectoriel doit être à nouveau converti afin qu'il puisse être correctement traité par le contrôleur de la machine à graver. Pour cette conversion, le programme Inkscape Laserengraver est utilisé.

Mise en place finale et préparation au travail

Après avoir fabriqué une machine de gravure laser de vos propres mains et téléchargé le logiciel nécessaire dans son ordinateur de contrôle, ne commencez pas à travailler tout de suite : l'équipement nécessite une configuration et un réglage finaux. Quel est cet ajustement ? Tout d'abord, vous devez vous assurer que les mouvements maximaux de la tête laser de la machine le long des axes X et Y coïncident avec les valeurs obtenues lors de la conversion du fichier vectoriel. De plus, en fonction de l'épaisseur du matériau à partir duquel la pièce est réalisée, il est nécessaire d'ajuster les paramètres du courant fourni à la tête laser. Cela doit être fait afin de ne pas brûler le produit sur la surface duquel vous souhaitez graver.

Un processus très important et responsable est le réglage fin (ajustement) de la tête laser. Un alignement est nécessaire pour ajuster la puissance et la résolution du faisceau produit par la tête laser de votre graveur. Sur les modèles de série coûteux de machines de gravure laser, le réglage est effectué à l'aide d'un laser supplémentaire de faible puissance installé dans la tête de travail principale. Cependant, les graveurs artisanaux utilisent généralement des têtes laser peu coûteuses, cette méthode de réglage précis du faisceau ne leur convient donc pas.

Un réglage de qualité suffisamment élevée d'un graveur laser fait maison peut être effectué à l'aide d'une LED retirée d'un pointeur laser. Les fils de la LED sont connectés à une source d'alimentation de 3 V et la LED elle-même est fixée à l'extrémité active d'un laser standard. En allumant et en ajustant alternativement la position des faisceaux émanant de la LED de test et de la tête laser, ils réalisent leur alignement en un point. L'avantage d'utiliser une LED à partir d'un pointeur laser est que le réglage peut être effectué avec son aide sans risque de blessure aux mains et aux yeux de l'opérateur de la machine à graver.

La vidéo montre le processus de connexion du graveur à l'ordinateur, de configuration du logiciel et de préparation de la machine au travail.

Dans cet article, nous allons vous raconter une histoire sur la façon de construire une machine laser CNC de vos propres mains, que nous a racontée l'un de nos abonnés.

Préface

Il y a quelques mois, je parcourais les candidatures d'un concours où j'ai vu des machines à graver plutôt sympas et je me suis dit : « Pourquoi est-ce que je ne fabriquerais pas la mienne ? C’est ce que j’ai fait, mais je ne voulais pas copier le projet de quelqu’un d’autre, je voulais créer ma propre machine CNC de mes propres mains. Et c'est ainsi que mon histoire a commencé...

Caractéristiques

Ce graveur laser est équipé d'un module laser 1,8W 445nm, bien sûr, ce n'est rien comparé aux découpeuses laser industrielles qui utilisent des lasers de plus de 50W. Mais ce laser nous suffira. Il peut couper du papier et du carton et graver toutes sortes de produits en bois ou en contreplaqué. Je n'ai pas encore testé d'autres matériaux, mais je suis sûr qu'il peut graver sur de nombreuses autres surfaces. Je vais aller de l'avant et dire qu'il dispose d'un grand champ de travail mesurant environ 500 x 380 mm.

Qui peut fabriquer une telle machine laser ? Tout le monde, peu importe que vous soyez ingénieur, avocat, enseignant ou étudiant comme moi ! Tout ce dont vous avez besoin, c'est de patience et d'une grande envie d'acquérir une machine de très haute qualité.

Il m'a fallu environ trois mois pour concevoir et construire cette machine à graver, dont environ un mois d'attente pour les pièces.

Bien sûr, ce genre de travail peut être fait plus rapidement, mais je n'ai que 16 ans et je ne peux donc travailler que le week-end.

Matériel requis pour l'assemblage
Il est clair que vous ne pouvez pas fabriquer un graveur laser sans les bonnes pièces, j'ai donc élaboré une fiche technique avec presque tout ce dont vous avez besoin pour en fabriquer un. Presque toutes les pièces sont achetées sur Aliexpress car c'est bon marché et la livraison est gratuite sur la plupart des articles. D'autres pièces telles que des tiges usinées et des feuilles de MDF (peuvent être fabriquées à partir de contreplaqué) ont été achetées dans une quincaillerie locale. Le laser et le pilote laser ont été commandés sur eBay.

J'ai essayé de trouver les prix les plus bas pour toutes les pièces (hors frais de port).
Il m’a fallu beaucoup de temps avant de proposer ce design. J'en ai fait quelques autres d'abord, mais celui-ci était vraiment le plus beau de tous les autres. Tout d’abord, j’ai dessiné tous les détails dans un éditeur graphique et je les ai imprimés en taille naturelle.
J'assemble l'ensemble du graveur à partir de feuilles MDF de 18 mm et 12 mm d'épaisseur.

Cette conception a également été choisie car il était facile de fixer un axe Z et un outil, transformant ainsi notre machine en fraiseuse.

Processus de construction

Après avoir imprimé les dessins, il me restait des pièces à assembler. La première chose que j'ai faite a été d'installer la porte du boîtier électronique sur le côté gauche et le verrou à charnière (la porte s'installe sans difficulté, donc je l'ai fait en premier. Pour assembler le boîtier électronique, j'ai utilisé beaucoup de supports en fer en forme de L avec des trous pour les vis autotaraudeuses. Si le corps est prévu pour être en contreplaqué, vous devez d'abord y percer des trous pour les vis autotaraudeuses.

Tout d'abord, le côté gauche du boîtier électronique a été retiré et l'avant et l'arrière du boîtier ont été installés dessus à l'aide de supports. Je n'ai pas utilisé de vis ni de clous pour installer le couvercle et le panneau de commande, mais j'ai vissé les mêmes supports aux murs et j'ai simplement placé le couvercle et le panneau dessus afin qu'il n'y ait aucun inconvénient lors de l'installation future de l'électronique.

Après avoir mis de côté le boîtier électronique et pris la plaque de base et les pièces de support de l'axe X, vous devez les installer comme indiqué sur les photos, en vous assurant que l'axe X et le support moteur se trouvent sur le côté droit de la machine CNC. Vous pouvez désormais installer le boîtier électronique en toute sécurité de la même manière que sur les images.

Ensuite, deux arbres de 700 mm ont été prélevés, sur lesquels ont été enfilés chacun deux roulements linéaires et ils ont été fixés sur la machine elle-même à l'aide de supports d'extrémité spéciaux pour arbres rectifiés.
A ce stade, voici ce que j'ai obtenu :

Mettez cette moitié de la machine laser de côté pendant un moment et prenez soin de la partie mobile X, et soutenez l'axe Y et fixez le support d'arbre à la partie mobile de l'axe X avec des écrous et des boulons et fixez le support à l'axe X. avec deux noix.

1. Prenez maintenant deux arbres de 500 mm, placez un roulement linéaire sur chaque arbre, placez un support d'arbre à chaque extrémité de chaque arbre et installez-les sur la machine.
2. Fixez l'écrou mobile de l'axe Y à la partie mobile de l'axe Y avec des écrous et des boulons, et vissez-le aux roulements linéaires avec des vis autotaraudeuses.
3. Fixez la vis mère et le moteur pas à pas.
4. Connectez le tout à l'autre moitié du graveur et fixez la vis mère et le moteur pas à pas.

Vous devriez maintenant avoir quelque chose de similaire à ce qui est montré sur cette photo :

Electronique pour la machine

J'ai également installé un morceau de bois dans le boîtier électronique pour fixer le moteur pas à pas.

Ou vous pouvez simplement placer le couvercle et le panneau sur le graveur pour admirer le travail effectué et le magnifique design.

Conclusions

C'est peut-être toutes les informations qu'il nous a transmises, mais c'est une très bonne instruction pour ceux qui rêvent d'assembler de leurs propres mains une bonne machine laser maison pour la maison et les loisirs.

L'assemblage du graveur laser lui-même n'est pas particulièrement coûteux, car le nombre de pièces est minime et leur coût n'est pas particulièrement élevé.

Les pièces les plus chères sont probablement les moteurs pas à pas, les guides et, bien sûr, les pièces de la tête laser elle-même avec un système de refroidissement.

Cette machine particulière mérite une attention particulière, car tous les graveurs laser ne permettent pas d'installer rapidement une fraiseuse sur le 3ème axe et de transformer la machine en une fraiseuse CNC à part entière.

En conclusion, je voudrais dire : si vous voulez vraiment assembler de vos propres mains une machine CNC de haute qualité, qui servira fidèlement pendant de nombreuses années, vous n'avez pas besoin de lésiner sur chaque détail et d'essayer de rendre les guides plus fluides. que ceux d'usine ou remplacez la vis à billes par un goujon et un écrou. Même si une telle machine fonctionnera, la qualité de son travail et l'ajustement constant de la mécanique et des logiciels vous frustreront tout simplement, vous faisant regretter le temps et l'argent dépensés.

Pour fabriquer une machine à graver laser ou à commande numérique par ordinateur, nous aurons besoin de :
DVD-ROM ou CD-ROM
- Contreplaqué de 10 mm d'épaisseur (6 mm peuvent être utilisés)
- Vis à bois 2,5 x 25 mm, 2,5 x 10 mm
- Arduino Uno (des cartes compatibles peuvent être utilisées)
- Pilote moteur L9110S 2 pcs.
- Laser 1000 MW 405nm Bleuviolet
-Joystick analogique
- Bouton
- Alimentation 5V (j'utiliserai une alimentation d'ordinateur ancienne mais fonctionnelle)
- Transistor TIP120 ou TIP122
- Résistance 2,2 kOhm, 0,25 W
- Fils de connexion
- Scie sauteuse électrique
- Percer
- Forets à bois 2 mm, 3 mm, 4 mm
- Vis 4 mm x 20 mm
- Écrous et rondelles 4 mm
- Fer à souder

- Soudure, colophane
Étape 1 Démontez les lecteurs.

Tout lecteur de CD ou de DVD convient au graveur. Il faut le démonter et retirer le mécanisme interne, ils existent en différentes tailles :

Il est nécessaire de retirer toutes les optiques et le circuit imprimé situés sur le mécanisme :

Au deuxième mécanisme, vous devez coller une plaque sur laquelle le laser sera ensuite fixé. Il existe de nombreuses options de fabrication et cela dépend de ce que vous avez sous la main. J'ai utilisé une plaque modèle en plastique. À mon avis, c'est l'option la plus pratique. J'ai obtenu ce qui suit :

Étape 2 Fabriquer le corps.
Pour réaliser le corps de notre graveur nous utiliserons du contreplaqué de 10 mm d'épaisseur. Si vous ne l'avez pas, vous pouvez prendre du contreplaqué d'épaisseur inférieure, par exemple 6 mm, ou remplacer le contreplaqué par du plastique. Vous devez imprimer les photos suivantes et utiliser ces modèles pour découper une partie inférieure, une partie supérieure et deux parties latérales. Aux endroits marqués d'un cercle, faites des trous pour des vis autotaraudeuses d'un diamètre de 3 mm.

Après la découpe, vous devriez obtenir ce qui suit :

Dans les parties supérieure et inférieure, vous devez percer des trous de 4 mm pour fixer vos pièces d'entraînement. Je ne peux pas marquer immédiatement ces trous, car ils sont différents :

Lors du montage, vous devez utiliser des vis à bois de 2,5 x 25 mm. Aux endroits où les vis sont vissées, il est nécessaire de pré-percer des trous avec un foret de 2 mm. Sinon, le contreplaqué pourrait se fissurer. Si vous envisagez d'assembler le boîtier en plastique, il est nécessaire de prévoir la connexion des pièces avec des coins métalliques et d'utiliser des vis d'un diamètre de 3 mm. Pour lui donner un aspect esthétique, notre graveur devra poncer toutes les pièces avec du papier de verre fin si vous le souhaitez, elles pourront être peintes ; J'aime le noir, j'ai peint toutes les pièces en noir.

Étape 3 Préparez l'alimentation.
Pour alimenter le graveur, vous avez besoin d'une alimentation de 5 volts avec un courant d'au moins 1,5 ampères. J'utiliserai une ancienne alimentation d'ordinateur. Coupez tous les coussinets. Pour démarrer l'alimentation, vous devez court-circuiter les fils vert (PC_ON) et noir (GND). Vous pouvez placer un interrupteur entre ces fils pour plus de commodité, ou vous pouvez simplement les tordre ensemble et utiliser l'interrupteur d'alimentation, s'il y en a un.

Pour connecter la charge, nous produisons des fils rouge (+5), jaune (+12) et noir (GND). Le violet (veille +5) peut produire un maximum de 2 ampères ou moins, selon l'alimentation. Il y a de la tension même avec les fils vert et noir ouverts.

Pour plus de commodité, nous collons le graveur à l'alimentation électrique avec du ruban adhésif double face.

Étape 4 Joystick pour le contrôle manuel.
Pour définir la position de gravure initiale, nous utiliserons le joystick et le bouton analogiques. Nous plaçons tout sur le circuit imprimé et sortons les fils à connecter à l'Arduino. Vissez-le au corps :

On se connecte selon le schéma suivant :

Sortie X - broche A4 Arduino Sortie Y - broche A5 Arduino Out Sw – broche 3 Arduino Vcc - +5 Alimentation Gnd – Gnd Arduino

Étape 5 Placez l'électricité.
Nous placerons toute l’électricité derrière notre graveur. Nous fixons l'Arduino Uno et le pilote de moteur avec des vis autotaraudeuses de 2,5 x 10 mm. Nous nous connectons comme suit :

Nous connectons les fils du moteur pas à pas le long de l'axe X (tableau) aux sorties du pilote de moteur L9110S. En outre, comme ceci :
B-IA – broche 7 B-IB – broche 6 A-IA – broche 5 A-IB – broche 4 Vcc - +5 de l'alimentation GND - GND

Nous connectons les fils du moteur pas à pas le long de l'axe Y (laser) aux sorties du pilote de moteur L9110S. En outre, comme ceci :
B-IA – broche 12 B-IB – broche 11 A-IA – broche 10 A-IB – broche 9 Vcc - +5 de l'alimentation GND – GND

Si, au premier démarrage, les moteurs bourdonnent mais ne bougent pas, il vaut la peine d'échanger les fils vissés des moteurs.

N'oubliez pas de vous connecter :
+5 d'Arduino - +5 alimentation GND Arduino – GND Alimentation

Étape 6 Installez le laser.
Internet regorge de schémas et d'instructions pour fabriquer un laser à partir d'une diode laser à partir d'un graveur de DVD-Rom. Ce processus est long et compliqué. Par conséquent, j'ai acheté un laser prêt à l'emploi avec un pilote et un radiateur de refroidissement. Cela simplifie grandement le processus de fabrication du graveur laser. Le laser consomme jusqu'à 500 mA, il ne peut donc pas être connecté directement à l'Arduino. Nous connecterons le laser via un transistor TIP120 ou TIP122.

Une résistance de 2,2 kOm doit être incluse dans l'espace entre la base du transistor et la broche 2 de l'Arduino.

Il n'y a pas beaucoup de connexions ici, donc on soude le tout au poids, on l'isole et on visse le transistor au fond du boîtier :

Pour fixer solidement le laser, il est nécessaire de découper une autre plaque dans le même plastique que la plaque collée sur l'axe Y. Nous y fixons le radiateur de refroidissement laser avec les vis incluses dans le kit laser :

Nous insérons le laser à l'intérieur du radiateur et le fixons avec les vis également incluses dans le kit laser :

Et on visse toute cette structure sur notre graveur :

Étape 7 Environnement de programmation Arduino IDE.
Vous devez télécharger et installer l'IDE Arduino. La meilleure façon de le faire est d'utiliser le projet officiel.

La dernière version au moment de la rédaction des instructions est ARDUINO 1.8.5. Aucune bibliothèque supplémentaire n'est requise. Vous devez connecter l'Arduino Uno à votre ordinateur et y télécharger le croquis suivant :

Après avoir rempli le croquis, vous devez vérifier que le graveur fonctionne comme il se doit.

Attention! Un laser n'est pas un jouet ! Un faisceau laser, même flou, même réfléchi, endommage la rétine lorsqu'il pénètre dans l'œil. Je recommande fortement d'acheter des lunettes de sécurité ! Et tous les travaux de test et de réglage sont effectués uniquement avec des lunettes de protection. Vous ne devez pas non plus regarder le laser pendant le processus de gravure sans lunettes.

Allumez le courant. Lorsque la position du joystick change vers l'avant ou vers l'arrière, la table doit bouger et l'axe Y, c'est-à-dire le laser, doit se déplacer de gauche à droite. Lorsque vous appuyez sur le bouton, le laser doit s'allumer.

Ensuite, vous devez ajuster la mise au point du laser. On met des lunettes de sécurité ! Placez une petite feuille de papier sur la table et appuyez sur le bouton. En changeant la position de la lentille (on fait pivoter la lentille), on trouve la position à laquelle le point laser sur la feuille est minimal.

Étape 8 Préparation du traitement.
Pour transférer l'image vers le graveur, nous utiliserons l'environnement de programmation Processing. Besoin de télécharger depuis officiel

Bon moment à tous !

Dans cet article, je souhaite partager avec vous le processus de création d'un graveur laser basé sur un laser à diode en provenance de Chine.

Il y a plusieurs années, j'avais envie d'acheter une version prête à l'emploi d'un graveur chez Aliexpress avec un budget de 15 000, mais après une longue recherche, je suis arrivé à la conclusion que toutes les options présentées sont trop simples et sont essentiellement des jouets. . Mais je voulais quelque chose de table et en même temps d’assez sérieux. Après un mois de recherche, il a été décidé de fabriquer cet appareil de nos propres mains, et c'est parti...

A ce moment-là, je n'avais pas encore d'expérience en imprimante 3D et en modélisation 3D, mais tout allait bien avec le dessin)

Voici en fait un de ces graveurs tout faits venus de Chine.

Après avoir examiné les options de conceptions mécaniques possibles, les premiers croquis de la future machine ont été réalisés sur une feuille de papier..))

Il a été décidé que la zone de gravure ne devrait pas être plus petite qu'une feuille A3.

Le module laser lui-même a été l'un des premiers à être acheté. Puissance 2W, car c'était la meilleure option pour un prix raisonnable.

Voici le module laser lui-même.

C’est ainsi qu’il a été décidé que l’axe X se déplacerait le long de l’axe Y et sa conception a commencé. Et tout a commencé avec la calèche...

L'ensemble du châssis de la machine a été réalisé à partir de profilés en aluminium de formes diverses, achetés chez Leroy.

A cette époque, les croquis n'apparaissaient plus sur du papier de cahier ; tout était dessiné et inventé dans le Compass.

Après avoir acheté 2 mètres de profilé carré 40x40 mm pour construire le châssis de la machine, au final seul le chariot lui-même en a été fabriqué..))

Les moteurs, les roulements linéaires, les courroies, les arbres et toute l'électronique ont été commandés auprès d'Aliexpress pendant le processus de développement et les plans sur la manière dont les moteurs seraient montés et sur la carte de commande qui serait modifiée en cours de route.

Après quelques jours de dessin dans Compass, une version plus ou moins claire du design de la machine a été déterminée.

Et c'est ainsi que l'axe X est né..))

Parois latérales de l'axe Y (désolé pour la qualité photo).

Convenable.

Et enfin le premier lancement !

Un modèle 3D simple de l’aspect général de la machine a été construit afin de déterminer avec précision son aspect et ses dimensions.

Et c'est parti... Plexiglas... Peinture, câblage et autres petites choses.

Et finalement, lorsque tout a été réglé et que la dernière partie a été peinte en noir 8), la ligne d'arrivée est arrivée !

Grâce au développement rapide de technologies innovantes de traitement des matériaux, les prix des équipements obsolètes chutent rapidement. Ainsi, les graveurs laser, récemment vendus à des prix inaccessibles au citoyen moyen, peuvent désormais être achetés non seulement par les grandes entreprises, mais également par tout entrepreneur privé.

Tout cela simplifie grandement la possibilité de fournir des services privés sur le marché de la gravure. De nombreuses entreprises confirment la baisse des prix des équipements de gravure laser avec leurs catalogues de prix, qui présentent une grande variété de modèles d'appareils et d'équipements pour réaliser des gravures au laser. Vous ne pouvez choisir le meilleur graveur qu'en vous familiarisant avec les caractéristiques de cet équipement, son prix et ses caractéristiques techniques.

Principe de fonctionnement des appareils laser

Les appareils laser sont divisés en groupes selon la composition de leur fluide de travail. Dans l'industrie, les graveurs à semi-conducteurs et les graveurs à CO2 sont principalement utilisés, utilisant le dioxyde de carbone comme fluide de travail pour pomper le faisceau. Le pompage d'un corps solide (cristal) d'un laser ou d'un volume fermé d'un mélange gazeux se produit en raison du fonctionnement d'émetteurs de lumière puissants ou de décharges électriques à haute tension dans l'espace environnant.

Situé entre deux miroirs, le faisceau laser monochrome résultant oscille de manière répétée dans le fluide de travail, de l'un à l'autre. Dans le même temps, l'énergie du faisceau augmente géométriquement en raison de l'introduction de nouvelles portions d'énergie - les quanta de lumière. Au moment où la puissance de rayonnement pompée atteint la valeur requise dans ses paramètres pour effectuer l'opération technologique, une partie d'un faisceau laser monochrome traverse un miroir translucide et est dirigée vers la zone de traitement du matériau. Ce processus de pompage d'énergie dans un cristal ou un mélange gazeux se produit presque continuellement, ce qui crée des conditions pour un rayonnement laser stable à la sortie du dispositif résonateur.

Les technologies de production de faisceaux laser sont constamment améliorées ; la science, en conjonction avec la pratique industrielle, recherche de nouvelles façons de produire un rayonnement monochrome et cohérent, qui pourrait avoir une plus grande puissance tout en réduisant le coût de l'énergie électrique consommée. Le thème des technologies laser est particulièrement pertinent car leur utilisation ne se limite pas aux développements technologiques dans le traitement de divers matériaux, la gravure et la découpe. Les questions d'amélioration des dispositifs laser intéressent de nombreux autres domaines de l'activité humaine.

Applications techniques des lasers

Étant un équipement universel, le graveur à faisceau a une très large gamme d'applications. Avec son aide, vous pouvez appliquer des fragments de texte et des images à des matériaux de nature très variée, du bois au plastique en passant par les tissus. Cette liste comprend également des matériaux de fragilité accrue sous forme de verre et de plexiglas. Après tout, lorsqu'un graveur laser fonctionne, la pièce elle-même n'est pas soumise à un échauffement important ni à des contraintes mécaniques sévères.

Les principaux consommateurs d’équipements laser restent :

• agences et sociétés produisant des produits publicitaires;
• entreprises de l'industrie de l'imprimerie;
• entrepreneurs privés qui fournissent des services de gravure.

Les sociétés de publicité conservent une position de leader sur le marché des services de gravure utilisant des équipements laser. La technologie laser leur permet de produire des images aux propriétés et contenus les plus variés, en utilisant des matériaux aux propriétés et natures très larges.

Les entreprises privées utilisant des graveurs laser visent principalement à obtenir des images uniques sur des céramiques de cuisine, des vêtements et des articles de papeterie. Les graveurs laser pour réaliser des tampons sont désormais très demandés. Mais il sera quasiment impossible de fournir la liste complète des produits dans la fabrication desquels les technologies de gravure laser sont utilisées. Cela indique la plus forte demande dans les entreprises et les petits cabinets privés pour des équipements de cette classe. L'efficacité de l'utilisation des graveurs laser est très élevée et les installations elles-mêmes ne nécessitent pratiquement pas de réparations ni d'entretien périodiques. Les coûts d'exploitation sont également minimes et l'usure des pièces actives des machines laser est presque nulle, même avec une longue durée de vie. La clarté et la précision des images obtenues à l'aide de graveurs laser ne diminuent pas avec le temps.

Les produits de gravure laser sont vendus par de nombreuses entreprises, tant des fabricants que des revendeurs réputés. Possédant une haute qualité de travail garantie, ces appareils présentent de nombreux avantages par rapport aux machines mécaniques du groupe gravure :

• les images appliquées sont très résistantes à tout facteur externe ;
• Les matériaux très fragiles peuvent également être traités avec un faisceau laser ;
• la clarté des images obtenues à l'aide d'un faisceau laser est actuellement supérieure à toutes les autres méthodes et technologies existantes ;
• en cas d'écarts dans la forme d'une image donnée, les ajustements et corrections dans le programme d'application sont très simples à effectuer ;
• Avec une faible consommation d’énergie, les graveurs laser ont une productivité élevée.

À l'aide d'appareils laser, il est très pratique de marquer des produits industriels constitués de divers matériaux. Les graveurs laser 3D sont très populaires parmi les fabricants de divers souvenirs. Il est largement demandé dans les technologies d'impression modernes, dans les entreprises engagées dans la production de produits artistiques à partir de polymères, de tissus et de verre à des fins publicitaires.

Il est difficile de limiter l’utilisation des technologies laser à une industrie ou une activité commerciale particulière. Vous pouvez souvent voir comment une personne achète un mini graveur laser pour sa maison, afin que, dans son environnement domestique calme, elle puisse produire des pièces et des gravures dans une grande variété de directions. La plupart des graveurs laser fabriqués ont un objectif universel, permettant aux utilisateurs de traiter des produits fabriqués à partir d'une grande variété de matériaux. Cela inclut un graveur laser sur verre, qui ne provoque ni fissuration ni déformation de la pièce pendant le fonctionnement.

Lorsque vous décidez quel graveur laser acheter, vous devez privilégier les appareils les plus efficaces en termes de solutions techniques et d'exigences modernes. Après tout, cet équipement se modernise rapidement et, après peu de temps, il pourrait s'avérer obsolète par rapport aux innovations technologiques à venir. La chose la plus sûre à faire est de privilégier lors des achats les entreprises de renommée mondiale et qui ont fait leurs preuves non seulement dans notre pays.

Il est très important que l'équipement acheté soit un graveur laser CNC, car seuls ces appareils permettent d'obtenir des gravures du plus haut niveau sans opérateur de machine hautement qualifié, sans y consacrer beaucoup de temps et d'efforts. Il suffit d'entrer le programme de fabrication du produit dans l'unité de commande et la machine fera tout le reste parfaitement en fonctionnement automatique. La plupart des machines-outils modernes sont équipées de ces unités de commande numérique et programmée, ce qui réduit le travail manuel, augmente la productivité des machines et permet d'obtenir une qualité inégalée dans la production de pièces.

En plus des considérations ci-dessus, lors de l’achat, il est important de prendre en compte le prix du graveur laser. En règle générale, les équipements dotés de caractéristiques techniques modernes ont un coût très raisonnable. Et les caractéristiques de prix des équipements ont toujours influencé le coût des produits fabriqués, offrant ainsi la possibilité d'élargir la gamme de services fournis. Tous ces facteurs favorables créent la compétitivité d’une entreprise de gravure laser sur le marché des services moderne, garantissant un niveau de profit élevé et une courte période de récupération des investissements au stade initial de l’activité.

Étant donné qu'à côté des entreprises nationales, les entreprises étrangères fabriquent également des machines laser plein format et des graveurs laser de bureau, vous devez être en mesure de faire le choix optimal. Bien entendu, il faut payer le prix fort pour les paramètres de haute performance des équipements européens. Mais un graveur laser chinois, ayant des caractéristiques techniques similaires, coûtera beaucoup moins cher. Et la qualité des équipements chinois augmente rapidement, atteignant souvent les fabricants mondiaux d'équipements laser en termes de ces indicateurs. Le graveur laser chinois, si vous le regardez à travers le prisme de l'indicateur qualité-prix, n'est inférieur à aucune autre option industrielle mondiale pour la fabrication de ces machines.

Découpe laser de matériaux

Il est très courant d'utiliser un graveur laser pour découper une variété de matériaux, de l'acier noir et blanc au PVC non tissé. À l'aide d'un équipement laser, vous pouvez non seulement appliquer des images de haute précision sur la surface des produits, mais également les découper en parties séparées selon un programme donné. À ces fins, l’industrie produit des machines appelées graveurs et découpeurs laser. Fonctionnant dans plusieurs modes, ces appareils peuvent bien gérer les opérations de gravure tout en ayant la possibilité de passer aux matériaux de découpe.

Les machines de découpe laser se caractérisent par la plus haute précision du produit obtenu et grâce à l'utilisation de cette technique de haute technologie, les bords coupés sont toujours absolument lisses et uniformes. Avec une telle opération de découpe, aucune contrainte mécanique ne se produit sur le matériau à découper ; seule une zone microscopique d'influence du faisceau laser entraîne la fusion du matériau, suivie de l'élimination de la matière fondue ou de la vapeur résultante de la zone découpée.

Il convient également de noter la vitesse technologique élevée de découpe au laser, ainsi que la consommation d'énergie et de temps la plus faible. Une machine de gravure laser est tout à fait adaptée pour résoudre le problème de la découpe précise et de la découpe du matériau. Travaillant en mode découpe, il est capable de produire les pièces spécifiées par le programme dans les plus brefs délais et avec une grande précision.

À l'aide de la découpe laser, vous pouvez fabriquer à la fois des produits métalliques complexes et des éléments de jouets pour enfants et des vêtements légers à partir d'une grande variété de tissus. Entre ces types extrêmes de matériaux, il existe un grand groupe de substances qui se prêtent parfaitement à la découpe avec un faisceau laser monochrome, y compris les tissus du corps humain lors d'opérations chirurgicales modernes de haute technologie. Il suffit de considérer qu'un graveur laser pour métal doit avoir une puissance suffisante pour chauffer et couper le métal, mais un graveur laser pour bois consomme beaucoup moins d'énergie, car la combustion de fibres de bois ne nécessite pas de coûts énergétiques élevés.

Certains types de graveurs laser

Considérons certains types d'appareils laser, les appareils les plus courants pour la gravure et la découpe de matériaux. En comparant leurs caractéristiques de performance, vous pouvez choisir la machine la plus adaptée pour réaliser les opérations envisagées par l'entrepreneur.

Le graveur laser chinois Neje est utilisé pour le traitement de matériaux dans un large éventail d'activités. Grâce à sa précision et à sa haute qualité de traitement, ce laser de 500 mW est capable de graver tout type de matériau sur des matériaux sélectionnés, de la mousse de polystyrène aux matériaux plus résistants comme le plastique et le bois. La conception individuelle de l'appareil et les accessoires qui l'accompagnent pour élargir le champ d'activité attirent un grand nombre d'acheteurs.

Caractéristiques du graveur laser NEJE DK-8 Pro 5 :

• une puissance de 500 mW permet d'effectuer des travaux de gravure sur de nombreux matériaux, notamment le bois, le caoutchouc et le plastique ;
• la personnalisation de tous les accessoires est effectuée au niveau du filigrane, en tenant compte de la résolution admissible du faisceau laser de 512x512 ;
• grâce à l'unité de contrôle logicielle, l'appareil peut être utilisé par une personne sans vaste expérience de travail avec des appareils de gravure ;

Le prix de la machine laser NEJE DK-8 Pro 5 étant de 4 millions 400 000 roubles, cet appareil vous permet d'effectuer un grand nombre d'opérations technologiques, ce qui justifie pleinement le coût de son achat.

Le graveur laser de bureau DIY est fabriqué dans une large gamme de puissances - de 2 100 mW à 8 000 mW. Cette machine de gravure et de découpe peut être équipée d'un laser bleu de type semi-conducteur avec n'importe laquelle des puissances spécifiées. Le choix du laser est dicté par l'épaisseur du métal à découper et la vitesse maximale de gravure à la surface du matériau. Le logiciel de haute qualité de l'appareil rend son utilisation simple et pratique. La communication entre la machine et votre ordinateur personnel est établie en y chargeant la dernière version du module logiciel et en installant le pilote de périphérique.

Pour réaliser une gravure, il suffit de sélectionner un motif adapté et de démarrer la machine pour l'exécuter. Avec du matériel de bricolage, vous pouvez graver et découper en utilisant des matériaux de natures très diverses. Les meilleurs résultats sont obtenus en gravant sur de l'acrylique, du bois, du contreplaqué et du carton, ainsi que sur des plastiques de toute composition.

De petites dimensions, le graveur Endurance DIY est largement utilisé à la fois pour résoudre des problèmes professionnels et à la maison. Le logiciel de la machine se trouve sur la carte flash fournie avec celle-ci. En installant le pilote sur votre ordinateur à partir de celui-ci, en le plaçant dans n'importe quel dossier, vous pouvez contrôler la machine directement à l'aide d'une souris et d'un clavier. Un tel graveur domestique est tout simplement une aubaine pour ceux qui font leurs premiers pas dans le domaine du traitement de matériaux avec un faisceau monochrome.

Le prix d'un laser DIY dépend de la puissance de sortie sélectionnée. Il se situe actuellement entre 30 000 et 55 000 roubles. Ce coût ne comprend pas la livraison du matériel au client à l'adresse indiquée.

Les graveurs CNC et les graveurs Speedy sont connus pour leurs bonnes critiques et leurs caractéristiques d'utilisateur. Ayant un prix très raisonnable, ces appareils disposent d’une gamme de fonctionnalités assez large.

Essayons de comprendre comment fabriquer un graveur laser de vos propres mains. Il s'avère que même cet équipement technologique complexe peut être fabriqué de vos propres mains dans un atelier à domicile.

En tant que pistolet à rayons, on utilise généralement des modèles prêts à l'emploi, largement vendus sur notre marché par les fabricants chinois. Compte tenu de la haute qualité de ces appareils, leur prix ne dépasse généralement pas 5 000 roubles. Si une puissance élevée du faisceau laser n'est pas requise, un laser provenant d'un lecteur de disque informatique convient parfaitement. Ces pièces sont vendues sur notre marché pour près de quelques centimes. Et vous n’avez pas besoin de chercher un graveur d’occasion sur les sites Web ; vous pouvez tout fabriquer vous-même.

Pour ceux qui ont ces mains habiles, retirer un semi-conducteur à faisceau d'un lecteur d'ordinateur ne sera pas un problème. Il convient de garder à l’esprit qu’un appareil laser haute puissance nécessitera également un refroidissement intensif. Mais le dispositif d'enregistrement sur le lecteur de disque est suffisamment refroidi par un radiateur passif.

La poignée pour maintenir l'appareil peut être fabriquée à partir de cartouches en laiton provenant d'armes rayées ; les pistolets TT et PM sont plus appropriés. Après avoir percé les capsules, elles peuvent être placées étroitement les unes sur les autres pour former un corps, tandis que le laiton lui-même sert de bon radiateur.

Pour faire fonctionner un laser fait maison, vous aurez besoin d'une tension continue de 12 V. C'est exactement ce que l'ordinateur produit sur les connecteurs USB. Pour un appareil portable, une batterie provenant d'une alimentation sans interruption d'ordinateur est tout à fait appropriée. Toutes ces pièces peuvent être trouvées presque dans une décharge, mais un graveur laser portatif fabriqué à partir de celles-ci fonctionnera parfaitement !

Mais ce n’est qu’un élément à combustion manuelle. Pour créer une machine à coordonnées, vous devrez créer un dispositif de positionnement.

Si vous commencez à fabriquer un graveur fait maison basé sur le principe du faisceau, les Chinois disposent de nombreux kits KIT pour cela, qui peuvent être utilisés comme base de l'appareil.

Vous devrez fabriquer des chariots avec des roues en profilés d'aluminium. Le module de poutre fini devra être installé sur l'un d'eux et les deux autres chariots serviront à déplacer le guide. Si toute la structure est assemblée dans une boîte soignée et bien ventilée, vous obtiendrez un graveur complet et entièrement fonctionnel.

Le mouvement de la tête de poutre sera réglé par des moteurs pas à pas et le couple pourra être transmis au portail par des courroies crantées.

Mais il ne faut pas oublier que les vapeurs et fumées générées lors de la gravure sont dangereuses si elles sont inhalées. Dans la pièce où fonctionnera un tel graveur laser fait maison, une bonne ventilation doit être assurée. Nous ne devons pas oublier les autres mesures de sécurité : le faisceau ne doit pas être dirigé vers la peau d’une personne, encore moins vers ses yeux. Cela peut avoir de graves effets négatifs sur la santé.

L'essentiel est de se fixer un objectif précis et de travailler obstinément pour l'atteindre. Et tout s'arrangera certainement !