Лазерный гравер по металлу своими руками

Содержание

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

Лазерный гравер по металлу своими руками

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 станок в процессе гравировки по дереву

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.

Этот гравер справится и с тонким пластиком

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.

Наибольшего вложения потребует электронная часть станка

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.

Электрическая схема гравера

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.

Сборка корпуса

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.

Испытайте свой самодельный лазерный гравер сначала на простых рисунках

Читайте также  Портальный станок плазменной резки металла с ЧПУ

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.

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

Источник: http://met-all.org/oborudovanie/prochee/lazernyj-graver-svoimi-rukami-iz-printera-dvd-pleer.html

Лазерный гравер по металлу для бизнеса

В наш век инноваций и высоких технологических разработок существует огромное количество идей начать свой бизнес с минимальными вложениями. Если вы дружите с техникой, тогда один из способов для начала своего дела – изготовление сувениров, печатей и других предметов, используя гравер по металлу. Настольный мини лазерный гравер по металлу дает возможность начать свой бизнес и создавать красивые предметы с гравюрой под заказ.

Такой лазерный станок позволит в домашних условиях, не тратя деньги на аренду помещения, создавать своими руками уникальные сувениры и печати. Именно последние, очень востребованы, так как, открывая свое предприятие, обязательно нужно иметь свою печать. Но сколько же стоит лазерный гравер по металлу, на каком остановить выбор?

Мини-граверы отличного качества

Гравировка на металле – весьма сложное занятие, и своими руками создать не удастся, а вот при помощи качественного лазерного станка, вполне возможно. Большой станок будет стоить дорого, но для изготовления печатей прекрасно подойдет настольный. В таблице ниже описаны хорошие станки и их цена.

Лазерный гравер по металлу Цена в рублях
Suda SL-40B От 155 000
Suda SL-4030 От 300 000
Suda SL-5030 От 330 000
Vektor KLD-6040 От 400 000
Roland EGX-350 От 320 000

Каждый из описанных в таблице лазерных граверов позволят создавать печати своими руками в домашних условиях. Но это еще не означает, что нужно сразу покупать дорогую модель, она не всегда отвечает тем требованиям, которые вам понадобятся для изготовления печати или других предметов. Но, какие же возможности дает граверный мини станок по металлу?

Какие возможности дает лазерный гравер?

Лазерный настольный гравер дает огромные возможности модернизировать разные предметы. Чтобы начать на нем работу нужно подсоединить станок к компьютеру, используя USB-интерфейс, и можно наносить любой узор или надпись на поверхность из металла. Можно точно сказать, что подобная технология позволит в очень короткие сроки принести хорошую прибыль и станок быстро окупится.

Гравировка фигурная по металлу в домашних условиях дело несложное, ведь создав на компьютере макет будущего орнамента или надписи, можно, запустив станок, воспроизвести это на поверхности любого размера и фактуры. Лазерный станок позволяет работать с разными видами металла, что дает огромный спектр возможностей для заработка. Так, к примеру, он может работать с:

Важно знать! На нашем сайте открылся каталог франшиз! Перейти в каталог…

  • традиционными металлами и сплавами, в составе которых присутствует медь, железо, алюминий, магний и цинк;
  • редкоземельными металлами и сплавами, в составе которых есть золото, никель и титан;
  • оксидами металлов;
  • металлами, имеющими фосфатированное или гальваническое покрытие.

Благодаря такому широкому выбору материалов, заказчиков будет много. Кто-то захочет нанести красивую роспись на золотое украшение, а кому-то надо будет написать поздравление на металлическом портсигаре или брелоке. Но самым выгодным бизнесом является создание печатей. Это дело очень трудоемкое, так как размер изделия небольшой, а нанести на это маленькое пространство нужно много. Но и оценивается такая работа очень хорошо.

Но что же делать, если денег нет на то, чтобы купить лазерный настольный гравер для изготовления печатей? В этом случае на него можно заработать, изготавливая первые модели в домашних условиях своими руками. Как все правильно изготовить и что понадобится?

Изготовление печатей своими руками

Начать изготовление первых своих моделей печатей будет несложно для тех, кто умеет держать в руках инструмент. Сделать гравировку на металле, возможно, любым острым предметом, например гвоздем.

Но итог творения может разочаровать, да и времени нужно потратить много, поэтому стоит отдать предпочтение граверу, его еще называют дремель. Есть модели, которые подключаются к сети, а есть и автономные.

Если вы планируете в этом направлении строить свой бизнес и заработать на хороший станок, тогда присмотритесь к модели с кронштейном, он поможет снять нагрузку с рук.

Так же понадобятся боры, их большое количество видов, самыми лучшими считаются алмазные, они крепкие и срок службы большой. Разновидностей их огромное количество, но на первое время пойдет пара: по работе с металлом и стеклом. Гравировка по металлу дома своими руками позволит создать прекрасные изделия, в том числе и печатей. Для изготовления в домашних условиях понадобится:

  • латунный лист, толщиной не более 1 мм;
  • гравер с бором по металлу;
  • средство для обезжиривания;
  • кристаллы сернокислого натрия;
  • калька;
  • лак без цвета.

После подготовки можно начинать делать печать своими руками. Главное, не спешить. Вся технология поэтапно описана в таблице ниже.

№ п/п                                          Этапы изготовления
 1. Сделать шлифовку и полировку лицевой стороны латунного листа.
 2. Обезжирить поверхность, для этой цели отлично подходит ацетон или бензин. После обработки к листу не дотрагиваться пальцами, чтобы не появились отпечатки с пальцев. Брать можно пинцетом, но его также стоит обезжирить.
 3. Теперь нужно провести тонирование. Для этого нужно приготовить состав: кристаллы сернокислого натрия добавить в воду. Стоит запомнить, что чем крепче раствор, тем больше плотность тонировки. Лицевую сторону листа протереть тампоном, смоченным в приготовленном растворе. Лист потемнеет и постепенно станет темно-коричневым. Чтобы ускорить процесс можно подогреть латунь, но нагрев должен идти сразу на весь лист, в противном случае цвет поверхности не будет равномерным.
 4. После изменения цвета (он станет более насыщенным) латунный лист промывают под проточной водой, это необходимо для того, чтобы убрать все излишки реактива. После лист просушить и можно приступать к нанесению узора.
 5. Рисунок наносят на кальку, изобразить нужно только контуры узора. Мелкие детали можно сразу наносить на металл. Кальку с узором располагают с лицевой стороны, загибают края за латунный лист и приклеивают на клей для резины. Предпочтение лучше отдавать этому типу клея, потому как его легко смыть после окончания процесса гравировки. После этого тонкой иглой нужно обвести узор.
 6. Теперь можно наносить рисунок при помощи устройства для гравировки. Кальку обязательно убрать, бор по металлу вставляют в наконечник со шлангом, после чего обводятся контуры нанесенного на металл узора. Перед тем как приступать к работе, нужно немного потренироваться. Рука должна легко двигаться, будто рисуешь карандашом.
 7. Когда будет нанесен контур, можно делать мелкие элементы. Когда узор будет нанесен полностью, поверхность покрывается бесцветным лаком. После высыхания лака нужно протереть поверхность тряпочкой.

Сохраните статью в 2 клика:

Для изготовления печатей особых навыков не нужно, работа трудоемкая, но все-таки выполнить ее своими руками в домашних условиях — возможно. Заработав этим видом творчества на хороший лазерный станок, который устанавливается на стол, можно расширить производство, после чего искать крупных заказчиков. Создавая детали с гравировкой на металле, уделив должное внимание качеству, можно быстро найти постоянных клиентов и тем самым организовать свое прибыльное дело.

Источник: http://megaidei.ru/arhiv-2015/nastolnyj-lazernyj-graver-po-metallu

Лазерный гравер своими руками – доступное решение для домашней мастерской

Лазеры давно вошли в наш обиход. Экскурсоводы применяют световые указки, строители с помощью луча выставляют уровни. Способность лазера нагревать материалы (вплоть до термического разрушения) используется при раскрое и декоративном оформлении.

Одно из применений – лазерная гравировка. На различных материалах можно получить тонкие узоры практически без ограничений по сложности.

Деревянные поверхности отлично подходят для выжигания. Особенно ценятся гравировки на оргстекле с подсветкой.

В продаже представлен богатый выбор гравировальных станков, преимущественно китайского производства. Оборудование не слишком дорогое, однако, покупка просто для развлечения нецелесообразна. Намного интересней сделать лазерный гравер своими руками.

Необходимо лишь раздобыть лазер мощностью несколько Вт, и создать рамную систему перемещения в двух осях координат.

Лазерный гравировальный станок своими руками

Лазерная пушка – не самый сложный элемент конструкции, к тому же есть варианты. В зависимости от задач, можно выбрать различную мощность (соответственно стоимость, вплоть до бесплатного приобретения). Умельцы из Поднебесной предлагают разные готовые конструкции, порой выполненные с высоким качеством.

Такой пушкой мощностью 2Вт можно даже фанеру резать. Возможность фокусировки на необходимом расстоянии позволяет контролировать как ширину гравировки, так и глубину проникновения (для 3D рисунков).

Стоимость подобного устройства порядка 5-6 тыс. рублей. Если высокая мощность не нужна – используйте маломощный лазер от пишущего привода DVD, который можно за копейки приобрести на радио рынке.

Есть вполне работоспособные решения, изготовление займет один выходной день

Как извлечь лазерный полупроводник из привода, объяснять не требуется, если вы умеете «делать вещи» руками – это не трудно. Главное – подобрать прочный и удобный корпус. К тому же, «боевой» лазер, пусть и маломощный, требует охлаждения. В случае с DVD приводом достаточно пассивного радиатора.

Корпус-рукоятку можно выполнить из двух латунных гильз от пистолета. Подойдут стреляные патроны от «ТТ» и «ПМ». Они имеют небольшую разницу в калибре, и отлично входят друг у друга.

Высверливаем капсюли, и на место одного из них устанавливаем лазерный диод. Латунь гильзы послужит отличным радиатором.
Остается подключить питание 12 вольт, например, от порта USB вашего компьютера. Мощности хватит, в компьютере привод запитан от того же блока питания. На этом все, лазерная гравировка своими руками в домашних условиях практически из мусора.

Если вам необходим координатный станок – можно закрепить прожигающий элемент на готовом позиционирующем устройстве.

Лазерный гравер из принтера с засохшей чернильной головкой – прекрасный способ вернуть жизнь сломанному агрегату.

Немного поработать с подачей заготовки вместо бумаги (для плоской фанеры или металлической пластины это не проблема), и у вас есть практически заводской гравер. Программное обеспечение может и не понадобиться – используется драйвер от принтера.

При наличии схемы, вы просто подключаете сигнал подачи чернил на вход лазера, и «печатаете» на твердых материалах.

Читайте также  Какие металлоконструкции пользуются спросом

Самодельный лазерный гравер для работы с большими площадями

В качестве основы берется любой чертеж для сборки так называемых KIT наборов от тех же друзей китайцев.
Найти алюминиевый профиль не проблема, изготовить каретки с колесиками тоже. На одну из них устанавливается готовый лазерный модуль, другая пара кареток будет перемещать направляющую ферму. Движение задают шаговые двигатели, крутящий момент передается с помощью зубчатых ремней.

Конструкцию лучше собрать внутри какого-нибудь ящика, с активной вентиляцией. Выделяющийся при гравировке едкий дым вреден для здоровья. При эксплуатации в помещении, необходима вытяжка на улицу. Кратковременное воздействие на кожу человека, вызывает сильный ожог.

Если вы работаете с металлическими пластинами, отраженные блики луча могут повредить сетчатку глаза. Лучшей защитой послужит оргстекло красного цвета. Это нейтрализует синий лазерный луч, и позволит контролировать процесс в реальном времени.
Схема управления собирается на любом программируемом контроллере. Наибольшей популярностью пользуются системы Arduino UNO, продающиеся на тех же китайских сайтах электроники. Решение недорогое, но эффективное и практически универсальное.

Самый распространенный вариант – подключение к персональному компьютеру. Создание рисунка и параметров гравировки происходит на любом стандартном графическом редакторе.

Если ваша картинка растровая – следует произвести трассировку.

Подключив и запрограммировав контроллер USB, вы сможете выводить задание на гравировку непосредственно с цифрового носителя (флешки), предварительно создав файл на компьютере.
Итог:

Гравировальный станок с лазерной головкой настолько доступен, что его можно приобрести не только для коммерческого применения, но и для личного использования.

Изготовление поделок для детей, экономия на рекламных материалах для собственной фирмы, дизайнерские предметы для жилища – вот неполный перечень применения станка.

А самостоятельно изготовленная установка будет радовать вас минимальными затратами.

Лазерный гравер своими руками из DVD привода — видео инструкция

Лазерный гравер своими руками – доступное решение для домашней мастерской Ссылка на основную публикацию

Источник: http://obinstrumente.ru/dlya-doma/lazernyj-graver-svoimi-rukami.html

Самодельный лазерный гравёр: создание из принтера или DVD своими руками

Иногда бывает нужно красиво подписать подарок, но чем это сделать — непонятно. Краска расплывается и быстро стирается, маркер — не вариант. Лучше всего для этого подходит гравировка. Даже не придётся тратить на неё деньги, так как сделать лазерный гравёр своими руками из принтера сможет любой умеющий паять человек.

Главным элементом гравёра является полупроводниковый лазер. Он испускает сфокусированный и очень яркий луч света, который прожигает обрабатываемый материал. Регулируя мощность излучения, можно изменять глубину и скорость прожига.

В основе лазерного диода лежит полупроводниковый кристалл, сверху и снизу которого находятся P и N области. К ним подсоединены электроды, по которым подводится ток. Между этими областями расположен P — N переход.

В сравнении с обычным лазерный диод выглядит великаном: его кристалл можно подробно рассмотреть невооружённым взглядом.

Расшифровать значения можно следующим образом:

  1. P (positive) область.
  2. P — N переход.
  3. N (negative) область.

Торцы кристалла отполированы до идеального состояния, поэтому он работает как оптический резонатор. Электроны, стекая из положительно заряженной области в отрицательную, возбуждают в P — N переходе фотоны.

Отражаясь от стенок кристалла, каждый фотон порождает два себе подобных, те, в свою очередь, тоже делятся, и так до бесконечности. Цепная реакция, протекающая в кристалле полупроводникового лазера, называется процессом накачки.

Чем больше энергии подаётся на кристалл, тем больше её накачивается в лазерный луч. В теории, насыщать его можно до бесконечности, но на практике все обстоит иначе.

При работе диод нагревается, и его приходится охлаждать. Если постоянно наращивать подаваемую на кристалл мощность, рано или поздно наступит момент, когда система охлаждения перестанет справляться с отводом тепла и диод сгорит.

Мощность лазерных диодов обычно не превышает 50 Ватт. При превышении этой величины становится сложно сделать эффективную систему охлаждения, поэтому мощные диоды чрезвычайно дороги в производстве.

Существуют полупроводниковые лазеры на 10 и более киловатт, но все они — составные. Их оптический резонатор накачивается маломощными диодами, количество которых может достигать нескольких сотен.

В гравёрах составные лазеры не используются, так как их мощность слишком велика.

Создание лазерного гравера

Для простых работ, вроде выжигания узоров на дереве, не нужны сложные и дорогие устройства. Достаточно будет самодельного лазерного гравёра, работающего от аккумулятора.

Прежде чем делать гравёр, необходимо приготовить для его сборки следующие детали:

  1. Лазерный диод из DVD-RW привода.
  2. Фокусирующая линза.
  3. Алюминиевый П-образный профиль или трубка из цветного металла со внутренним диаметром 15-20 мм.
  4. Электролитический конденсатор 50 В, 2200 мкФ.
  5. Резистор 5 Ом.
  6. Плёночный конденсатор 100 нФ.
  7. Тактовая кнопка.
  8. Выключатель.
  9. Теплопроводящий клей.
  10. Аккумулятор типа 18650 и холдер для него.
  11. Коробка из-под губки для обуви.
  12. Скотч, в том числе и двухсторонний.
  13. Клеевой термопистолет с расходниками.
  14. Контроллер заряда.
  15. Гнездо Jack 2,1 Х 5,5 мм.

Вытащите из DVD-привода пишущую головку.

Аккуратно извлеките фокусирующую линзу и разбирайте корпус головки до тех пор, пока не увидите 2 лазера, спрятанных в теплораспределяющие кожухи.

Один из них — инфракрасный, для считывания информации с диска. Второй, красный, — пишущий. Для того чтобы их отличить, подайте на их выводы напряжение в 3 вольта.

Распиновка выводов:

Перед проверкой обязательно наденьте тёмные очки. Ни в коем случае не проверяйте лазер, глядя на окошко диода. Смотреть нужно только на отражение луча.

Необходимо выбрать лазер, который засветился. Оставшийся можно выбросить, если не знаете, куда его применить. Для защиты от статики спаяйте все выводы диода вместе и отложите его в сторонку. Отпилите от профиля 15 см отрезок. Просверлите в нём отверстие под тактовую кнопку. Проделайте в коробке вырезы под профиль, гнездо для зарядки и выключатель.

Принципиальная схема лазерного гравёра из DVD своими руками выглядит следующим образом:

Залудите контактные площадки на плате контроля заряда и холдере:

С помощью проводов к контактам В+ и В- контроллера заряда припаяйте отсек для аккумулятора. Контакты + и — идут на гнездо, оставшиеся 2 — на лазерный диод. Сначала навесным монтажом спаяйте схему питания лазера и хорошо заизолируйте её скотчем.

Проследите, чтобы выводы радиодеталей не замыкались между собой. Припаяйте к питающей схеме лазерный диод и кнопку. Поместите собранное устройство в профиль и приклейте лазер теплопроводящим клеем. Остальные детали закрепите на двухсторонний скотч. Установите на своё место тактовую кнопку.

Вставьте профиль в коробку, выведите провода и закрепите его термоклеем. Припаяйте выключатель и установите его. Ту же процедуру проделайте с гнездом для зарядки. Термопистолетом приклейте на свои места аккумуляторный отсек и контроллер заряда. Вставьте в холдер батарею и закройте коробку крышкой.

Перед началом использования нужно настроить лазер. Для этого в 10 сантиметрах от него поставьте лист бумаги, который будет мишенью для лазерного луча. Разместите фокусирующую линзу перед диодом. Отдаляя и приближая её, добейтесь прожига мишени. Приклейте линзу к профилю в месте, где был достигнут наибольший эффект.

Собранный гравёр отлично подойдёт для мелких работ и развлекательных целей вроде поджигания спичек и прожига воздушных шариков.

Помните, что гравёр — это не игрушка, детям давать его нельзя. Лазерный луч при попадании в глаза вызывает необратимые последствия, поэтому храните устройство в недоступном для детей месте.

Изготовление прибора с ЧПУ

При больших объёмах работ обычный гравёр не справится с нагрузкой. Если вы собираетесь использовать его часто и много, вам понадобится устройство с числовым программным управлением.

Сборка внутренней части

Даже в домашних условиях можно сделать лазерный гравёр. Для этого из принтера нужно извлечь шаговые двигатели и направляющие. Они будут приводить в движение лазер.

Полный список необходимых деталей выглядит следующим образом:

  • Лазерный диод из пишущего привода.
  • Радиатор для диода.
  • 3 шаговых двигателя.
  • 6 направляющих круглого сечения.
  • Крепления для направляющих.
  • 3 двойных или 6 одинарных кареток скольжения.
  • Блок питания 5 В, 4 А.
  • Arduino UNO.
  • 2 драйвера шаговых двигателей.
  • 2 выключателя.
  • Лист металла 50 х 50 см и толщиной 2 мм (для основания).
  • Большой лист фанеры.
  • Уголки для скрепления фанеры.
  • Саморезы.
  • 2 мебельных петли.
  • Провода сечением 0,5 мм².
  • Подвижный кабель-канал.
  • Пластиковые стяжки для проводов.
  • Транзистор IRFZ44.
  • 2 прижимных ролика.
  • 5 шестерней.
  • Металлический стержень (ось для шестерней и роликов).
  • 4 подшипника.
  • Зубчатый ремень.
  • Понижающий DC-DC преобразователь на 2 А.
  • Четыре концевых выключателей.
  • Тактовая кнопка.
  • Гнездо Jack 2,1 х 5,5 мм.
  • 4 резиновые или силиконовые ножки.
  • Теплопроводящий клей.
  • Эпоксидная смола с отвердителем.

Схема подключения всех компонентов:

Вид сверху:

Расшифровка обозначений:

  1. Полупроводниковый лазер с радиатором.
  2. Каретка.
  3. Направляющие оси X.
  4. Прижимные ролики.
  5. Шаговый двигатель.
  6. Ведущая шестерня.
  7. Зубчатый ремень.
  8. Крепления направляющих.
  9. Шестерни.
  10. Шаговые электродвигатели.
  11. Основание из листа металла.
  12. Направляющие оси Y.
  13. Каретки оси X.
  14. Зубчатые ремни.
  15. Опоры креплений.
  16. Концевые выключатели.

Измерьте длину направляющих и разделите их на две группы. В первой окажутся 4 коротких, во второй — 2 длинных. Направляющие из одной группы должны быть одинаковой длины.

Добавьте к длине каждой группы направляющих по 10 сантиметров и вырежьте по полученным размерам основание. Из обрезков согните П-образные опоры для креплений и приварите их к основанию. Разметьте и просверлите в них отверстия для болтов.

Просверлите в радиаторе отверстие и вклейте туда лазер, используя теплопроводящий клей. К нему припаяйте провода и транзистор. Болтами прикрутите радиатор к каретке.

Установите на две опоры крепления для направляющих и зафиксируйте их болтами. Вставьте в крепления направляющие оси Y, на их свободные концы наденьте каретки оси X. В них вденьте оставшиеся направляющие с установленной на них лазерной головкой. Наденьте на направляющие оси Y крепления и прикрутите их к опорам.

Просверлите отверстия в местах крепления электромоторов и шестерёночных осей. Установите на свои места шаговые двигатели и на их валы наденьте ведущие шестерни. Вставьте в отверстия заранее нарезанные из металлического стержня оси и закрепите их эпоксидным клеем. После его застывания наденьте на оси шестерни и прижимные ролики со вставленными в них подшипниками.

Установите зубчатые ремни так, как это показано на схеме. Перед закреплением натяните их. Проверьте подвижность оси Х и лазерной головки. Они должны перемещаться с небольшим усилием, вращая через ремни все ролики и шестерни.

Подключите к лазеру, двигателям и концевикам провода и стяните их стяжками. Получившиеся пучки уложите в подвижные кабель-каналы и закрепите их на каретках.

Концы проводов выведите наружу.

Изготовление корпуса

Просверлите в основании отверстия для уголков. Отступите от его краёв 2 сантиметра и начертите прямоугольник.

Читайте также  Как покрыть хромом металл в домашних условиях

Его ширина и длина повторяет размеры будущего корпуса. Высота у корпуса должна быть такой, чтобы в него помещались все внутренние механизмы.

Расшифровка обозначений:

  1. Петли.
  2. Тактовая кнопка (старт/стоп).
  3. Выключатель питания Arduino.
  4. Выключатель лазера.
  5. Гнездо 2,1 х 5,5 мм для подачи 5 В питания.
  6. Защитный короб DC-DC инвертора.
  7. Провода.
  8. Защитный короб Arduino.
  9. Крепления корпуса.
  10. Уголки.
  11. Основание.
  12. Ножки из нескользящего материала.
  13. Крышка.

Вырежьте из фанеры все детали корпуса и скрепите их уголками. С помощью петель установите на корпус крышку и прикрутите его к основанию. В передней стенке вырежьте отверстие и просуньте сквозь него провода.

Соберите из фанеры защитные кожухи и вырежьте в них отверстия под кнопку, выключатели и гнёзда. Установите Arduino в кожух так, чтобы USB разъём совпал с предназначенным для него отверстием. Настройте DC-DC преобразователь на напряжение 3 В при токе 2 А. Закрепите его в кожухе.

Установите на свои места кнопку, гнездо питания, выключатели и спаяйте электрическую схему гравёра воедино. После припаивания всех проводов установите кожухи на корпус и прикрутите их саморезами. Чтобы гравёр заработал, нужно залить прошивку в Arduino.

После прошивки включите гравёр и нажмите кнопку «Старт». Лазер оставьте выключенным. Нажатие кнопки запустит процесс калибровки, во время которого микроконтроллер измерит и запомнит длину всех осей и определит положение лазерной головки. После его завершения гравёр станет полностью готовым к работе.

Прежде чем начинать работать с гравёром, нужно перевести изображения в понятный для Arduino формат. Сделать это можно с помощью программы Inkscape Laserengraver. Переместите в неё выбранное изображение и нажмите на Convert. Полученный файл отправьте по кабелю на Arduino и запустите процесс печати, включив перед этим лазер.

Такой гравёр может обрабатывать только предметы, состоящие из органических веществ: дерево, пластик, ткани, лакокрасочные покрытия и прочие. Металлы, стекло и керамику гравировать на нем не получится.

Никогда не включайте гравёр с открытой крышкой. Лазерный луч, попадая в глаза, концентрируется на сетчатке, повреждая её. Рефлекторное закрытие век вас не спасёт — лазер успеет выжечь участок сетчатки ещё до того, как они захлопнутся. При этом вы можете ничего не почувствовать, но со временем сетчатка начнёт отслаиваться, что может привести к полной или частичной потере зрения.

Если вы поймали лазерный «зайчик», как можно скорее обратитесь к офтальмологу — это поможет избежать серьёзных проблем в дальнейшем.

Источник: https://tokar.guru/samodelkin/izgotovlenie-lazernogo-gravera-svoimi-rukami.html

Лазерный резак/гравер своими руками

 Перевел SaorY для mozgochiny.ru

Доброго дня, мозгоинженеры! Сегодня поделюсь с вами руководством о том, как сделать лазерный резак мощностью 3Вт и рабочим столом 1.2х1.2 метра под управлением микроконтроллера Arduino.

Эта мозгоподелка родилась для создания журнального столика в стиле «пиксель-арт». Нужно было нарезать материал кубиками, но вручную это затруднительно, а через онлайн-сервис очень дорого. Тогда и появился этот 3-х ватный резак/гравер для тонких материалов, уточню, что промышленные резаки имеют минимальную мощность около 400 ватт. То есть легкие материалы, такие как пенополистирол, пробковые листы, пластик или картон, этот резак осиливает, а вот более толстые и плотные только гравирует.

Шаг 1: Материалы

• Arduino R3• Proto Board – плата с дисплеем• шаговые двигатели• 3-х ватный лазер• охлаждение для лазера• блок питания• регулятор DC-DC• транзистор MOSFET• платы управления двигателями• концевые выключатели• корпус (достаточно большой, чтобы вместить почти все детали списка)• зубчатые ремни• шарикоподшипники 10мм• шкивы для зубчатых ремней• шарикоподшипники• 2 доски 135х 10х2 см• 2 доски 125х10х2 см• 4 гладких стержня диаметром 1см• различные болты и гайки• винты 3.8см• смазка• стяжки-хомуты• компьютер• циркулярная Пила• отвертка• различные сверла• наждачная бумага

• тиски

Шаг 2: Электросхема

Электроцепь лазерной самоделки информативно представлена на фото, есть лишь несколько уточнений.

Шаговые двигатели: думаю, вы заметили, что два двигателя запускаются от одной платы управления. Это нужно для того чтобы одна сторона ремня не отставала от другой, то есть два двигателя работают синхронно и сохраняют натяжения зубчатого ремня, нужное для качественной работы поделки.

Мощность лазера: при настройке регулятора DC-DC убедитесь, что на лазер подается постоянное напряжение, не превышающее технические характеристики лазера, иначе вы его просто сожжете. Мой лазер рассчитан на 5В и 2.4А, поэтому регулятор выставлен на 2А и напряжение немного ниже 5В.

Транзистор MOSFET: это важная деталь данной мозгоподелки, так как именно этот транзистор включает и выключает лазер, получая сигнал от Arduino. Так как ток от микроконтроллера очень слабый, то только этот транзистор MOSFET может его воспринимать и запирать или отпирать контур питания лазера, другие транзисторы на такой слаботочный сигнал просто не реагируют. MOSFET монтируется между лазером и «землей» от регулятора постоянного тока.

Охлаждение: при создании своего лазерного резака я столкнулся с проблемой охлаждения лазерного диода, для избежания его перегрева. Проблема решилась установкой компьютерного вентилятора, с которым лазер отлично функционировал даже при работе 9 часов подряд, а простой радиатор не справлялся с задачей охлаждения. Еще я установил кулеры рядом с платами управления двигателями, так как они тоже прилично греются, даже если резак не работает, а просто включен.

Шаг 3: Сборка

В приложенных файлах корпус находится 3D модель лазерного резака, показывающая размеры и принцип сборки рамки рабочего стола.

Челночная конструкция: она состоит одного челнока отвечающего за ось Y, и двух спаренных челнока отвечающих за ось X. Ось Z не нужна, так как это не 3D принтер, но вместо нее лазер будет попеременно включаться и выключаться, то есть ось Z заменяется глубиной прожига. Все размеры челночной конструкции я постарался отразить на фото, уточню лишь, что все установочные отверстия для стержней в бортах и челноках глубиной 1.2см.

Направляющие стержни: стержни стальные (хотя алюминиевые предпочтительней, но стальные проще достать), довольно большим диаметром в 1 см, но такая толщина стержня позволит избежать провисания. Заводская смазка со стержней удалена, а сами стержни тщательно отшлифованы шлифмашинкой и наждачной бумагой до идеальной гладкости для хорошего скольжения. А после шлифовки стержни обработаны смазкой с белым литием, которая предотвращает окисление и улучшает скольжение.

Ремни и шаговые двигатели: Для установки шаговых двигателей и зубчатых ремней я пользовался обычными инструментами и материалами, попавшимися под руку. Сначала монтируются двигатели и шарикоподшипники, а затем сами ремни. В качестве кронштейна для двигателей был использован лист металла примерно одинаковый по ширине и в два раза больше по длине, чем сам двигатель.

В этом листе просверлено 4 отверстия для крепления на двигатель и два для крепления к корпусу самоделки, лист согнут под углом 90 градусов и прикручен саморезами к корпусу. С противоположной стороны от места крепления двигателя аналогичным образом установлена подшипниковая система, состоящая из болта, двух шарикоподшипников, шайбы и металлического листа.

По центру этого листа сверлиться отверстие, с помощью которого он крепится к корпусу, далее лист загибается пополам и уже по центру обоих половинок сверлится отверстие для установки подшипниковой системы. На полученную таким образом пару двигатель-подшипник надевается зубчатый ремень, который крепится к деревянному основанию челнока обычным саморезом.

Более понятно этот процесс представлен на фото.

Шаг 4: Софт

К счастью программное обеспечение для данной мозгоподелки бесплатно и с открытым исходным кодом. Все необходимое находится по нижеприведенным ссылкам:

Inkscape (для создания и преобразования контуров для прожига), с расширением для лазерного гравера.

UniversalGcodeSender-v1.0.7

Arduino IDE

With the GBRL Library
Все необходимое загружается на компьютер и сохраняется. Далее устанавливается Inkscape, и распаковывается архивlasergraver. Все что было в архиве копируется в папку Inkscape, чтобы было вот так C: \ Program Files (x86) \ Inkscape \ Share \ Extensions. На картинке показано что именно нужно копировать.

Далее по отдельности устанавливается Arduino IDE и GRBL библиотека, а потом просто распаковывается UniversalGcodeSender-v1.0.7.zip. Этот Universal G code является программой, которая посылает данные дизайна (контуров гравировки/резки) в Arduino. После распаковки этого архива, нужно найти и запустить файл start-windows.bat.

Настройка параметров Arduino: Первым делом загружается GRBL код в Arduino, для этого в Arduino IDE открывается вкладка Sketch/Import Library и выбирается пункт GRBL, затем из списка выбирается нужный код и загружается на Arduino.

Для дополнительной информации полезно перейти по ссылке With the GRBL Library. Когда код загружен, необходимо настроить параметры в соответствии со своим лазерным резаком и в этом поможет вот эта ссылка, где подробно описывается каждый параметр настройки.

А еще полезна эта ссылка, которая поможет рассчитать значения параметров для используемых материалов.

Шаг 5: Контуры для резки

Важные моменты: необходимо понимать и помнить, что это мозгоподелка не заполняет контур, если рисунок закрашен. Более понятно это показано на рисунке. И еще, файл дизайна примерфайлаконтура использует не пиксельный формат, как jpeg, а векторный. То есть изображение состоит из точек, а не пикселей, и его можно как угодно масштабировать, то есть изменять размеры контура для резки.

Создание векторного рисунка: После определения того, что нужно вырезать/выгравировать, необходимо перенести это в векторный рисунок. Для этого подходят Inkscape или Adobe Illustrator, но не Photoshop или GIMP, так как последние не работают с векторной графикой.

Преобразование векторного рисунка: Векторный рисунок должен быть преобразован в формат понятный лазерному резаку и для этого подходит расширение Inkscape Laserengraver. Более подробно на видео.

Шаг 6: Настройка и резка

На видео показано как подключить лазерную самоделку к компьютеру, настроить параметры софта и подготовить резак к работе.

Настройка параметров программы: главное убедиться, что максимальные значения X и Y совпадают со значениями, полученными при преобразовании векторного файла.

Регулировка оборудования: На фото показано, какой регулятор я подкручивал, чтобы понизить ток, шаг не обязательный, это просто быстрый и простой способ сфокусировать мозголазер без прожига материала.

Резка: скорость задана, лазер сфокусирован и направлен под нужным углом, остается только запустить лазерный резак и ждать!

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ ЛАЗЕРА. Перед началом обязательно ознакомьтесь с информацией о том, что такое лазерное излучение, чем оно вредно и как с ним обращаться. Знайте, что неправильное использование лазера может вызвать ожоги или слепоту, поэтому обязательно ознакомьтесь с этой ссылкой.

Во и все что я хотел рассказать о своем лазерном резаке/гравере. Благодарю за внимание!

Удачных самоделок!

(A-z Source)

Your browser doesn't support canvas.

Источник: http://mozgochiny.ru/electronics-2/lazernyiy-rezak-graver-svoimi-rukami/

Понравилась статья? Поделить с друзьями: