Как собрать лазерный гравёр своими руками: способы, материалы, инструкции

Лазерный гравёр по дереву: необходимые материалы и пошаговая инструкция

Самодельный лазерный гравёр для работы по дереву изготовить довольно просто. Достаточно приложить руки и немного фантазии. Кстати, таким устройством можно будет наносить надписи не только на деревянную, но и на пластиковую или кожаную поверхность, например на ремень.

А для того чтобы было проще, питание на него будет подаваться не от аккумуляторной батареи, а от обычного компьютера через USB-шнур. Хотя если необходимо сделать устройство для гравировки по дереву своими руками портативным, можно использовать обычный Power Bank.

ФОТО: appinformers.comPower Bank можно использовать как АКБ

Для изготовления потребуется:

  • 2 стреляных гильзы калибра 8 мм и укороченная 7,62 мм (стартовый либо газовый пистолет и ТТ);
  • лазерный светодиод (около 250-300 мВт), который можно демонтировать со старого DVD-привода;
  • линза из того же привода;
  • гнездо USB;
  • латунная трубка с внутренним диаметром 10 мм;
  • 3 резистора с общим сопротивлением 30 Ом;
  • резистор на 50 Ом;
  • тонкие провода;
  • кнопка включения.

Конечно же, без паяльника, дрели, бормашинки и любимого термоклея здесь не обойтись. Когда всё необходимое готово, можно приступать к работе. А как её выполнить, будет рассказано в пошаговой инструкции с фотопримерами и детальными объяснениями.

ФОТО: goods.ruСамый используемый инструмент «для всего»

Статья по теме:

Лазерный резак для фанеры своими руками

На сегодняшний день станки лазерной резки по дереву набирают все большую популярность. Такая особенность объясняется достаточно просто. При производстве сувенирной, рекламной, мебельной и столярной продукции, нередко возникает необходимость быстро, качественно выполнить сложные элементы, разрезы.

Справиться с поставленной задачей своими руками сможет не каждый инструмент, и здесь на помощь может прийти лазерная резка и гравировка.

Резка дерева лазерным станком

Дерево считается самым красивым из всех известных человечеству материалов. Кроме этого, древесина относится к экологически чистому, безопасному и более качественному материалу, который используется с давних времен. Применяется в различных сферах производства, в частности в строительстве.

Из древесины сегодня производят множество разнообразной продукции, которую мы используем как в быту, так и в качестве декоративных элементов.

Не так давно, каждая манипуляция: резка, гравировка, выжигание, велась по старинке — своими руками. Процесс был, конечно, трудозатратным, но очень интересным и увлекательным. Сегодня же любые действия с древесиной можно производить, используя лазерные станки и подручный инструмент.

На дерево лазер оказывает тепловое воздействие. Осуществляя резку, станок сплавляет кромку, тем самым защищая дерево от микробов и бактерий, обеспечивая более долгий срок службы изделию.

В отличие от слесарных инструментов, при работе с оборудованием не возникает никаких отходов, щепок, опилок, заготовка или макет не деформируется, а рисунок полностью соответствует оригиналу. Однако каждая порода дерева обрабатывается по – разному. Все зависит от породы, толщины, влажности, твердости, а также от сезона поставки.

Виды лазерных станков по фанере

Станки с числовым программным управлениемОтлично справиться с заготовками из любого дерева смогут современные лазерные станки с ЧПУ. Однако, не смотря на свою многофункциональность, каждая модель имеет свои особенности и характеристики:

  • Станки напольные. Рабочий стол станка может варьироваться от 0,5 метра до 2 метров. Такие станки рассчитаны на установку в специализированном помещении и используются, как правило, на тяжелых производствах. Станки имеют монолитный корпус, который обеспечивает им устойчивость всей конструкции, а также эффективно снижает вибрационный фон, возникающий при эксплуатации. Основным назначением такого оборудования считается резка, гравировка, раскрой дерева.
  • Станки настольные. Небольшого размера макет, не требующий установки в производственном помещении. Идеально подходят для обработки в домашних условиях или в стенах небольшого офиса. Отличная оптическая система позволяет справляться с высококачественной резкой и декорированием заготовок.
  • Компактные станки. Своими руками при помощи маркера можно нанести декоративные элементы на различную объемную продукцию (ручки, брелоки, украшения, любой макет и т.д.), при этом каждая деталь будет четко просматриваться, а рисунок будет отличаться долговечностью. Такая особенность достигается за счет особенной конструкции маркера с высокотехнологичной оптической системой.

Принцип работы

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

Комплектующие детали

Каждому мастеру нужно помнить, что из старого принтера можно сделать много интересных приспособлений. В заводском изделии чаще всего ломается только одна деталь, в то время как все остальные механизмы остаются пригодными для дальнейшей работы. Самым ценным считается МФУ и матричные устройства. При самостоятельной разборке можно получить много ценных деталей:

  1. Направляющая, изготовленная из каленой стали. Во многих корейских и китайских аппаратах эта деталь может быть выполнена из самого дешевого сплава. Устройство необходимо для изготовления станка ЧПУ либо самодельных печатных установок.
  2. Крепежные детали. Гайки, винты, болты, шестеренки. Для настоящего домашнего умельца все детали нужны, так как отсутствие элемента нужного размера существенно усложняет работу.
  3. Узел скольжения головки. В струйных принтерах этот элемент изготовлен из пластика, из-за чего может использоваться только для ЧПУ. В матричных моделях узел скольжения запрессован в бронзовую втулку, что идеально подходит для металлообрабатывающих домашних станков.
  4. Шаговый двигатель. Он обеспечивает движение бумаги. Пользователю лучше демонтировать старый двигатель с контроллером и драйвером.

Устройство и принцип работы

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.

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.

Откуда взять диод для лазера?

Рабочий орган любого лазера – это лазерный диод. Его можно купить почти в любом магазине радиотехнике, либо достать из нерабочего привода для компакт-дисков. Дело в том, что неработоспособность привода редко связана с выходом из строя лазерного диода. Имея в наличии сломанный привод можно без лишних затрат достать нужный элемент. Но нужно учесть, что его тип и свойства зависят от модификации привода.

Самый слабый лазер, работающий в инфракрасном диапазоне, установлен в CD-ROM дисководах. Его мощности хватает только для считывания CD дисков, а луч почти невидим и не способен прожигать предметы. В CD-RW встроен более мощный лазерный диод, пригодный для прожига и рассчитанный на ту же длину волны. Он считается наиболее опасным, так как излучает луч в невидимой для глаза зоне спектра.

Дисковод DVD-ROM оснащён двумя слабыми лазерными диодами, энергии которых хватает только для чтения CD и DVD дисков. В пишущем приводе DVD-RW установлен красный лазер большой мощности. Его луч виден при любом освещении и может легко воспламенять некоторые предметы.

В BD-ROM стоит фиолетовый или синий лазер, который по параметрам схож с аналогом из DVD-ROMа. Из пишущих BD-RE можно достать наиболее мощный лазерный диод с красивым фиолетовым или синим лучом, способным к прожигу. Однако найти для разборки такой привод достаточно сложно, а рабочее устройство стоит дорого.

Самым подходящим является лазерный диод, взятый из пишущего привода DVD-RW дисков. Наиболее качественные лазерные диоды установлены в LG, Sony и Samsung приводах.

Как запрограммировать 3D-принтер

Краткая инструкция по настройке принтера:

  1. Выбрать 3D-модель. Изделие можно нарисовать самому в специальном CAD-редакторе или найти готовый чертеж — в интернете полно моделей разной сложности.
  2. Подготовить 3D-модель к печати. Это делают методом слайсинга (slice — часть). К примеру, чтобы распечатать игрушку, ее модель нужно с помощью программ-слайсеров «разбить» на слои и передать их на принтер. Проще говоря, слайсер показывает принтеру, как печатать предмет: по какому контуру двигаться печатной головке, с какой скоростью, какую толщину слоев делать. 
  3. Передать модель принтеру. Из слайсера 3D-чертеж сохраняется в файл под названием G-code. Компьютер загружает файл в принтер и запускает 3д-печать.
  4. Наблюдать за печатью.

Превращение 3D-принтера в лазерный гравер, требующее небольшой доработки

Почти любой 3D-принтер можно преобразовать в лазерный гравер/резак, способный резать дерево и гравировать практически на любом материале, кроме камня, керамики, стекла и металлов.

Лазер и оборудование

Какую модель лазера выбрать? С лазером мощностью 0,5 Вт можно гравировать только на дереве, пластике или коже. Такие лазеры стоят довольно дешево.

Лазеры с более высокой выходной мощностью позволяют гравировать глубже и быстрее, а также режут фанеру. Лазер мощностью 2,5 Вт сможет разрезать фанеру толщиной 4 мм за несколько проходов.

Вот ссылки на несколько разных лазеров и регулятор напряжения 5В:

Подготовка 3D принтера для установки лазера

Сначала отсоедините вентилятор, экструдер и выньте держатель экструдера, чтобы просверлить в нем 2 отверстия для шурупов, которыми будет крепиться лазер.

Драйвер этого лазера с TTL-модуляцией требует не более 5 вольт питания, а порт 3D-принтера для питания вентилятора дает напряжение 12 В, приходится его понижать через регулятор напряжения.

После того, как припаяны провода к регулятору, нужно подключить лазерный диод, вентилятор, порт TTL и основной источник питания к маленькой материнской плате, которая входит в комплект лазера.

Установка лазера на 3D принтер

Поставьте обратно на принтер держатель и прикрутите к нему винтами лазерный модуль. Для дополнительного охлаждения модуля во время работы снизу в держателе можно просверлить дополнительные отверстия. Подсоедините контакты регулятора напряжения к порту вентилятора, откуда лазеру будут поступать команды — с какой мощностью работать по время гравирования. Последний шаг — подключить материнскую плату лазерного модуля к источнику питания. Для питания материнской платы можно использовать источник постоянного тока на 12 вольт или любой адаптер с таким же напряжением, который дает ток не менее 2 А.

И не забудьте о защитных очках!

Установите головку лазера в нулевую позицию (команда G28) и попробуйте порегулировать мощность в диапазоне от 1 до 255.

Вы можете наблюдать, как луч лазера почти гаснет и затем выдает максимальную мощность в 255.

Чтобы лучше понять, сфокусирован ли лазер, нужно уменьшить мощность до минимума и положить лист бумаги на рабочий стол (площадку). Крутите линзу лазера, пока луч не сфокусируется в маленькую точку.

Программное обеспечение для гравировки

Теперь пришла очередь заняться программным обеспечением для выполнения гравировки.

Скачайте векторный графический редактор Inkscape и два плагина для лазерной гравировки

► Плагин Raster 2 Laser GCode generator для генерации Gcode для лазерного резака / гравера, может работать с градациями серого

► Плагин для гравирования или вырезания по контуру J-Tech Photonics Laser Tool

После инсталляции программы Inkscape распакуйте оба плагина и скопируйте содержимое архивов в папку . Inkscapeshareextensions. Затем запустите программу и задайте рабочее пространство.

После этого импортируем изображение и переводим его в векторную форму, выполнив команду Trace Bitmap.

Не забудьте задать нужный размер изображения и поместить его в левый нижний угол.

Итак, первый плагин выгравирует изображение с заполнением 100%. Установите скорость около 1000 и нажмите Apply («Применить»). G-код сгенерируется виде txt-файла, замените расширение .txt на .gcode, вот и всё. Гравирование изображений довольно медленный процесс, но могут получиться действительно красивые картинки.

Гравировка или вырезание контуров

Для этого метода используется плагин J-Tech Photonics Laser Tool — плагин для фриварной программы для работы с векторной графикой InkScape. Нужно также установить правильную скорость гравировки и задать желаемое количество проходов, что удобно, если вы хотите разрезать фанеру.

Лазер мощностью 2,5 Вт способен разрезать фанеру толщиной 4 мм, на это уходит немного больше времени и гораздо больше проходов, но в целом это очень практичное оборудование для всех любителей техники и изготовления поделок. Если вы увлекаетесь электроникой, вы сможете гравировать свои собственные матрицы для печатных плат и многое другое.

Смотрите видео, где детально показан процесс переделки 3d принтера в лазерный гравер.

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.

Устройство гравировальных аппаратов

Лазерные граверы относятся к разряду высокотехнологичного оборудования. Помимо лазерной технологии их работу обеспечивают оптические устройства, управляющие программы и автоматизация контроля выполняемых действий. Общими для всех лазерных гравировальных устройств являются следующие конструктивные элементы.

  • Обеспечение точного позиционирования лазерного луча относительно обрабатываемого предмета гарантирует координатный стол. Он представляет собой станину, на которой установлены направляющие. От качества выполнения этого узла зависит точность и ровное перемещение подвижных элементов гравера.
  • Привод станка включает в себя микрошаговые двигатели или сервоприводы, которые обеспечивают движение подвижных частей. Особенность их в том, что в зависимости от характера действующего сигнала, они могут изменять скорость движения, направление вращения, количество оборотов. Усилие от двигателей передается к движущимся по направляющим механизмам с помощью ременных передач или шарико-винтовой пары.
  • Рабочий стол выполняет роль базировочного приспособления для гравируемых предметов. Большинство из них выполняются подъемными (вручную или автоматизированные) с целью достижения лучшего технологического положения между деталью и лазерной головкой. В зависимости от формы и свойств материалов обрабатываемых предметов столы имеют особенности конструкции (алюминиевые ламели, сотовые элементы, в виде тонких заостренных стержней и другие).
  • Оптическая система обеспечивает нужное направление и фокусировку луча. С помощью системы зеркал из специального материала, препятствующему рассеиванию, луч доставляется к фокусирующей линзе. Она сжимает всю энергию луча в диаметр размером несколько десятков миллиметра.
  • Собственно сам излучатель, состоящий, например, у газового лазера из лампы и блока накачки. Лазерная лампа — это три полости, находящиеся в стеклянном, металлическом или керамическом корпусах. Внутренняя и внешняя полости заполнены углекислым газом или его смесью с азотом и инертным газом. Средняя полость используется для охлаждения водой или другой специальной жидкостью. К электродам, находящимся внутри внутренней полости с газом, подается высокое напряжение, позволяющей трубке сгенерировать лазерное излучение.
  • Установить напряжение и силу тока, необходимую для формирования лазерного луча, помогает блок накачки.
  • Место гравировки должно очищаться от продуктов (следов) горения. Они не должны оседать на поверхности линзы. Такую функцию выполняет воздушный компрессор, являющийся неотъемлемой частью лазерного гравера.

Лазерный станок для гравировки и маркировки МиниМаркер 2-20А4.

  • Некоторые материалы при гравировке образуют большое количество дыма. Для его устранения аппарат комплектуется вытяжным вентилятором с гофрированными рукавами.
  • Во время работы гравера происходит нагрев лампы. От перегрева она может быстро выйти из строя. Емкость с дистиллированной водой с погруженной в нее водяной помпой неотъемлемый атрибут лазерного гравера.
  • Система управления станком представляет электронный блок, который подает команды на двигатели приводов, лазерный излучатель, системы воздушной очистки и охлаждения и другие. Команды формируются программным обеспечением, разработанным для выполнения конкретного вида гравировальных работ.
  • Для нанесения гравировки на поверхностях вращения станок опционально комплектуется специальным поворотным приспособлением, подобным имеющемся на токарном станке. Оно состоит из цилиндрического зажимного устройства и упора – центратора, перемещающегося на салазках гравировального станка.

Наиболее распространенные металлические порошки для 3D-принтеров

Современные аддитивные установки рассчитаны на работу с широкой номенклатурой сплавов, которые были тщательно протестированы на жароустойчивость, неуязвимость к коррозии или механическому воздействию, биосовместимость и безопасность. Каждый состав вобрал в себя характеристики входящих в него металлов, поэтому производители могут выбрать материал для печати изделий с конкретными характеристиками. Титан, сталь, алюминий, никель – самые исследованные металлы из-за широкого спектра областей внедрения.

Стальная печать

Сталь востребована в аддитивном производстве из-за повышенной прочности и пригодности для эксплуатации в различных сферах. Нержавейка – самый популярный вид данного металла. Материал устойчив к коррозии и может подвергаться термообработке.

Инструментальные стали применяются для изготовления крепких режущих, измерительных и т.п. приспособлений, рассчитанных на большие нагрузки и использование в экстремальных условиях. Готовые изделия оптимизированы по прочности и износоустойчивости.

Титановая печать

Уникальные свойства и доступная цена титана сделали его идеальным материалом для 3D-построения. Металл (Ti6Al4V, Ti6Al7Nb) крепок, легок, химически устойчив и биосовместим.

Алюминиевая печать

«Чистый» алюминий сложен в обработке, но композиты на его основе (AlSi12, AlSi7Mg0.6, AlSi10Mg, AlSi9Cu3) помогают добиться необходимых характеристик конечных изделий.

Специализированные сплавы

Помимо популярных металлов для 3D-печати используют уникальные составы, подходящие для эксплуатации в агрессивных средах или экстремальных условиях. «Суперсплавы» обладают повышенной прочностью, устойчивостью к высоким температурам, коррозии, окислению. Наиболее известный материал данной серии – Inconel – чрезвычайно сильный, жесткий и коррозионно-устойчивый ресурс, используемый в таких местах, как турбины, уплотнения двигателей и ракеты.

Другой востребованный композит – Кобальт Хром (CoCr), хорошо зарекомендовавший себя в секторе биосовместимых материалов и используемый в медицинских целях.

Цветные металлы

Составы на основе олова и меди (CuSn) отличают хорошие теплопроводящие характеристики и устойчивость к коррозии, полезные при изготовлении систем охлаждения.

Заключение

Долгосрочный успех металлических принтеров в значительной степени зависит от их способности надежно поддерживать широкий спектр материалов.

Современные технологии дают возможность наладить производство металлических порошков для 3D-печати с заданными характеристиками для достижения определенных целей. Поскольку распылению поддаются практически все известные металлы, ассортимент аддитивных ресурсов чрезвычайно насыщен.

3Д-индустрия имеет серьезный потенциал для увеличения рентабельности производства в различных отраслях. Аналитики предсказывают глобальный переход всех сфер жизни человека на аддитивные технологии, в основе которых лежат методики трехмерной печати порошками.

Хлебница, или мини-бар

Почти любой старый принтер при достатке времени, возможно, переделать в несколько интересных вещей. Например, полностью очистив принтер от всех лишних деталей, получившуюся форму, необходимо обтянуть тканью. Маленькое удобное пространство может использоваться по личному усмотрению, как мини-бар, или та же хлебница. Сгодится и как неплохой тайник.

Более умелые люди смогут хоть из обычного дешёвого струйного печатного устройства сделать ЧПУ станок. Следует разобрать устройство на комплектующие. К ценным и нужным нам деталям отбираем стальную калёную направляющую, в набор входит зубчатый ремень привода, а так же узел скольжения головки принтера, вместе с шаговыми двигателями. Так же в набор входят концевые выключатели, в изготовлении ЧПУ станков, чтобы ограничивать сбой и повреждения. Из полученных компонентов можно увидеть, что есть почти все необходимые детали для сборки станка ЧПУ.

Есть в принтере ещё одна замечательная деталь – плата, имеющая высоковольтные преобразователи. Стоит заметить процедура очень опасная. Вам понадобятся знания в єлектронике, в противном случае не стоит подвергать себя опасности. Однако в итоге получаем симпатичный шокер брелок.

В принтерах есть мощные двигатели, к которым можно прикрутить лопасти и добывать электричество, например на даче.

Важно помнить об аккуратности во время сооружения подобных устройств. Эти, и ещё много разных идей существует для старых устройств, вроде принтера, которые легко приспособить

Довольно часто среди владельцев плохо работающей или уже неисправной оргтехники всплывает вопрос о том, что можно сделать из старого принтера. Конечно, самый простой способ решения данной задачи заключается в отправке использованного струйника или лазерного принтера на . Но если у вас есть свободное время и некоторое желание, то из принтера можно сделать станок ЧПУ, т.е. оборудование с числовым программным управлением, которое нашло широкое применение для решения как любительских, так и профессиональных задач. Узнать об этом более подробно вы можете ниже, но для начала рассмотрим вопрос о том, что можно извлечь из старого печатающего устройства.

Приступаем к изготовлению

Чтобы начать изготавливать станок ЧПУ из старого принтера, вам потребуются некоторые запчасти, которые входят в струйные принтеры:

  • Приводы, шпильки, направляющие от принтера (желательно использовать несколько старых принтеров; принтеры необязательно должны печатать);
  • Привод от дисковода.
  • Материал для создания корпуса – фанера, ДСП и т.п.
  • Драйверы и контроллеры;
  • Материалы для крепежей.

Полученные станки с числовым программным управлением смогут выполнять различные функции. Всё, в конечном итоге, зависит от устройства, которое будет располагаться на выходе станке. Чаще всего из струйных принтеров делают , выжигатель (при помощи установки выжигателя на выходе устройства) и сверлильные машины для создания печатных плат.

Основой является деревянный ящик из ДСП. Иногда используют готовые, но не составит труда сделать го самостоятельно. Необходимо учесть, что внутри ящика будут располагаться электронные компоненты, контроллеры. Собирать всю конструкцию лучше всего при помощи саморезов. Не забывайте, что детали нужно располагать друг относительно друга под углом 90 градусов и крепить максимально прочно друг к другу.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
3D-тест
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: