Содержание
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Всем доброго времени!
В этом посте хочу поделится с Вами процессом создания лазерного гравера на основе диодного лазера из Китая.
Несколько лет назад появилось желание приобрести себе готовый вариант гравера с Aliexpress с бюджетом в 15 тыс , но после долгих поисков я пришел к выводу, что все представленные варианты слишком простые и по сути являются игрушками. А хотелось что-то настольное и при этом достаточно серьезное. Спустя месяц исследований было принято решение сделать сей аппарат своими руками, и понеслась.
В тот момент у меня еще не было 3D принтера и опыта 3D моделирования, но зато с черчением все было в порядке)
Вот собственно один из тех готовых граверов из Китая.
Насмотревшись на варианты возможных конструкций механики, на листочке были сделаны первые эскизы будущего станка..))
Было принято решение, что область гравировки должна быть не меньше листа А3.
Сам лазерный модуль был куплен одним из первых. Мощностью 2W, так как это было самым оптимальным вариантом за разумные деньги.
Вот собственно сам лазерный модуль.
И так, было решено, что ось X будет ездить по оси Y и началось ее проектирование. А началось все с каретки.
Вся рама станка была сделана из алюминиевых профилей разной формы, купленных в Леруа.
Двигатели, линейные подшипники, ремни, валы и вся электроника заказывались с Aliexpress в процессе разработки и планы о том, как будут крепиться двигатели и какая будет плата управление менялись на ходу.
Спустя несколько дней черчения в Компасе был определен более менее четкий вариант конструкции станка.
А дальше. А дальше больше!
Боковины оси Y (извиняюсь за качество фото).
И это было только начало.
Дальше был корпус!
Была построена простенькая 3D модель общего вида станка, дабы уже точно определиться с его внешним видом и размерами.
И наконец, когда все было подогнано и последняя деталь была выкрашена в черный цвет 8) , наступила финишная прямая!
Теперь немного красивых фото))
И самое главное не забывать про технику безопасности.
Надевайте специальные защитные очки при работе с лазером!
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Не секрет, что каждому из нас в детстве хотелось иметь такое устройство, как лазерная установка, которая могла бы разрезать металлические уплотнения и прожигать стены. В современном мире эта мечта легко воплощается в реальность, поскольку теперь можно соорудить лазер с возможностью резки различных материалов.
Электрическая схема блока питания лазерного диода.
Разумеется, в домашних условиях невозможно изготовить настолько мощную лазерную установку, которая будет прорезать железо или дерево. Но при помощи самодельного устройства можно резать бумагу, полиэтиленовое уплотнение или тонкий пластик.
Лазерным устройством можно выжигать различные узоры на листах фанеры или на дереве. Оно может использоваться в качестве подсветки объектов, расположенных в удаленной местности. Область его применения может быть как развлекательной, так и полезной в строительных и монтажных работах, не говоря о реализации творческого потенциала в сфере гравировки по дереву или оргстеклу.
Как правильно сделать пол из фанеры.
Обзор поделок из фанеры: их плюсы и минусы.
Режущий лазер
Инструменты и принадлежности, которые потребуются для того, чтобы изготовить лазер своими руками:
Рисунок 1. Схема лазерного светодиода.
- неисправный DVD-RW привод с рабочим лазерным диодом;
- лазерная указка или портативный коллиматор;
- паяльник и мелкие провода;
- резистор на 1 Ом (2 шт.);
- конденсаторы на 0,1 мкФ и 100 мкФ;
- аккумуляторы типа ААА (3 шт.);
- маленькие инструменты типа отвертки, ножика и напильника.
Этих материалов будет вполне достаточно для предстоящих работ.
Итак, для лазерного устройства в первую очередь необходимо подобрать DVD-RW привод с поломкой механического характера, поскольку оптические диоды должны быть в исправности. Если у вас отсутствует износившийся привод, придется приобрести его у людей, которые продают его на запчасти.
При покупке следует учитывать, что большинство приводов от производителя Samsung являются непригодными для изготовления режущего лазера. Дело в том, что эта компания выпускает DVD-приводы с диодами, которые не защищены от наружного воздействия. Отсутствие специального корпуса означает, что лазерный диод подвержен тепловым нагрузкам и загрязнению. Его можно повредить легким прикосновением руки.
Рисунок 2. Лазер из DVD-RW привода.
Оптимальным вариантом для лазера будет привод от производителя LG. Каждая модель оснащается кристаллом с различной степенью мощности. Этот показатель определяется скоростью записывания двухслойных DVD-дисков. Крайне важно, чтобы привод был именно записывающим, поскольку в нем содержится инфракрасный излучатель, который нужен для изготовления лазера. Обычный не подойдет, так как он предназначен только для считывания информации.
DVD-RW со скоростью записи 16Х оснащен красным кристаллом мощностью 180-200 мВт. Привод со скоростью 20Х содержит диод мощностью 250-270 мВт. Высокоскоростные записывающие устройства типа 22Х оборудуются лазерной оптикой, мощность которой достигает 300 мВт.
Разборка DVD-RW привода
Этот процесс должен проделываться с тщательной осторожностью, поскольку внутренние детали имеют хрупкую структуру, их легко повредить. Демонтировав корпус, вы сразу заметите необходимую деталь, она выглядит в виде небольшого стеклышка, расположенного внутри передвижной каретки. Его основание и нужно извлечь, оно отображено на рис.1. Этот элемент содержит оптическую линзу и два диода.
На этом этапе сразу следует предупредить, что лазерный луч является крайне опасным для человеческого зрения.
При прямом попадании в хрусталик он повреждает нервные окончания и человек может остаться слепым.
Лазерный луч обладает ослепляющим свойством даже на расстоянии 100 м, поэтому важно следить за тем, куда вы его направляете. Помните, что вы несете ответственность за здоровье окружающих, пока такое устройство находится в ваших руках!
Рисунок 3. Микросхема LM-317.
Перед тем как приступить к работе, необходимо знать, что лазерный диод можно повредить не только неосторожным обращением, но и перепадами напряжения. Это может случиться за считанные секунды, поэтому диоды работают на основе постоянного источника электричества. При повышении напряжения светодиод в устройстве превышает свою норму яркости, вследствие чего разрушается резонатор. Таким образом, диод теряет свою способность к нагреву, он становится обычным фонариком.
На кристалл воздействует и температура вокруг него, при ее падении производительность лазера возрастает при неизменном напряжении. Если она превысит стандартную норму, резонатор разрушается по схожему принципу. Реже диод повреждается под воздействием резких перепадов, которые обуславливаются частыми включениями и выключениями устройства в течение короткого периода.
После извлечения кристалла необходимо моментально перевязать его окончания оголенными проводами. Это нужно для создания соединения между его выходами напряжения. К этим выходам нужно припаять малый конденсатор на 0,1 мкФ с отрицательной полярностью и на 100 мкФ с положительной. После этой процедуры можно снять намотанные провода. Это поможет защитить лазерный диод от переходных процессов и статического электричества.
Питание
Зависимость величины поглощенной энергии лазерного излучения от радиуса луча и типа соединения.
Перед созданием элемента питания для диода необходимо учесть, что он должен подпитываться от 3V и расходует до 200-400 мА в зависимости от скорости записывающего устройства. Следует избегать подсоединения кристалла к аккумуляторам напрямую, поскольку это не простая лампа. Он может испортиться даже под воздействием обычных батареек. Лазерный диод является автономным элементом, который подпитывается электричеством через регулирующий резистор.
Система питания может быть налажена тремя способами с различной степенью сложности. Каждый из них предполагает подпитку от постоянного источника напряжения (аккумуляторы).
Первый метод предполагает регуляцию электричеством при помощи резистора. Внутреннее сопротивление устройства измеряется путем определения напряжения во время прохода через диод. Для приводов со скоростью записи 16Х вполне достаточно будет 200 мА. При повышении этого показателя существует вероятность испортить кристалл, поэтому стоит придерживаться максимального значения в 300 мА. В качестве источника питания рекомендуется воспользоваться телефонным аккумулятором или пальчиковыми батарейками типа ААА.
Преимуществами этой схемы питания являются простота и надежность. Среди недостатков можно отметить дискомфорт при регулярной подзарядке аккумулятора от телефона и сложность размещения батареек в устройстве. Кроме того, трудно определить нужный момент для подзарядки источника питания.
Рисунок 4. Микросхема LM-2621.
Если вы используете три пальчиковых батарейки, эту схему можно легко обустроить в лазерной указке китайского производства. Готовая конструкция отображена на рис.2, два резистора на 1 Ом в последовательности и два конденсатора.
Для второго метода применяется микросхема LM-317. Этот способ обустройства системы питания намного сложнее предыдущего, он больше подойдет для стационарного типа лазерных установок. Схема основывается на изготовлении специального драйвера, который представляет собой небольшую плату. Она предназначена для ограничения электротока и создания необходимой мощности.
Цепь подключения микросхемы LM-317 отображена на рис.3. Для нее потребуются такие элементы, как переменный резистор на 100 Ом, 2 резистора на 10 Ом, диод серии 1Н4001 и конденсатор на 100 мкФ.
Драйвер на основе данной схемы поддерживает электрическую мощность (7V) вне зависимости от источника питания и окружающей температуры. Несмотря на сложность устройства эта схема считается простейшей для сборки в домашних условиях.
Третий метод является наиболее портативным, что делает его самым предпочтительным из всех. Он обеспечивает питание от двух батареек ААА, поддерживая постоянный уровень напряжения, подаваемого на лазерный диод. Система удерживает мощность даже при низком уровне заряда в аккумуляторах.
При полной разрядке батарейки схема перестанет функционировать, а через диод будет проходить небольшое напряжение, которое будет характеризоваться слабым свечением лазерного луча. Этот тип подачи питания является самым экономичным, его коэффициент полезности действия равняется 90%.
Схема двухстандартной оптической головки.
Для реализации такой системы питания понадобится микросхема LM-2621, которая размещена в корпусе размером 3×3 мм. Поэтому вы можете столкнуться с определенными трудностями в период припаивания деталей. Конечная величина платы зависит от ваших умений и сноровки, поскольку детали можно расположить даже на плате 2×2 см. Готовая плата отображена на рис.4.
Дроссель можно взять от обычного блока питания для стационарного компьютера. На него наматывается проволока с сечением 0,5 мм с количеством оборотов до 15 витков, как это показано на рисунке. Дроссельный диаметр изнутри составит 2,5 мм.
Для платы подойдет любой диод Шоттки со значением 3 А. К примеру, 1N5821, SB360, SR360 и MBRS340T3. Мощность, поступающая к диоду, настраивается резистором. В процессе настройки рекомендуется соединить его с переменным резистором на 100 Ом. При проверке работоспособности лучше всего использовать изношенный или ненужный лазерный диод. Показатель мощности тока остается таким же, как и на предыдущей схеме.
Подобрав наиболее подходящий метод, можно модернизировать его, если у вас есть необходимые для этого навыки. Лазерный диод нужно размещать на миниатюрном радиаторе, чтобы он не перегревался при повышении напряжения. По завершении сборки системы питания нужно позаботиться об установке оптического стекла.
Размещение оптики
Для создания коллиматора рекомендуется извлечь оптическую линзу из китайской лазерной указки. При этом луч будет иметь диаметр не менее 5 мм, что является слишком высоким показателем. Стоковая линза коллиматора сокращает диаметр луча до 1 мм, но для настройки такого лазера придется потрудиться. Это обусловлено небольшим фокусным расстоянием, что затрудняет регуляцию ширины луча.
Если вам все же удастся настроить стоковую оптику, лазер сможет легко разрезать полиэтиленовые пакеты и моментально лопать воздушные шары. При наведении на древесную поверхность луч прожжет ее, словно паяльник. Главное – не забывать о технике безопасности при использовании.
Всем привет! Хочу немного рассказать своем опыте выбора волоконного лазерного гравера-маркера для нужд своего бизнеса по гравировке.
Бюджет
Собственных накопленных средств было 400 тыс. руб. Еще был одобрен кредит в банке на 150 тыс. руб. но их использовать планировал только в крайнем случае.
Выбор поставщиков:
Сравнив цены по рынку — понял что не все так просто и разница в ценах у поставщиков доходит до 1 миллиона рублей!
Станки производства Россия, Австрия, США — в среднем 1,5 млн. руб.
На Алиэкспресс Китайские аналоги — Около 300 тыс. руб. У Российских поставщиков Китайских станков — около 500-600 тыс. руб. Из основных отличий всех вариантов — ресурс работы, качество гравировки, удобство ПО, техническая поддержка, обучение работе ну и гарантия. Понятно что все плюсы были у станков за 1,5 млн. руб., но обо всем по порядку.
Идею покупки станка на Алиэкспресс или покупку напрямую в Китае — решил отбросить, так как рисков уж очень много. Предоплата 100%, а 300 тыс. руб. деньги для меня и в целом для России не малые. На форумах почитал что брак попадется среди таких станков 50%. То есть может повезет а может и нет. Проявляется это в качестве гравировки — у бракованных станков уже на 2 месяц — непрожиги при гравировке на металле, падает мощность, а точность лазера ухудшается драматически. Замена станка в таком случае возможна, но это та еще история, нужно подготовить документы и отправить станок обратно на фабрику на диагностику, там нужно кучу документации оформить и сидеть ждать + оплатить все за свой счет (со слов форумчан, может пройти до полугода!). Каждый день простоя в моем бизнесе — это потеря денег, поэтому решил искать поставщика в России, желательно в Москве — благо выбор большой.
Денег на станок за 1,5 млн. руб. у меня не было, поэтому изучив форумы по теме лазеров, я решил что нужно ехать и смотреть станки в живую. Благо я территориально в Серпухове, недалеко от Москвы.
Посетив несколько адресов поставщиков, понял что Китайские лазеры тоже есть разные и порой отличаются между собой в цене в несколько раз. Побывав у производителей Американских лазеров SharpMark — понял что есть еще такая интересная функция как 3D гравировка на металле (это можно прям лицо человека в металле изготовить). Очень красиво и эффектно, чтобы сделать хорошее 3D может уйти до нескольких суток! В остальном для моих целей, а именно гравировки на сувенирах, изредка кольца и кулоны из драгметаллов — мне 3D негде применить.
Поэтому вариант с дорогим лазером отпал сам собой, окупаться такой лазер будет не один год и не три (хоть и нужно отдать должное продавцам Американских лазеров, мне предложили станок уже не за 1.5 млн. руб. а за 990 тыс. руб. — якобы бюджетную модель в которой и 3D уже нет).
Вообщем и 990 тыс. руб. — это не в рамках моего бюджета, поэтому решил что нужен хороший Китайский станок и обязательно с гарантией 2-3 года в России чтобы быстро могли починить.
Съездил еще в несколько компаний поставщиков Китайских лазеров. Для себя понял что такие компании тоже делятся тех у кого:
- Много разных станков (фрезеры, плазморезы, листогибочные станки, 3D принтеры и тд.)
- Только лазерные станки (маркировщики граверы, сварка, СО2 граверы)
Выбор пал на вторую категорию, техспециалисты у таких компаний грамотно общаются, знают лазеры на хорошем уровне, как правило много образцов гравировки и большой опыт в работе на лазере.
После общения техспециалистами понял что мне оптимален будет лазер мощностью 30 Вт (есть еще 20 Вт — не хватает для глубокой гравировки, и 50 Вт — цена уже под 1 млн.). Из допов решил взять еще поворотное устройство (для колец и терморужек) и линзу с полем 220х220 мм (в стандарте 110х110 мм — не всегда хватает размера поля).
Покупка
По итогу выбрал две компании, у кого по ценам примерно одинаково и начал торг. Деньги у меня были наличные + кредит = 550 тыс. руб. Выбил дополнительно себе гарантию 3 года (2 года по умолчанию у обоих поставщиков было) и скидку за 100% предоплату 50 тыс. руб.
Работаю седьмой месяц, полет нормальный. На обучение ездил сам лично в офис. После станок забрал на машине (взял настольную версию). Пару раз вылетало ПО, обновил драйвера для Win10 пока все работает без сбоев. Были проблемы с гравировкой пластика, решилось корректировкой макета в CorelDraw (там были наложения линий друг на друга и пластик вспенивался там где линии накладывались).
