Leistungsstarker Do-it-yourself-Lasergravierer. Lasergravierer von alten DVD-Roms

Viele der Heimwerker, die sich in ihrer Werkstatt mit der Herstellung und Dekoration von Holz und anderen Materialien beschäftigen, haben wahrscheinlich darüber nachgedacht, wie sie mit ihren eigenen Händen einen Lasergravierer herstellen können. Die Verfügbarkeit solcher Geräte, deren Serienmodelle recht teuer sind, ermöglicht es, nicht nur die komplexesten Muster mit hoher Genauigkeit und Detailtreue auf die Oberfläche des Werkstücks aufzubringen, sondern auch das Laserschneiden verschiedener Materialien durchzuführen.

Ein selbstgebauter Lasergravierer, der deutlich weniger kostet als ein Serienmodell, kann auch ohne fundierte Kenntnisse in Elektronik und Mechanik hergestellt werden. Der Lasergravierer des vorgeschlagenen Designs wird auf der Arduino-Hardwareplattform zusammengebaut und hat eine Leistung von 3 W, während dieser Parameter für Industriemodelle mindestens 400 W beträgt. Aber selbst mit einer so geringen Leistung können Sie diese Maschine zum Schneiden von Produkten aus expandiertem Polystyrol, Korkplatten, Kunststoff und Karton verwenden sowie hochwertige Lasergravuren durchführen.

Notwendige Materialien

Um selbstständig einen Lasergravierer auf Arduino herzustellen, benötigen Sie die folgenden Verbrauchsmaterialien, Mechanismen und Werkzeuge:

• Hardwareplattform Arduino R3;
• Proto Board Platine ausgestattet mit einem Display;
• Schrittmotoren, die als Elektromotoren von einem Drucker oder einem DVD-Player verwendet werden können;
• ein Laser mit einer Leistung von 3 W;
• Laser-Kühlgerät;
• DC-Spannungsregler DC-DC;
• MOSFET-Transistor;
• elektronische Platinen zur Steuerung der Lasergravurmotoren;
• Endschalter;
• ein Koffer, in dem Sie alle Strukturelemente eines selbstgebauten Graveurs platzieren können;
• Zahnriemen und Riemenscheiben für deren Installation;
• Kugellager in verschiedenen Größen;
• vier Holzbretter (zwei davon mit Abmessungen von 135 x 10 x 2 cm und die anderen zwei - 125 x 10 x 2 cm);
• vier Metallstäbe mit kreisförmigem Querschnitt, deren Durchmesser 10 mm beträgt;
• Bolzen, Muttern und Schrauben;
• Schmiermittel;
• Kabelbinder;
• Computer;
• Bohrer mit verschiedenen Durchmessern;
• eine Kreissäge;
• Schleifpapier;
• Schraubstock;
• Standard-Werkzeugsatz.

Der elektrische Teil eines selbstgebauten Lasergravierers

Das Hauptelement des Stromkreises des vorgestellten Geräts ist ein Lasersender, dessen Eingang mit einer konstanten Spannung versorgt werden muss, deren Wert die zulässigen Parameter nicht überschreitet. Wenn Sie diese Anforderung nicht erfüllen, kann der Laser einfach durchbrennen. Der in der Graviermaschine des vorgestellten Designs verwendete Laseremitter ist für eine Spannung von 5 V und einen Strom von nicht mehr als 2,4 A ausgelegt, daher muss die Einstellung des DC-DC-Reglers für einen Strom von 2 A und eine Spannung durchgeführt werden von bis zu 5 V.

Der MOSFET-Transistor, das wichtigste Element des elektrischen Teils des Lasergravierers, ist erforderlich, um den Laseremitter ein- und auszuschalten, wenn er ein Signal vom Arduino-Controller empfängt. Das vom Controller erzeugte elektrische Signal ist sehr schwach, sodass nur der MOSFET-Transistor es wahrnehmen und dann den Laserstromkreis entriegeln und sperren kann. Im Stromkreis des Lasergravierers ist ein solcher Transistor zwischen dem positiven Kontakt des Lasers und dem negativen DC-Regler installiert.

Die Schrittmotoren des Lasergravierers sind über eine elektronische Steuerplatine verbunden, die einen synchronisierten Betrieb gewährleistet. Dank dieser Verbindung sacken die von mehreren Motoren angetriebenen Zahnriemen nicht durch und behalten während ihres Betriebs eine stabile Spannung bei, was die Qualität und Genauigkeit der durchgeführten Bearbeitung gewährleistet.

Es ist zu beachten, dass die in einer selbstgebauten Graviermaschine verwendete Laserdiode nicht überhitzen sollte.

Dazu ist es notwendig, für eine effektive Kühlung zu sorgen. Dieses Problem wird ganz einfach gelöst: Neben der Diode wird ein normaler Computerlüfter installiert. Um eine Überhitzung der Steuerplatinen für den Betrieb von Schrittmotoren zu vermeiden, werden auch Computerkühler daneben platziert, da gewöhnliche Radiatoren diese Aufgabe nicht bewältigen können.

Fotos des Montageprozesses der elektrischen Schaltung

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Montageprozess

Die selbstgebaute Graviermaschine des vorgeschlagenen Designs ist eine Pendelvorrichtung, von der eines der beweglichen Elemente für die Bewegung entlang der Y-Achse und die anderen beiden paarweise für die Bewegung entlang der X-Achse für die Z-Achse verantwortlich ist , die auch in den Parametern eines solchen 3D-Druckers angegeben ist, wird die Tiefe genommen, bis zu der das verarbeitete Material gebrannt wird. Die Tiefe der Löcher, in denen die Elemente des Shuttle-Mechanismus des Lasergravierers installiert sind, muss mindestens 12 mm betragen.

Tischrahmen - Abmessungen und Toleranzen

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Als Führungselemente können Aluminiumstangen mit einem Durchmesser von mindestens 10 mm dienen, entlang denen sich der Arbeitskopf der Lasergravurvorrichtung bewegt. Wenn es nicht möglich ist, Aluminiumstäbe zu finden, können für diese Zwecke Stahlführungen mit demselben Durchmesser verwendet werden. Die Notwendigkeit, Stäbe mit genau diesem Durchmesser zu verwenden, erklärt sich aus der Tatsache, dass in diesem Fall der Arbeitskopf der Lasergraviervorrichtung nicht durchhängt.

Herstellung einer beweglichen Kutsche

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Die Oberfläche der Stäbe, die als Führungen für das Lasergravurgerät verwendet werden, muss von Werksfett gereinigt und sorgfältig auf perfekte Glätte geschliffen werden. Dann sollten sie mit einem weißen Schmiermittel auf Lithiumbasis aufgetragen werden, das den Gleitvorgang verbessert.

Die Installation von Schrittmotoren am Körper eines selbstgebauten Graviergeräts erfolgt mit Halterungen aus Blech. Um eine solche Halterung herzustellen, wird ein Metallblech, das ungefähr die Breite des Motors selbst und die doppelte Länge seiner Basis hat, rechtwinklig gebogen. Auf der Oberfläche einer solchen Halterung, an der sich die Basis des Elektromotors befinden wird, werden 6 Löcher gebohrt, von denen 4 für die Befestigung des Motors selbst und die anderen zwei für die Befestigung der Halterung an der Karosserie mit einem normalen Selbst erforderlich sind -Schneidschrauben.

Um einen Antriebsmechanismus bestehend aus zwei Riemenscheiben, einer Unterlegscheibe und einer Schraube auf der Motorwelle zu installieren, wird auch ein Stück Blech der entsprechenden Größe verwendet. Um eine solche Einheit zu montieren, wird ein U-förmiges Profil aus einem Blech geformt, in das Löcher für seine Befestigung am Graveurkörper und für den Ausgang der Motorwelle gebohrt werden. Die Riemenscheiben, auf die die Zahnriemen aufgezogen werden, werden auf der Welle des Antriebsmotors montiert und im inneren Teil des U-Profils platziert. Auf Riemenscheiben aufgelegte Zahnriemen, die die Schiffchen der Graviervorrichtung antreiben sollen, werden mit selbstschneidenden Schrauben mit ihren Holzfüßen verbunden.

Installation von Schrittmotoren

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Software Installation

Ihr Laser-Grower, der im automatischen Modus arbeiten sollte, erfordert nicht nur die Installation, sondern auch die Konfiguration einer speziellen Software. Das wichtigste Element einer solchen Software ist ein Programm, mit dem Sie die Konturen des gewünschten Musters erstellen und in eine Erweiterung umwandeln können, die für die Steuerung des Lasergravierers verständlich ist. Ein solches Programm ist frei verfügbar und kann problemlos auf Ihren Computer heruntergeladen werden.

Das auf den Computer, der das Graviergerät steuert, heruntergeladene Programm wird aus dem Archiv entpackt und installiert. Außerdem benötigen Sie eine Konturbibliothek sowie ein Programm, das Daten zu der erstellten Zeichnung oder Beschriftung an den Arduino-Controller sendet. Eine solche Bibliothek (sowie ein Programm zum Übertragen von Daten an den Controller) kann auch gemeinfrei gefunden werden. Damit Ihr hausgemachtes Laserprodukt richtig funktioniert und die mit seiner Hilfe durchgeführte Gravur von hoher Qualität ist, müssen Sie die Steuerung selbst an die Parameter des Graviergeräts anpassen.

Merkmale der Verwendung von Konturen

Wenn Sie sich bereits die Frage gestellt haben, wie ein manueller Lasergravierer hergestellt wird, müssen Sie die Frage nach den Parametern der Konturen klären, die mit einem solchen Gerät angewendet werden können. Solche Konturen, deren innerer Teil auch beim Übermalen der Originalzeichnung nicht ausgefüllt wird, müssen als Dateien nicht im Pixel- (jpeg-), sondern im Vektorformat an die Steuerung des Graveurs übergeben werden. Das bedeutet, dass das mit einem solchen Gravierer auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebrachte Bild oder die Beschriftung nicht aus Pixeln, sondern aus Punkten besteht. Solche Bilder und Beschriftungen können beliebig skaliert werden und sich auf die Fläche konzentrieren, auf der sie angebracht werden sollen.

Mit einem Lasergravierer können nahezu beliebige Zeichnungen und Beschriftungen auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht werden, dazu müssen ihre Computerlayouts jedoch in ein Vektorformat umgewandelt werden. Es ist nicht schwierig, ein solches Verfahren durchzuführen: Dazu werden spezielle Programme Inkscape oder Adobe Illustrator verwendet. Eine bereits ins Vektorformat konvertierte Datei muss erneut konvertiert werden, damit sie von der Graviermaschinensteuerung korrekt erkannt werden kann. Für diese Konvertierung wird das Programm Inkscape Laserengraver verwendet.

Endgültige Einrichtung und Vorbereitung für die Arbeit

Nachdem Sie eine Lasergravurmaschine mit Ihren eigenen Händen hergestellt und die erforderliche Software auf ihren Steuercomputer heruntergeladen haben, beginnen Sie nicht sofort mit der Arbeit: Die Ausrüstung muss endgültig eingestellt und eingestellt werden. Was ist diese Anpassung? Zunächst müssen Sie sicherstellen, dass die maximalen Bewegungen des Laserkopfs der Maschine entlang der X- und Y-Achse mit den Werten übereinstimmen, die Sie beim Konvertieren der Vektordatei erhalten haben. Darüber hinaus ist es je nach Dicke des Materials, aus dem das Werkstück besteht, erforderlich, die Parameter des dem Laserkopf zugeführten Stroms einzustellen. Dies muss getan werden, um das Produkt auf der Oberfläche, auf der Sie gravieren möchten, nicht durchzubrennen.

Die Zeit ist gekommen, als der hyperboloide Ingenieur Garin aus dem Roman von Alexei Tolstoi an den Küchentisch einer gewöhnlichen Moskauer Wohnung zog.

Vor ein paar Jahren waren in chinesischen Online-Shops preiswerte Lasergravur-Kits zu finden. Zuerst betrug die Laserleistung 100 mW, dann 500 mW ... Kürzlich erschien ein 5-W-Gravierer, mit dem eine solche Leistung eines Halbleiterlasers bereits nicht nur Bilder auf Sperrholz brennen, sondern auch Sperrholz schneiden kann.

Der Bausatz für den Laserschneider kam in einer Qualitätsverpackung an. Styropor im Karton.
Der Laserengraver 5500mw A5 Mini Laser Engraving Machine wird als Bausatz geliefert: Aluminiumschienen, Schrittmotoren, Steuerplatine, Laser-Augenschutzbrille, Körperteile zum Zusammenbauen und eine Steuerplatine mit Beschlägen. Es dauerte einen Abend, um das Gerät zusammenzubauen.

Das Design einer Laser-CNC ist einfacher als das eines 3D-Druckers, die gleichen Führungen, entlang derer der Kopf von Schrittmotoren angetrieben wird. Nur ein 3D-Drucker hat drei davon, und sie bewegen den Kopf dreidimensional. In unserem Fall reicht es aus, dass sich der Kopf einfach in zwei Dimensionen entlang der Ebene bewegt. Es ist kein Kraftaufwand erforderlich, um ihn zu bewegen, da kein mechanischer Kontakt mit dem Material des Werkstücks besteht. Der Lasergravierer wird über einen Standard-USB-Anschluss mit einem Computer verbunden.

Der auszuschneidende Teil oder das zu brennende Bild muss in einem Vektorprogramm gezeichnet werden. Das Programm muss die Bilddatei im wmf-Format speichern.

Eine Datei in diesem Format kann in das Programm importiert werden, das den Gravierer steuert.

Verwenden Sie dafür besser das kostenlose Programm SketchUp (ein ziemlich einfaches Programm zum Erstellen von 3D-Modellen). Das Graviersteuerprogramm BenBox wird kostenlos von der Website des Verkäufers heruntergeladen.

Leider ist die Laserleistung nicht einstellbar. Das Programm legt die Bewegungsgeschwindigkeit des Kopfes fest - je schneller er sich bewegt, desto weniger brennt er.

Wenn Sie schneiden möchten, stellen Sie die Geschwindigkeit niedriger ein. Um die Leistung zu regulieren, müssen Sie eine zusätzliche Gebühr bestellen; Durch die Installation können Sie die Leistung manuell einstellen. Zum Gravieren reichen 100-500 mW und zum Schneiden von Material 2000-5000 mW.

Während des Betriebs raucht der Graveur leicht. Bei offenem Fenster hat mich der Rauch nicht sonderlich gestört. Aber Rauch verzögert den Laserstrahl, verringert seine Leistung und dementsprechend die Schnitttiefe.

Alles wäre gut, aber Laserschneidexperten schreiben, dass die Linse verrußen kann. Daher müssen Sie unmittelbar nach dem Kauf der Maschine eine leistungsstarke Haube herstellen oder zumindest einen Lüfter am Gravierkopf installieren.

WIE DIE LASER-CNC-MASCHINE SCHNEIDET

Der Laser schneidet bekanntlich nicht, er brennt durch, je höher die Laserleistung, desto widerstandsfähiger das Material, das sie bearbeiten können. Der Punkt des Laserschneidens ist dass das Material Zeit hat, im Laserstrahl zu „verdampfen“, bevor die an die Schneidstelle angrenzenden Materialkanten zu brennen beginnen.

Beim tiefen Schneiden brennen die Kanten der oberen Materialschichten, so dass ein tiefer Schnitt mit einem Laser eine Trapezform mit einer breiten Seite oben hat, die gleiche Flugbahn.

Nur besteht hier kein linearer Zusammenhang "Laserleistung-Anzahl Durchgänge". Das heißt, wenn Sie mit einem 5-W-Laser eine dünne Balsa- oder Sperrholzplatte durchschneiden können. dann müssen Sie für einen Laserschnitt von 2 W nicht 2-3 Durchgänge machen, sondern viel mehr. Von den Hoffnungen "billiger kaufen und einfach mehrmals entlang der Schnittlinien fahren" sollte man sich also besser trennen. Sie müssen einen stärkeren Laser nehmen, vorzugsweise mit einer Gangreserve.

FOKUSSIERUNG DES LASERS

Die Fokussierung des Lasers erfolgt manuell.

Wir legen das Objekt zum Gravieren bei.

Wenn Sie den Laser mit minimaler Leistung einschalten, um ihn auf das Gravurobjekt zu fokussieren, müssen Sie die Einstellung der Fokussierlinse manuell drehen, bis die Punktgröße zu einem Punkt wird, sie wird minimal. In diesem Fall erhalten wir die maximale Leistung.

Beim Schneiden von Sperrholz ist der Laserstrahl, nachdem er einige Millimeter durchgeschnitten hat, bereits defokussiert, schwächer und schneidet das Sperrholz nicht bis zum Ende. Es stellt sich heraus, dass der Strahl umso schwächer wird, je tiefer wir schneiden. In diesem Fall ist es sinnvoll, den Laser auf die Fläche zu fokussieren, auf der der Sperrholzzuschnitt aufliegt.

Praktische Anwendung des Graveurs zu Hause

Der Graveur ist ideal zum Schneiden von Leder. Sie können beliebige Muster auf die Haut auftragen und Muster sofort mit einem Laser ausschneiden. Ein großes Plus des Lasers beim Schneiden von synthetischen Stoffen und Leder ist, dass die Kanten geätzt werden und dann nicht ausfransen. Leicht gravierbarer Kunststoff. Sie können das Cover mit Ihrer stilvollen Lieblingsgravur auf Ihrem Smartphone erstellen.

Jeder hat wahrscheinlich schon einmal gehört, dass ein Halbleiterlaser von einem DVD-Brenner erhältlich ist und zum Anzünden von Streichhölzern und zum Brennen von dünnem Papier verwendet werden kann.

Aber der Autor dieses Videos ist noch weiter gegangen und hat ein so praktisches Werkzeug zum Gravieren auf organischen Oberflächen entwickelt. Und diese Idee spielte sich sofort anders ab. Es ist zu beachten, dass die Videoanleitung zur Herstellung eines Lasergravierers sehr detailliert ist. Der Autor erklärt ausführlich alle Schritte und warum, was benötigt wird. Das einzige, was der Autor nicht gesagt hat, ist, dass es sich lohnt, auch mit einem Laser mit so geringer Leistung sehr vorsichtig umzugehen und sogar einen Strahl zu vermeiden, der von irgendeiner Oberfläche in die Augen reflektiert wird. Andernfalls können Sie Ihre Augen ernsthaft schädigen. Es gibt eine Möglichkeit, die Leistung des Lasers zu erhöhen. Sie müssen nur mehrere Halbleiterlaser verwenden und ihre Strahlen auf einen Punkt fokussieren. Dies wird jedoch das Design ernsthaft verkomplizieren und eine stärkere Stromquelle erfordern.

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Allen eine gute Zeit!

In diesem Beitrag möchte ich mit Ihnen den Prozess der Erstellung eines Lasergravierers auf Basis eines Diodenlasers aus China teilen.

Vor einigen Jahren bestand der Wunsch, eine fertige Version eines Graveurs von Aliexpress mit einem Budget von 15.000 zu kaufen, aber nach langer Suche kam ich zu dem Schluss, dass alle vorgestellten Optionen zu einfach und in Tatsache, sind Spielzeug. Und ich wollte etwas Desktop und gleichzeitig ziemlich ernst. Nach einem Monat der Recherche wurde beschlossen, dieses Gerät mit unseren eigenen Händen herzustellen, und los geht's ...

Zu diesem Zeitpunkt hatte ich noch keinen 3D-Drucker und keine 3D-Modellierungserfahrung, aber mit dem Zeichnen war alles in Ordnung.)

Hier ist tatsächlich einer dieser fertigen Graveure aus China.

Nachdem die Optionen für mögliche Konstruktionen der Mechanik geprüft wurden, wurden die ersten Skizzen der zukünftigen Maschine auf einem Blatt Papier angefertigt..))

Es wurde entschieden, dass der Gravurbereich nicht kleiner als A3-Blatt sein sollte.

Das Lasermodul selbst war eines der ersten, das gekauft wurde. Leistung 2W, da es die beste Option zu einem vernünftigen Preis war.

Hier ist das eigentliche Lasermodul selbst.

Und so wurde entschieden, dass die X-Achse entlang der Y-Achse verfahren sollte, und das Design begann. Und alles begann mit einer Kutsche...
Der gesamte Rahmen der Maschine wurde aus Aluminiumprofilen verschiedener Formen hergestellt, die von Leroy bezogen wurden.

Zu diesem Zeitpunkt erschienen keine Skizzen auf Notizbüchern mehr, alles wurde in Compass gezeichnet und durchdacht.

Nachdem 2 Meter eines Vierkantprofils 40 x 40 mm gekauft wurden, um den Rahmen der Maschine zu bauen, wurde am Ende nur der Wagen selbst daraus hergestellt..))

Motoren, Linearlager, Riemen, Wellen und die gesamte Elektronik wurden während des Entwicklungsprozesses bei Aliexpress bestellt und Pläne für die Montage der Motoren und die Art der Steuerplatine würden sich im laufenden Betrieb ändern.

Nach mehrtägigem Zeichnen in Compass stand eine mehr oder weniger klare Version des Maschinendesigns fest.

Und so wurde die X-Achse geboren ..))

Seitenwände der Y-Achse (sorry für die Qualität des Fotos).

Passend zu.

Und endlich der erste Lauf!

Ein einfaches 3D-Modell der Gesamtansicht der Maschine wurde erstellt, um Aussehen und Abmessungen genau zu bestimmen.

Und los geht's... Plexiglas... Lackierung, Verkabelung und andere Kleinigkeiten.

Und als schließlich alles justiert und das letzte Teil schwarz lackiert war, kam die Ziellinie!

Jetzt ein paar schöne Fotos))

Laser gehören längst zu unserem Alltag. Reiseleiter verwenden Lichtzeiger, Baumeister stellen Ebenen mit Hilfe eines Balkens ein. Die Fähigkeit eines Lasers, Materialien zu erhitzen (bis hin zur thermischen Zerstörung), wird beim Schneiden und dekorativen Gestalten genutzt.

Eine der Anwendungen ist die Lasergravur. Auf verschiedenen Materialien können Sie subtile Muster mit nahezu unbegrenzter Komplexität erzielen.

Holzoberflächen eignen sich hervorragend zum Ausbrennen. Besonders beliebt sind Gravuren auf Plexiglas mit Beleuchtung.

Zum Verkauf steht eine große Auswahl an Graviermaschinen, die hauptsächlich in China hergestellt werden. Die Ausrüstung ist nicht zu teuer, ein Kauf nur zum Spaß ist jedoch unpraktisch. Es ist viel interessanter, einen Lasergravierer mit eigenen Händen herzustellen.

Es ist nur notwendig, einen Laser mit einer Leistung von mehreren W zu beschaffen und ein Rahmensystem der Bewegung in zwei Koordinatenachsen zu erstellen.

DIY-Lasergravurmaschine

Die Laserpistole ist nicht das komplexeste Designelement, und es gibt Optionen. Je nach Aufgabenstellung können Sie eine andere Leistung wählen (bzw. die Kosten, bis hin zu einem Gratiskauf). Handwerker aus dem Reich der Mitte bieten verschiedene fertige Designs an, teilweise in hoher Qualität.


So eine 2W-Kanone kann sogar Sperrholz schneiden. Durch die Fokussierbarkeit auf den erforderlichen Abstand können Sie sowohl die Breite der Gravur als auch die Eindringtiefe (für 3D-Zeichnungen) steuern.

Die Kosten für ein solches Gerät betragen etwa 5-6 Tausend Rubel. Wenn keine hohe Leistung benötigt wird, verwenden Sie einen Low-Power-Laser von einem DVD-Brenner, der für ein Cent auf dem Radiomarkt erworben werden kann.

Es gibt durchaus praktikable Lösungen, die Produktion wird einen Tag pausieren

Das Entfernen des Laserhalbleiters aus dem Laufwerk muss nicht erklärt werden, wenn Sie wissen, wie man Dinge mit Ihren Händen "macht", ist dies nicht schwierig. Die Hauptsache ist, eine langlebige und bequeme Hülle zu wählen. Außerdem erfordert der "Kampf"-Laser, obwohl er eine geringe Leistung hat, eine Kühlung. Bei einem DVD-Laufwerk reicht ein passiver Kühlkörper aus.