Потужний лазерний гравер власноруч. Лазерний гравер із старих DVD-Rom

Багато хто з тих домашніх умільців, які у своїй майстерні займаються виготовленням та декоративним оформленнямвиробів з деревини та інших матеріалів, напевно, замислювалися над тим, як зробити лазерний гравер своїми руками. Наявність такого обладнання, серійні моделі якого коштують досить дорого, дозволяє не тільки наносити на поверхню виробу, що обробляється, найскладніші малюнки з високою точністю і деталізацією, а й здійснювати лазерне різання різних матеріалів.

Саморобний лазерний гравер, який обійдеться значно дешевше, ніж серійна модель, можна виготовити навіть у тому випадку, якщо ви не маєте глибоких знань в електроніці та механіці. Лазерний граверпропонованої конструкції збирається на апаратній платформі "Ардуїно" (Arduino) і має потужність 3 Вт, тоді як у промислових моделей цей параметр становить не менше 400 Вт. Однак навіть така не висока потужністьдозволяє використовувати даний апарат для різання виробів з пінополістиролу, пробкових листів, пластику та картону, а також виконувати якісне лазерне гравіювання.

Необхідні матеріали

Для того щоб самостійно виготовити лазерний гравер на Arduino, будуть потрібні наступні витратні матеріали, механізми та інструменти:

апаратна платформа Arduino R3;
плата Proto Board, оснащена дисплеєм;
крокові двигуни, Які можна використовувати електромотори з принтера або з DVD-плеєра;
лазер, потужність якого складає 3 Вт;
пристрій для охолодження лазера;
регулятор напруги постійного струму DC-DC;
транзистор MOSFET;
електронні плати, за допомогою яких здійснюється керування двигунами лазерного гравера;
вимикачі кінцевого типу;
корпус, у якому можна розмістити усі елементи конструкції саморобного гравера;
зубчасті ремені та шківи для їх встановлення;
шарикопідшипники різних типорозмірів;
чотири дерев'яні дошки(Дві з них з розмірами 135х10х2 см, а дві інші – 125х10х2 см);
чотири металеві стрижні круглого перерізудіаметр яких становить 10 мм;
болти, гайки та гвинти;
мастильний матеріал;
стяжки-хомути;
комп'ютер;
свердла різного діаметра;
циркулярна пила;
наждачний папір;
лещата;
стандартний набір слюсарних інструментів.

Електрична частина саморобного лазерного гравера

Основним елементом електричної схеми представленого пристрою є лазерний випромінювач, на вхід якого має подаватися постійна напругазі значенням, що не перевищує допустимих параметрів. Якщо не дотриматися ця вимогалазер може просто згоріти. Лазерний випромінювач, який використовується в гравіювальній установці представленої конструкції, розрахований на напругу 5 В і силу струму, що не перевищує 2,4 А, тому налаштування регулятора DC-DC повинна бути виконана на силу струму 2 А і напруга до 5 В.

Транзистор MOSFET, який є найважливішим елементом електричної частини лазерного гравера, необхідний для того, щоб, отримуючи сигнал від контролера Ардуїно, включати і вимикати лазерний випромінювач. Електричний сигнал, що виробляється контролером, дуже слабкий, тому сприймати його, а потім відмикати і замикати контур живлення лазера може тільки транзистор MOSFET. У електричної схемилазерного гравера такий транзистор встановлюється між плюсовим контактом лазера та мінусовим регулятором постійного струму.

Крокові електродвигуни лазерного гравера підключаються через одну електронну плату керування, що забезпечує синхронність їхньої роботи. Завдяки такому підключенню зубчасті ремені, що рухаються кількома двигунами, не провисають і зберігають стабільний натяг у процесі своєї роботи, що забезпечує якість і точність виконуваної обробки.

Слід мати на увазі, що лазерний діод, що використовується в саморобній гравіювальній установці, не повинен перегріватися.

Для цього необхідно забезпечити його ефективне охолодження. Вирішується таке завдання досить просто: поряд з діодом встановлюють звичайний комп'ютерний вентилятор. Щоб унеможливити перегрів плат управління роботою крокових електродвигунів, поряд з ними також розміщують комп'ютерні кулери, тому що звичайні радіатори з таким завданням не справляються.

Фотографії процесу збирання електросхеми

Фото-1 Фото-2 Фото-3
Фото-4 Фото-5 Фото-6

Процес складання

Саморобний гравірувальний верстатзапропонованої конструкції – це пристрій човникового типу, один з рухомих елементів якого відповідає за переміщення по осі Y, а два інших, спарених – за переміщення по осі X. За вісь Z, яка також обумовлюється в параметрах такого 3D-принтера, приймається глибина, на яку здійснюється пропалювання оброблюваного матеріалу. Глибина отворів, які встановлюються елементи човникового механізму лазерного гравера, повинна становити не менше 12 мм.

Рамка робочого столу – розміри та допуски

Фото-1 Фото-2 Фото-3
Фото-4 Фото-5 Фото-6

Як напрямні елементи, по яких переміщатиметься робоча головка лазерного гравірувального пристрою, можуть виступати алюмінієві стрижні діаметром не менше 10 мм. Якщо знайти стрижні з алюмінію неможливо, для цих цілей можна використовувати сталеві напрямні такого ж діаметра. Необхідність застосування стрижнів саме такого діаметра пояснюється тим, що в такому разі робоча головка лазерного гравірувального пристрою не провисатиме.

Виготовлення рухомої каретки

Фото-1 Фото-2 Фото-3

Поверхню стрижнів, які будуть використовуватися як направляючі елементи для лазерного гравірувального пристрою, треба очистити від заводського мастила і ретельно відшліфувати до ідеальної гладкості. Потім на них слід нанести змащувальний склад на основі білого літію, який покращить процес ковзання.

Установка крокових двигунів на корпус саморобного гравірувального пристрою здійснюється за допомогою кронштейнів, виготовлених з листового металу. Щоб зробити такий кронштейн, лист металу, ширина якого відповідає ширині самого двигуна, а довжина в два рази перевищує довжину його основи, згинають під прямим кутом. На поверхні такого кронштейна, де розташовуватиметься основа електромотора, свердлять 6 отворів, 4 з яких необхідні для фіксації самого двигуна, а два інших – для кріплення кронштейна до корпусу за допомогою звичайних саморізів.

Для установки на вал електромотора приводного механізму, що складається з двох шківів, шайби та болта, також використовується шматок металевого листавідповідного розміру. Щоб змонтувати такий вузол, з металевого листа формують П-подібний профіль, в якому просвердлюються отвори для кріплення його до корпусу гравера і для виходу валу електродвигуна. Шківи, на які надягатимуть зубчасті ремені, насаджуються на вал приводного електромотора і розміщуються у внутрішній частині П-подібного профілю. Надягнуті на шківи зубчасті ремені, які повинні приводити в рух човники гравірувального пристрою, з'єднуються з їх дерев'яними основамиза допомогою шурупів.

Установка крокових двигунів

Фото-1 Фото-2 Фото-3
Фото-4 Фото-5 Фото-6

Встановлення програмного забезпечення

Вашому лазерному гроверу, який повинен працювати в автоматичному режимі, знадобиться не тільки встановлення, але й налаштування спеціального програмного забезпечення. Найважливішим елементомтакого забезпечення є програма, яка дозволяє створювати контури бажаного малюнка та перетворювати їх під розширення, зрозуміле керуючим елементам лазерного гравера. Така програма є у вільному доступі, її можна без особливих проблем скачати на свій комп'ютер.

Програма, завантажена на комп'ютер, що управляє гравіюванням, розпаковується з архіву і встановлюється. Крім того, вам знадобиться бібліотека контурів, а також програма, яка надсилатиме дані по створюваному малюнку або напису на контролер «Ардуїно». Таку бібліотеку (як і програму передачі даних на контролер) також можна знайти у вільному доступі. Для того щоб ваша лазерна саморобка працювала коректно, а гравіювання, що виконується з її допомогою, було якісним, вам знадобиться налаштування і самого контролера під параметри гравірувального пристрою.

Особливості використання контурів

Якщо з питанням про те, як зробити ручний лазерний гравер, ви вже розібралися, необхідно прояснити і питання про параметри контурів, які можуть наноситися за допомогою такого пристрою. Такі контури, внутрішня частинаяких не заповнюється навіть у разі, якщо вихідний малюнок зафарбований, повинні передаватися на контролер гравера файлами над піксельному (jpeg), а векторному форматі. Це означає, що зображення або напис, що наносяться на поверхню виробу, що обробляється за допомогою такого гравера, будуть складатися не з пікселів, а з точок. Такі зображення та написи можна як завгодно масштабувати, орієнтуючись на площу поверхні, на яку вони мають бути нанесені.

За допомогою лазерного гравера на поверхню виробу, що обробляється, можна нанести практично будь-який малюнок і напис, але для цього їх комп'ютерні макети необхідно перевести у векторний формат. Виконати таку процедуру нескладно: для цього використовуються спеціальні програми Inkscape або Adobe Illustrator. Файл, що вже переведений у векторний формат, необхідно перетворити ще раз, щоб його зміг коректно сприймати контролер гравіювальної установки. Для такого перетворення використовується Inkscape Laserengraver.

Остаточне налаштування та підготовка до роботи

Виготовивши лазерний гравірувальний верстат своїми руками і закачавши в його комп'ютер необхідне програмне забезпечення, не приступайте до роботи відразу: обладнання потребує остаточного налаштування та регулювання. У чому полягає таке регулювання? Насамперед необхідно переконатися, що максимальні переміщення лазерної головки верстата по осях X і Y збігаються зі значеннями, отриманими під час перетворення векторного файлу. Крім того, в залежності від товщини матеріалу, з якого виготовлено виріб, що обробляється, треба відрегулювати параметри струму, що подається на лазерну головку. Робити це потрібно для того, щоб не пропалити виріб, на поверхні якого потрібно виконати гравіювання.

Настав час, коли геперболоїд інженера Гаріна з роману Олексія Толстого перемістився на кухонний стілзвичайної московської квартири.

Кілька років тому в китайських інтернет-магазинах можна було знайти недорогі набори лазерних граверів. Спочатку потужність лазера становила 100 мВт, потім 500 мВт ... Нещодавно з'явився гравер потужністю 5 Вт, така потужність напівпровідникового лазера дозволяє не тільки випалювати картинки на фанері, але і різати фанеру.

Набір для збирання лазерного різакаприїхав у якісній упаковці. Пінопласт у картонному ящику.
Поставляється лазерний гравер 5500mw A5 Mini Laser Engraving Machine у вигляді комплекту для складання: алюмінієві напрямні, крокові двигуни, плата керування, окуляри для захисту очей від лазерного випромінювання, деталі корпусу для збирання та плата керування з фурнітурою. Щоб зібрати девайс, знадобився один вечір.

Конструкція лазерного ЧПУ простіше конструкціїЗD-принтера, ті ж напрямні, якими голівку ганяють крокові двигуни. Тільки у ЗD-принтера їх три, і вони переміщують голівку в трьох вимірах. У нашому випадку достатньо, щоб головка переміщалася просто по площині у двох вимірах. Зусилля на її переміщення зайве ніякого, оскільки немає механічного контакту з матеріалом заготівлі. Лазерний гравер підключається до комп'ютера через стандартний USB-порт.

Деталь, яку ви хочете вирізати, або зображення, яке ви хочете випалити, треба намалювати в векторної програми. Програма повинна зберігати файл із зображенням у форматі wmf.

Файл у цьому форматі можна імпортувати до програми, яка керує гравером.

Найкраще використовувати для цього безкоштовну програму SketchUp (досить проста програмадо створення ЗО-моделей). Програма ВenВох, що управляє гравером, скачується безкоштовно з сайту продавця.

Потужність лазера, на жаль, не регулюється. У програмі встановлюється швидкість пересування голівки - чим швидше вона рухається, тим менше пропалює.

А хочете різати, встановлюєте меншу швидкість. Щоб регулювати потужність, треба замовляти додаткову оплату; встановивши її, можете регулювати потужність вручну. Для гравіювання достатньо 100-500 мВт, а для різання матеріалу - 2000-5000 мВт.

Під час роботи гравер злегка димить. При відкритій кватирці дим мені не сильно заважав. Але дим затримує промінь лазера, знижуючи його потужність і, відповідно, глибину різання.

Все б нічого, але знавці лазерного різанняпишуть, що лінза може закоптитися. Тому відразу після покупки верстата треба робити потужну витяжкуабо хоч би встановлювати на головку гравера вентилятор.

ЯК РІЖЕ ЛАЗЕРНИЙ ЧПУ-ВЕРСТАН

Як відомо, лазер не ріже, він пропалює Чим вище потужність лазера, тим стійкіший матеріал ним можна обробляти. Суть лазерного різання у цьому. що матеріал встигає «випаруватися» в промені лазера раніше, ніж почнуть горіти різання краю матеріалу, що прилягають до точки.

При глибокому різанні відбувається підгоряння країв верхніх шарівматеріалу, тому глибокий різ лазером має трапецієподібну форму з широкою стороною зверху. При різанні матеріалу слабким лазером відбувається нагрівання і займання країв матеріалу з цим можна боротися, використовуючи обдув тонким струменем повітря точки різу і множинними проходами по одній і тій же траєкторії.

Тільки тут не лінійна залежність «потужність лазера-кількість проходів». Тобто, якщо ви можете прорізати тонкий листбальзи чи фанери лазером потужністю 5 Вт. то для прорізу лазером 2 Вт доведеться робити не 2-3 проходи, а набагато більше. Так що з надіями «купити подешевше і просто ганяти кілька разів по лініях різів» краще розлучитися. Брати треба більше потужний лазер, бажано із запасом потужності.

ФОКУСУВАННЯ ЛАЗЕРУ

Фокусування лазера ручне.

Підкладаємо об'єкт для гравіювання.

При включенні лазера на мінімальній потужності, щоб його сфокусувати на об'єкті гравіювання, треба вручну обертати регулювання лінзи, що фокусує, поки розмір плями не перетвориться на точку, стане мінімальним. І тут ми отримуємо максимальну потужність.

При різанні фанери промінь лазера, прорізавши кілька міліметрів, вже розфокусується, слабшає і не дорізає фанеру до кінця. Виходить, що чим глибше ріжемо, тим слабший промінь. У цьому випадку є сенс фокусувати лазер на поверхні, на якій лежатиме фанерна заготовка.

Практичне застосуваннягравера в домашніх умовах

Гравер ідеально підходить для розкрою шкіри. На шкіру можна нанести будь-який малюнок і одразу вирізати лазером викрійки. Великий плюс лазера при різанні синтетичних тканин і шкіри в тому, що краї припікаються і потім не кудлатять. Легко гравірується пластик. Можна зробити кришці свого коханого стильне гравіювання на смартфоні.

Всі вже напевно чули, що з приводу DVD можна видобути напівпровідниковий лазер і запалювати їм сірники і пропалювати тонкий папір.

Але автор цього відео пішов далі і зробив цілком такий зручний інструментдля гравіювання по органічних поверхонь. І ця ідея відразу якось інакше заграла. Слід зазначити, що відеоінструкція виготовлення лазерного гравера дуже докладна. Автор докладно пояснює всі кроки та навіщо, що потрібно. Єдине, про що автор не сказав, що навіть з таким малопотужним лазером варто поводитися дуже акуратно і уникати попадання в очі навіть відбитого від будь-якої поверхні променя. Інакше можна серйозно зашкодити очам. Є спосіб підняти потужність лазера. Треба просто використовувати кілька напівпровідникових лазерів та фокусувати їх промені в одну точку. Але це серйозно ускладнить конструкцію і вимагатиме потужнішого джерела живлення.

Що можна зробити зі старих полотен циркулярних пилок? Правильно – ножик. (0)
Дуже корисний проектз докладним відеопроцесу виготовлення ножа із полотна старих циркулярних дисків. Тут є всі етапи […]
Циркулярна пила власноруч. Розпилювальний стіл. (0)
Для початківців. Такий верстат може зробити своїми руками кожен. Напрочуд просто і зрозуміло. І буквально потрібен один старий радянський […]
Що можна зробити зі старого DVD програвача? Шикарне заряджання для смартфонів, наприклад. (0)
Як летить час. Вже DVD відеоплеєри старіють і подіти їх нікуди. З чергової натури можна ще багато чого корисного […]
Де взяти неодимові магніти недорого, а буває зовсім безкоштовно. (0)
Можливо вам, як і мені, знадобився неодимовий магніт. Не поспішайте купувати його. Є кілька місць, де можна взяти їх безкоштовно. […]

Всім добрий час!

У цьому пості хочу поділитися з Вами процесом створення лазерного гравера на основі діодного лазера з Китаю.

Декілька років тому з'явилося бажання придбати собі готовий варіантГравера з Aliexpress з бюджетом 15 тис, але після довгих пошуків я дійшов висновку, що всі представлені варіанти надто прості і по суті є іграшками. А хотілося щось настільне і досить серйозне. Через місяць досліджень було прийнято рішення зробити цей апарат своїми руками, і помчала...

У той момент у мене ще не було 3D принтера і досвіду 3D моделювання, але з кресленням все було гаразд)

Ось, власне, один з тих готових граверів з Китаю.

Надивившись на варіанти можливих конструкціймеханіки, на листку були зроблені перші ескізи майбутнього верстата..))

Було ухвалено рішення, що область гравіювання має бути не менше листаА3.

Сам лазерний модуль було куплено одним із перших. Потужністю 2W, оскільки це було найбільш оптимальним варіантомза розумні гроші.

Ось, власне, сам лазерний модуль.

І так було вирішено, що вісь X їздитиме по осі Y і почалося її проектування. А почалося все з каретки.
Вся рама верстата була зроблена з алюмінієвих профілів різної форми, куплені в Леруа.

На цьому етапі ескізи на зошитових листочках більше не з'являлися, все креслилося та вигадувалося у Компасі.

Купивши 2 метри квадратного профілю 40х40 мм для побудови рами верстата зрештою з нього була зроблена тільки сама каретка..))

Двигуни, лінійні підшипники, ремені, вали і вся електроніка замовлялися з Aliexpress у процесі розробки та плани про те, як будуть кріпитися двигуни і яка плата управління змінювалися на ходу.

Через кілька днів креслення в Компасі було визначено чіткий варіант конструкції верстата.

І ось вісь X з'явилася на світ..))

Боковини осі Y (вибачаюсь за якість фото).

Приклад.

І, нарешті, перший запуск!

Була збудована простенька 3D модель загального виглядуверстата, щоб вже точно визначитися з його зовнішнім виглядомта розмірами.

І помчала... Оргскло... Фарбування, проводка та інші дрібниці.

І нарешті, коли все було підігнано і остання деталь була пофарбована в чорний колір, настала фінальна пряма!

Тепер трохи гарних фото))

Лазери давно увійшли до нашого побуту. Екскурсоводи застосовують світлові указки, будівельники за допомогою променя виставляють рівні. Здатність лазера нагрівати матеріали (аж до термічного руйнування) використовується при розкрої та декоративному оформленні.

Одне із застосувань – лазерне гравіювання. на різних матеріалахможна отримати тонкі візерунки практично без обмежень щодо складності.

Дерев'яні поверхні добре підходять для випалювання. Особливо цінуються гравіювання на оргсклі з підсвічуванням.

У продажу представлений багатий вибір гравіювальних верстатів, переважно китайського виробництва. Обладнання не надто дороге, проте, покупка просто для розваг недоцільна. Набагато цікавіше зробити лазерний гравер своїми руками.

Необхідно лише роздобути лазер потужністю кілька Вт і створити рамну систему переміщення у двох осях координат.

Лазерний гравірувальний верстат своїми руками

Лазерна гармата – не самий складний елементконструкції, до того ж, є варіанти. Залежно від завдань можна вибрати різну потужність (відповідно вартість, аж до безкоштовного придбання). Умільці з Піднебесної пропонують різні готові конструкції, Іноді виконані з високою якістю.

Такою гарматою потужністю 2Вт можна навіть різати фанеру. Можливість фокусування на потрібній відстані дозволяє контролювати як ширину гравіювання, так і глибину проникнення (для 3D малюнків).

Вартість такого пристрою близько 5-6 тис. рублів. Якщо висока потужність не потрібна - використовуйте малопотужний лазер від приводу DVD, який можна за копійки придбати на радіо ринку.

Є цілком працездатні рішення, виготовлення займе один вихідний день

Як витягти лазерний напівпровідник з приводу, пояснювати не потрібно, якщо ви вмієте робити речі руками - це не важко. Головне – підібрати міцний та зручний корпус.До того ж, «бойовий» лазер, хай і малопотужний, потребує охолодження. У випадку з приводом DVD досить пасивного радіатора.