Лазерный маркиратор своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Оптоволоконные лазерные маркеры используются для гравировки и маркировки многих изделий.
Они имеют обширный функционал и огромное количество возможностей.
Об этом мы и расскажем в данной статье.

Для чего используются лазерные маркеры?

Итак, рассмотрим примеры изделий, выполненных на лазерном маркере:

А также маркиратор гравирует:

Текстиль.
Керамику.
Кожу
Бумагу
Акрилл
и другие.

В основном, это органические материалы. Для работы с ними подойдут станки с CO2 излучателем.

Преимущества оптоволоконного маркера

Высокая детализация. Она достигается благодаря малому диаметру луча.
Высокая скорость работы.
Отсутствие расходников. Включаете его в розетку и сразу можно работать
Большое число оттенков. На оптоволоконном маркере можно сделать большое количество оттенков. Также, можно сделать цветную гравировку по металлу при наличии определённого типа излучателя.
Надёжность. Лазерный маркер очень редко ломается. А если и ломается, то в том случае, если не снять защитную крышку перед работой.

Ещё одна причина поломок маркиратора -— использование его для резки. Этого делать не стоит, иначе маркер будет повторять одну и ту же траекторию на малых скоростях.

Этого делать не стоит, иначе маркер будет повторять одну и ту же траекторию на малых скоростях. И, как следствие, зеркала сканатора перегреваются и выходят из строя.

На лазерном маркере можно как гравировать, так и маркировать.

Чем гравировка отличается от маркировки?

Гравировка — это воздействие на материал в глубину.

А маркировка -— это нанесение оттенка на поверхность материала.

Один маркер может делать и то, и другое в зависимости от настроек.

Например, для гравировки рекомендуется использовать излучатель от 30 Вт. И линзы малого поля, например, 100*100.

Технические характеристики лазерного маркера

А теперь немного об основных технических характеристиках лазерного маркера.

Есть три самых популярных производителя излучателей.

Излучатель Max Photonics

Его преимущество в том, что он самый бюджетный.

Маркер с излучателем Max Photonics подойдёт для нанесения несложных изображений, например, при изготовлении:

Табличек.
Серийных номеров.
Логотипов.

Излучатель Raycus

Более надёжный и стабильный, чем Max Photonics. Отлично держит мощность и даёт равномерную заливку.

Поэтому Raycus подходит для гравировки сложных объёмных рисунков и геометрических фигур, которые требуют заливки.

Излучатель IPG

За счёт более широкого частотного диапазона на маркере с излучателем IPG можно делать цветное изображение на таких материалах, как:

Кроме того, у IPG более высокие качественные технические показатели лазерного излучения. И, благодаря этому маркер работает быстрее и точнее и позволяет выполнять задачи на больших скоростях.

Также, этот излучатель имеет встроенную защиту от отражений.

Поэтому он особенно полезен при работе с цветными металлами, ведь они и дают эти опасные отражения.

А главное преимущество излучателя IPG — проверка временем. Многолетний опыт компании в производстве лазерных источников это прямое доказательство высокой надёжности и длительного срока службы.

Чтобы выбрать излучатель, в первую очередь нужно понять, что вы будете наносить и на какой материал.

Например, на Max Photonics получить черный оттенок на нержавейке гораздо сложнее, чем на IPG. Но это возможно.

Мощность лазерного излучателя

От неё зависит скорость и глубина гравировки. Чем мощнее излучатель, тем быстрее вы получите необходимый вам результат.

Мощность особенно важна для тех, кто хочет гравировать и маркировать большими партиями.

Самая распространённая мощность излучателей -—20, 30 и 50 Вт. Но бывают излучатели и с большей мощностью на 70 и 100 Вт. Но их используют для особых задач, таких как глубокая гравировка, и для обработки металлов с высоким отражением. К примеру, серебро, золото или алюминий.

Для обработки этих материалов нужна большая мощность и меньшая линза.

Но имейте ввиду, что на большой мощности излучателя тяжело сделать полировку и чистку.

Линза и размер рабочего поля

Линза влияет на скорость и глубину реза, и от неё зависит размер рабочего поля.

Самые популярные размеры рабочего поля: 100*100, 200*200 и 300*300.

Если вы работаете в глубину с небольшими макетами, лучше поставить линзу с меньшим размером поля.

Так луч будет тоньше, а результат работы качественнее.

Контроллер

Это плата, в которой происходит обработка и управление лазерным источником и сканатором. Контроллер можно сравнить с мозгом маркиратора.

На станках Wattsan стоят оригинальные контроллеры для работы с программой EZ CAD, в которой имеется широкий выбор функций, раскрывающих весь потенциал лазерного маркера.

Сканатор

Это устройство, направляющее лазерный луч. Внутри него находится два подвижных зеркала.

Они и позиционируют лазер в специальную F-Theta линзу. А она, в свою очередь, уже фокусирует луч на материале.

А теперь давайте разберёмся, какие бывают модели маркеров и для чего они нужны.

Волоконный маркер Wattsan FL TT

Благодаря тому, что у модели Wattsan FL Table Top подвижная установка с линзой, этот маркер наиболее функциональный и гибкий. Его можно повернуть и спозиционировать штатив, как вам удобно.

Если нужно сделать гравировку на предмете, который не помещается по высоте, просто открутите 4 болта и разверните голову.

Можно и вовсе убрать штатив и подвесить модуль со сканатором к потолку, если есть такая необходимость. Так можно гравировать крупногабаритные предметы.

Волоконный маркер Wattsan FL ST

Wattsan FL Static Table имеет стационарный стол, оборудованный как рабочее место. В него можно поставить системный блок компьютера, а на специальный кронштейн повесить монитор.

Излучатель находится в корпусе станка. Для кого-то это будет недостатком, а для кого-то, наоборот. Но подробнее об этом мы напишем в другой статье.

Обычно такие маркеры используют на заводах и предприятиях для крупных производственных линий.

Маркер Wattsan FL LT

Wattsan FL Lifting Table — самый компактный и мобильный маркер, у которого излучатель и голова в одном месте.

Голова не подъёмная. Фокус настраивается засчёт подъёма и опускания стола.

Лучше всего FL LT подходит для работы с небольшими листовыми материалами.

Маркер Wattsan FL HH

Wattsan FL Hand Held - ручной маркер, по внешнему виду и функционалу схожий с моделью FL LT.

Но, в отличие от LT, его верхняя часть съёмная. На неё есть удобная ручка и специальный упор для фокусировки. Это позволяет работать практически в любой плоскости - на вертикальных, горизонтальных поверхностях, даже на потолке.

Итак, мы рассказали о возможностях лазерных маркеров о том, с какими материалами они работают и для производства каких изделий они подходят. А теперь дадим несколько рекомендаций о том, где и как лучше покупать лазерные маркираторы.

Почему лучше покупать маркер у нас, а не на AliExpress?

Конечно, вы можете заказать станок и любые его комплектующие на сайте AliExpress, но это скажется на его качестве и возможности бесперебойной и стабильной работы. Покупать самое дешёвое не выгодно в долгосрочной перспективе.

Рекомендуем выбирать компанию с высокой компетенцией, которая не только проведёт пусконаладку и обучение, но и предоставит гарантию.

Но если вы всё же хотите рискнуть, знайте, что наша сервисная служба всегда готова вам помочь с ремонтом, даже если вы купили маркер не у нас. А ремонт вам в таком случае, скорее всего, рано или поздно понадобится.

Ещё вы можете прийти в наши демо-залы, где мы продемонстрируем работу наших лазерных маркеров, станков и фрезеров.

Сейчас на странице 0 пользователей

Нет пользователей, просматривающих эту страницу.

Похожие публикации

Здравствуйте! Несколько лет назад досталась штуковина:

На фото не она, но выглядит 1 к 1. Раньше думал, что она от какого-то сценического оборудования, а оказывается, она от лазерного маркера.
Так вот, можно как-то подобрать остальные комплектующие, что бы в итоге получился настоящий лазерный маркиратор? Если можно, то что именно, так как по-незнанию могу взять не то. В планах гравировка (резать ведь не получится, правильно я понял?) мелкой сувенирки, бейджиков, номерков и тому подобного.
Опыта со станками никакими нет, но есть чуть со сценическим оборудованием, так же с сыном занимаемся проектами на Ардуино. Плюс от минуса отличу. Если нужны какие-то фото, то сделаю. Прошу извинить новичка за глупые вопросы. Заранее благодарю!

Просматриваю маркираторы и на разных машинках лучи маркируют (или гравируют, как правильно?) по разному.
Где то один луч бегает и искры летят. На других-полосой идет. На третьих вообще не понятно, то скачки по разным сторонам, то полоской.
От чего это зависит?
И везде называют по разному, даже в описании встречается два разных названия, то твердотельный, то волоконный или оптоволоконный.
Смотрю как и все ищущие здесь для сувенирки, металлические штампы для тиснения кожи. Скорость работы бы побольше, ну и не жалеть потраченных денег, но до 500 р.
30 ватт это слабо?
В основном Китай, как мне представляется, и хорош ли Китай? Или все зависит от продавца в России?
Бумагу если резать, так же обугливает края как СО?

Добрый день. Подскажите, пожалуйста, как рассчитать себестоимость готового изделия? Стоимость использованной фанеры - понятно. Можно посчитать длину реза. А как вы оцениваете стоимость реза? Так же нужно учитывать расход электричества. Плюс к этому еще что-то надо закладывать? Буду благодарен за пример вашего расчета.

Создание этого мозгорезака развивалось вокруг руководства ‘Pocket Laser Engraver’ от Groover.

И поэтому за время воплощения этого проекта многому научился, начиная от технических вещей, таких как самовосстанавливающиеся латунные подшипники, до электронных, таких как шаговые двигатели и разницы между би- и однополярными двигателями, пайки и травления собственной платы.

Рабочая площадь этого мозгогравера составляет 27х20см, самое то, чтобы сделать какие-нибудь шлепанцы на лето.

Резать он может следующие материалы:
— поролон
— пленку
— винил
— бумагу (почти всех цветов кроме белого и красного)
— некоторые пластмассы (в зависимости от толщины может понадобиться несколько проходов)

Гравировать он может на:
— светлой древесине
— коже
— кости
— рогах
— пластике
— некоторых лакированных покрытиях
— чистых CD/DVD-дисках (синих и фиолетовых)

Цвет здесь играет важную роль. С белыми поверхностями сложно, если не невозможно, работать, потому что они слишком сильно отражают красный луч. Красные поверхности также проблемны, ведь они тоже отражают все излучение красного участка спектра.

Затраты на всю сборку не большие, и все что понадобится это:

— Arduino (или клон) -1 шт.
— Easydriver — 2шт.
— некоторые электронные детали
— лазерный модуль Aixiz /W lens
— алюминиевый профиль

. И чуть не забыл — лазерные защитные очки (ОБЯЗАТЕЛЬНО).

См. Шаг 16: для ознакомления с защитой глаз от лазера.

Времени на изготовление гравера, включая заказ и ожидание доставки, ушло примерно 4 месяца. Но он постоянно дорабатывается, и вот последние изменения:

— 9 мая 2013 : обновлен шаг 14 : Лазерный диод (фотографии и несколько советов по фокусировке)
— 13 мая 2013 года : добавлен шаг 17 — ссылки и файлы
— Добавлен Шаг 18: дальнейшие планы по улучшению( по желанию)
— Обновлен BOM-список, теперь он содержит больше необходимых материалов
— 20 мая 2013 : исправлены мм/сек в мм/мин ! В секундах было бы очень очень быстро.
— 1 июня 2013 : добавлен Шаг 13 — альтернативный щилд лазерного драйвера лазера (щилд Easylaser)
— 4 декабря 2013: обновлен схема/макет с альтернативным шилдом Easylaser.

Шаг 1: Поиск кандидатов на разбор

Правила выведенные опытным путем
— чем древнее принтер, тем лучше
— чем новее сканер, тем лучше.

Шаговые двигатели сканеров зачастую превосходят шаговые двигатели принтеров, они делают больше шагов за оборот.

Чем новее принтер, тем меньше шансов добыть из него шаговый двигатель (степпер).

Все сканеры имеют степперы, и чем сканер древнее, тем больше вероятность достать из него однополярный шаговый двигатель, который в данном мозгопроекте не пригодится.

Идентификация деталей старых устройств процесс сложный, но мне повезло, хоть степпер сканера новый. А для принтера я отыскал инструкцию по ремонту, но и она особо не помогла мне.

Выбранный мной сканер это старый Tevion 2400, аналог Microtek Scanmaker 5800.
Степпер это 96-шаговый биполярный шаговый двигатель, по описанию NEOCENE 2T354207. Не верьте если вам говорят, что он 100-шаговый, это неправда! 96-шаговый, ни больше, ни меньше.
Стол сканера я использовал в качестве основания мозгоподелки.
Используются так же направляющая и зубчатый ремень, а еще каретка, перемещавшая фотоэлектронику. Но каретку придется подрезать, чтобы дать больше пространства для лазера.

Теперь немного о степпере.
Имеются 4 шестерни расположенные на проводковой плите.
Передаточное отношение, к счастью, незначительно. Если вам хочется узнать как оно рассчитывается, то загляните на эту страничку( язык там немецкий, но можно воспользоваться опцией онлайн-перевода).
Степпер сканер отвечает за ось Х.
Принтер / ось Y

Технические характеристики степперов:
— Tevion 2400 dpi / Microtek 5800
фаз — 2, шаговый угол — 3,75°/шаг = 96 шагов, напряжение 5В, сила тока — ?, сопротивление 5.5Ом, удерживающий момент — ?.

— Epson Stylus Photo 925
фаз — 2, шаговый угол — 7,5°/шаг = 48 шагов, напряжение — 5-12В,
сила тока — ?, сопротивление — 7Ом, удерживающий момент — ?.

Позже я узнал, что оба степпера потребляют ток менее 300 мА.
Easydriver V4.4 имеет ошибку с шелковой печатью при смешивании Max и Min poti, в 4.4 они переходят на печать на PCB, и одновременно меняется poti на реверс poti. По крайней мере это я прочитал на некоторых форумах.

Шаг 2: Разбор сканера

Полагаю, что ваши старые принтер и сканер не такие как у меня, и этот шаг скорее о том, что необходимо сделать, и что бережно сохранить. Принтеры и сканеры различных моделей имеют разные механизмы, но мозгостроение у них схожее.

От сканера мне необходимы стол и каретка, в которой находится фотоэлектроника.
Вся электрокомпоненты и зеркало были удалены, и сделано это было с помощью отвертки и защитных перчаток.

В итоге остается лишь голый пластиковый поддон, который затем был немного подрезан, чтобы иметь больше пространства для каретки принтера, на которую будет установлен лазерный модуль с вентилятором.

Шаг 3: Операции с принтером — часть 1

Данный шаг самый нудный из всего мозгоруководства. Я затратил на него около 8 часов, причем мне еще помогал продвинутый самодельщик (отец).

Каретка принтера, в которой располагается печатная головка, и направляющая были хорошо доработаны моей любимой пилой по металлу. А еще я отрезал кусок L-образного профиля, чтобы получить посадочное место для степпера.

Там, где в исходном принтере находился DC двигатель, сейчас располагается степпер. Зачастую (надеюсь что так) степпер от этого же принтера аккуратно входит в посадочное отверстие DC-двигателя.

Шаг 4: Операции с принтером — часть 2

Направляющая, по которой перемещается каретка печатной головки принтера, имеет несколько децентрированные шайбы на концах, которые легко скручиваются и снимаются плоскогубцами. Под ними скрываются красивые центрированные наконечники.

В двух отрезках T-профиля я высверлил отверстия под наконечники направляющей, и с помощью них смонтировал направляющую на L-профиль. Этот шаг требует точности, иначе позднее при мозгоработе ось Y может смещаться. А это, если ось Y не будет располагаться под прямым углом к оси X, приведет к искажению всего рисунка/ контура в процессе лазерной обработки. Поэтому используйте штангенциркуль, а не размечайте на глазок.

Шаг 5: Проводка — часть 1

Подключение кабелей оси Y

Чтобы избежать рассинхронизации необходимо изменить скорость передачи данных, с которой загрузчик сообщается с Arduino, с 19200 до 115200, см. рисунок.

Для изменения распиновки GRBL необходимо получить исходник по вышепредставленной мозгоссылке и модифицировать файл config.h, и, конечно, его перекомпилировать. В нем вы можете изменять распиновку как вам нравится, что очень пригодится если вы используете другой драйвер шагового двигателя.

Для рекомпиляции в оболочке введите:

make clean
make grbl.hex

Шаг 7: Сборка электроцепи на макетке

Перед тем как делать печатную плату хорошо бы проверить, работает ли цепь так как нужно. И поэтому электроцепь поделки я сначала собрал на макетной плате, на данном этапе только моторную группу.

MS1 и MS2 — не под напряжением — полный шаг
MS1 — под напряжением — микростеппинг в половину оборота
MS2 — под напряжением — микростеппинг в четверть оборота
MS1 и MS2 — под напряжением — микростеппинг в 1/8 оборота

Нам нужен микростеппинг 1/8, поэтому к контактам MS1 и MS2 подведены 5В

Распиновка Arduino выглядит следующим образом:

Arduino Digital 2 — Easydriver X-Step
Digital 5 — X-Dir
Digital 3 — Y-Step
Digital 6 — Y-Dir

На каждом из драйверов контакты MS1 и MS2 соединены перемычкой и на них подается 5В, так включится режим микростеппинга в 1/8 шага. Драйверы Easydriver имеют отдельный источник питания, любой розеточный 12В, 600мА блок питания сгодится. Позднее платы драйверов будут запитаны от Arduino, как и лазер, и вентилятор.

Я даже записал короткое мозговидео о том, как работает прототип. Драйверы довольно сильно греются, и чтобы они непрерывно работали необходимо вентиляторное охлаждение. Да…Вентилятор крепится на прототип…

Шаг 8: Калибровка

Перед тем как начать делать всякие модные мозгоштучки со степперами их нужно откалибровать. Шаг это важный и пропускать его ни в коем случае нельзя. Я отыскал хороший и толковый видеоурок по этой теме — BuildYourOwnCNC.

В нем говорится, что нужно расчитать шаг/мм. На это значение вы перемещаете нужный вам степпер с помощью gcode (например Х200). Затем следует учесть разницу и рассчитать новое значение шаг/мм, и так до тех пор, пока он не перемещается в том диапазоне, который вы задали. Но лучше смотрите видео для получения большей информации по этим рассчетам.

Я советую создать таблицу, чтобы избавиться от лишней головной боли.

А на картинке вы можете посмотреть данные мой калибровки самоделки.

Шаг 9: Первый контакт

А терерь за дело, пора опробовать некоторыйе команды g-кода.

Переместите степперы в исходное положение прежде чем их включить (например, нулевую позицию) типа:
G91 G28 X0 Y0
Эта команда сообщает GRBL, что данное положение это нулевая позиция.

X50 Y50
Данная команда перемещает вал в абсолютную позицию X50 Y50

G01 Y50 Х50
А эта команда перемещает вал на 50мм по оси Х и на 50мм по оси Y, независимо от того, в какой позиции он был до этого. Это называется относительным позиционированием.

Для большей информации по командам gcode почитайте об этом здесь.

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.

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:

P (positive) область.
P — N переход.
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:

Лазерный диод из DVD-RW привода.
Фокусирующая линза.
Алюминиевый П-образный профиль или трубка из цветного металла со внутренним диаметром 15-20 мм.
Электролитический конденсатор 50 В, 2200 мкФ.
Резистор 5 Ом.
Плёночный конденсатор 100 нФ.
Тактовая кнопка.
Выключатель.
Теплопроводящий клей.
Аккумулятор типа 18650 и холдер для него.
Коробка из-под губки для обуви.
Скотч, в том числе и двухсторонний.
Клеевой термопистолет с расходниками.
Контроллер заряда.
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:

Расшифровка обозначений:

Полупроводниковый лазер с радиатором.
Каретка.
Направляющие оси X.
Прижимные ролики.
Шаговый двигатель.
Ведущая шестерня.
Зубчатый ремень.
Крепления направляющих.
Шестерни.
Шаговые электродвигатели.
Основание из листа металла.
Направляющие оси Y.
Каретки оси X.
Зубчатые ремни.
Опоры креплений.
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.

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

Расшифровка обозначений:

Петли.
Тактовая кнопка (старт/стоп).
Выключатель питания Arduino.
Выключатель лазера.
Гнездо 2,1 х 5,5 мм для подачи 5 В питания.
Защитный короб DC-DC инвертора.
Провода.
Защитный короб Arduino.
Крепления корпуса.
Уголки.
Основание.
Ножки из нескользящего материала.
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.

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.

Еще совсем недавно людям приходилось использовать специальные бормашинки для создания гравировок. Однако сейчас для этого можно сделать лазерный гравер своими руками в домашних условиях. При помощи такого устройства заниматься гравировкой смогут даже люди без опыта.

Устройство и принцип работы лазерного гравера

Главный элемент конструкции — оптическая система. Она состоит из нескольких линз, которые собраны воедино. Главной их функцией является фокусировка светового потока, исходящего от светодиода.

Также самодельный гравер оснащается контрольной системой. Она отвечает за работоспособность всей конструкции.

Дополнительная информация! Многие лазеры оснащаются системой охлаждения, состоящей из кулеров. Она защищает гравер от перегрева.

Возможно ли изготовить дома

Многих интересует, можно ли самому создать средство для гравировки дерева и металла. На самом деле его можно создать в домашних условиях по инструкции, в этом нет ничего трудного.

Чаще всего подобные инструменты изготавливаются из подручной техники. Многие делают граверы из DVD приводов. Также подойдут струйные принтеры или микроконтроллеры Arduino Uno.

Необходимые материалы

Перед тем, как сделать гравер необходимо ознакомиться с перечнем нужных материалов. Для этого понадобятся:

две использованные гильзы калибра 7,62 мм и 8 мм;
лазер и моторчик от ДВД привода;
ЮСБ гнездо;
три резистора на 10 Ом;
резистор на 50 Ом;
кнопка выключения.

Важно! Для выполнения работ может понадобиться паяльник, дрель, шуруповерт, болгарка и бормашинка.

Пошаговая инструкция создания устройства

Чтобы правильно сделать гравер, надо разобраться с пошаговой инструкцией его изготовления.

Подготовка корпуса

Выбор светодиода

Необходимо использовать светодиоды из приводов, которые имеют функцию записи. Только такой лазер можно использовать в самоделках для дальнейшего создания гравировок.

Выбор линзы

Для проектирования самодельного гравера подойдет линза из любого привода. Однако для установки в расправленные гильзы лучше использовать линзы побольше. Они будут надежнее фиксироваться в конструкции.

Снятие капсюлей из гильз

Чтобы избавиться от капсюля, понадобится сетка из мясорубки и кернер. Гильза размещается на сетке капсюлем вниз. Изнутри устанавливается кернер. По нему надо ударить несколько раз молоточком. После этого надо установить светодиод в отверстие от капсюля.

Подключение электрики

Для подсоединения лазера подойдет любой питающий порт. Многие используют для этого гнездо от принтера. Его разбирают и припаивают к контакту с сопротивлением 30 Ом. После этого надо припаять кнопку включения. Нажав на нее, лазер начнет работать на полную мощность.

Важно! Контакты кнопки должны соединяться сопротивлением 50 Ом.

Гравер на основе Arduino

Многие изготавливают ЧПУ граверы дома на основе Ардуино.

Основы сборки

Прежде чем сделать такой гравер своими руками, необходимо разобраться с основными рекомендациями по сборке:

перед началом работы надо заранее создать схему гравера;
двигатель гравера надо монтировать на алюминиевые пластины;
нужно вручную выравнивать вал мотора.

Важно! Толщина алюминиевых плит, на которых будет установлен мотор, должна быть не меньше 3 мм. Такие пластины менее гибкие.

Инструменты и материалы

Для создания гравера понадобится следующее:

шаговый двигатель;
винты диаметром 15 мм;
вал длиной 50 см;
алюминиевая штанга и углы;
винты М5;
гайки и шайбы М5.

Все вышеперечисленное необходимо подготовить заранее.

Создание осей и основания

Для изменения положения по осям Х и Y используются подшипники и шариковые винты. Они позволяют непрерывно работать двигателю на более высоких оборотах.

Для остановки вращения используется металлическая пластина. Она крепится к гайке и подшипникам через алюминиевый угол.

Электронная часть

В качестве лазера используется диод мощностью 1,5 Вт. Его надо обязательно подключить к радиатору, чтобы уберечь от перегрева. Также для охлаждения лазерного модуля используют алюминиевые опоры.

Интенсивность свечения лазера во многом зависит от силы тока. Не рекомендуется подключать диод напрямую к источнику питания. Лучше сначала соединить его с регулятором, который позволит уменьшать и увеличивать силу тока.

Программная часть

Устройства на основе Ардуино работают при помощи встроенного в микроконтроллер ПО. Программа позволяет регулировать скорость двигателя после каждого подхода. Также встроенное ПО позволяет замедлять работу мотора во время записи пикселя. Благодаря этому удается повысить качество гравировки.

Дополнительная информация! Программная часть написана на языке С++.

Запуск и настройка

Запустить гравер достаточно просто. Для этого нужно подключить его к источнику питания и нажать на кнопку включения. После этого устройство должно заработать. Настройка осуществляется при помощи регулятора интенсивности свечения лазера.

Проверка работоспособности

Чтобы проверить, работает ли гравер, необходимо подсоединить его к сети и включить. После этого должен загореться лазер. Если этого не произошло, значить во время сборки устройства была допущена ошибка. В таком случае рекомендуется разобрать гравер и проверить все контакты.

Лазер для гравировки по металлу и особенности работы устройства

Этот инструмент позволяет делать гравировку на металлических покрытиях. Стоит отметить, что такие лазеры могут работать только с идеально ровными поверхностями, без шероховатостей.

Работать с граверами по металлу достаточно легко. Их необходимо подключить к персональному компьютеру и открыть изображение, которое надо перенести на металлическую поверхность. При помощи специально ПО лазер в автоматическом режиме сделает гравировку.

Гравировка лазерным гравером: что надо знать

Прежде чем пользоваться самодельным лазерным гравером, надо разобраться с нюансами его использования. Есть несколько важных советов:

каждые полчаса надо отключать гравер, чтобы он остыл;
нельзя подключать устройство в перегруженную сеть;
работать с лазером надо только в защитных очках;
наносить гравировку надо только на ровные поверхности.

Гравер — незаменимый инструмент для нанесения гравировок. Необязательно использовать профессиональные модели, как Engraver Laser. Можно изготовить такой инструмент самостоятельно. Однако для этого придется ознакомиться с особенностями создания граверов.

Читайте также: