Инструкция по изготовлению самодельного лазера. Станок лазерной резки металла своими руками: процесс изготовления Как работает лазерный резак

В каждом доме найдется старая пришедшая в негодность техника. Кто-то выбрасывает ее на свалку, а некоторые умельцы стараются применить ее для каких-нибудь самодельных изобретений. Так старой лазерной указке можно найти достойное применение – есть возможность сделать лазерный резак своими руками.

Чтобы изготовить из безобидной безделушки настоящий лазер необходимо приготовить следующие предметы:

лазерную указку;
фонарик с аккумуляторными батарейками;
старый, можно и не рабочий пишущий CD/DVD-RW. Главное, чтобы у него был в наличии привод с рабочим лазером;
набор отверток и паяльник. Лучше использовать фирменный резак, но за неимением может подойти и обычный.

Изготовление лазерного резака

Для начала необходимо извлечь лазерный резак из привода. Эта работа не представляет никакой сложности, но придется набраться терпения и максимум внимания. Так как там содержится большое количество проводов, структура у них одинаковая. При выборе привода важно учитывать наличие пишущего варианта, так как именно в такой модели лазером можно делать записи. Запись производится при испарении тонко нанесенного слоя металла с самого диска. В случае когда лазер работает на чтение, он используется вполсилы, подсвечивая диск.

При демонтаже верхних крепежей, можно обнаружить каретку с расположенным в ней лазером, который способен двигаться в двух направлениях. Ее следует осторожно извлечь путем откручивания, тут присутствует большое количество разъемных устройств и шурупов, которые важно аккуратно снять. Для дальнейшей работы необходим красный диод, при помощи которого осуществляется прожиг. Для его извлечения будет необходим паяльник, а также нужно с аккуратностью убрать крепежи. Важно взять на заметку, что незаменимую деталь для изготовления лазерного резака нельзя встряхивать и ронять, в связи с этим, извлекая лазерный диод, рекомендуется проявлять осторожность.

Как будет извлечен главный элемент будущей модели лазера, необходимо все тщательно взвесить и придумать, куда его поместить и как к нему подключить электропитание, так как для диода пишущего лазера необходимо намного больше тока, чем для диода от лазерной указки, и в этом случае можно использовать несколько способов.

Далее заменяется диод в указке. Для создания мощного лазера уз указки должен быть извлечен родной диод, на его место необходимо установить аналогичный из CD/DVD-RW привода. Указка разбирается с соблюдением последовательности. Она должна быть раскручена и разделена на две части, сверху располагается деталь, которую нужно заменить. Старый диод извлекается и на его место устанавливается требуемый диод, который можно закрепить с помощью клея. Бывают случаи, когда при удалении старого диода могут возникнуть трудности, в этой ситуации можно воспользоваться ножом и немного потрясти указку.

Следующим действием будет изготовление нового корпуса. Чтобы будущий лазер можно было удобно использовать, подключить к нему питание и для придания ему внушительного вида можно применить корпус фонарика. Устанавливается переделанная верхняя часть лазерной указки в фонарик и подводится к нему питание от аккумуляторных батареек, которое подключается к диоду. Важно не перепутать полярность питания. Перед сборкой фонарика стекло и части указки нужно извлечь, так как оно будет плохо проводить прямой ход луча лазера.

Последним этапом является подготовка к применению. Перед подключением необходимо проверить прочность закрепления лазера, правильность подключения полярности проводов и ровно ли установлен лазер.

После совершения этих нехитрых действий лазерный резак готов к использованию. Такой лазер можно использовать для прожига бумаги, полиэтилена, для розжига спичек. Область применения может быть обширна, все будет зависеть от фантазии.

Дополнительные моменты

Можно изготовить и более мощный лазер. Для его изготовления понадобится:

привод DVD-RW, можно в нерабочем состоянии;
конденсаторы 100 пФ и 100 мФ;
резистор 2-5 Ом;
три аккумуляторных батарейки;
провода с паяльником;
коллиматор;
стальной светодиодный фонарик.

Это тот незамысловатый набор комплектуется для сборки драйвера, который при помощи платы будет выводить лазерный резак на требуемую мощность. Источник тока к диоду нельзя подключать напрямую, так как он моментально испортиться. Также важно учесть, что диод для лазера должен питаться током, но никак не напряжением.

Коллиматором является корпус оснащенный линзой, благодаря которой все лучи сходятся в один узкий пучок. Такие приспособления приобретаются в магазинах радиодеталей. Они удобны тем, что в них уже оснащено место для установки лазерного диода, а что касается стоимости, то она довольно мала всего 200-500 рублей.

Можно, конечно, применить корпус от указки, но в нем лазер будет сложно прикрепить. Такие модели изготавливаются из пластикового материала, а это приведет к нагреванию корпуса, и он не будет достаточно охлажден.

Принцип изготовления аналогичен предыдущему, так как в этом случае тоже используется лазерный диод из DVD-RW привода.

При изготовлении необходимо применять антистатические браслеты.

Это нужно для снятия статики с лазерного диода, он является очень чувствительным. При отсутствии браслетов, можно обойтись подручными средствами – на диод можно намотать тонкую проволоку. Далее собирается драйвер.

Перед сборкой всего устройства проверяется работа драйвера. При этом необходимо подсоединить нерабочий или второй диод и замерить силу подаваемого тока мультиметром. Учитывая скорость тока, его силу важно подобрать по нормам. Для многих моделей применима сила тока в 300-350 мА, а для более скоростных можно применить и 500 мА, но для этого должен быть использован совершенно другой драйвер.

Конечно, такой лазер может собрать любой непрофессиональный техник, но все-таки для красоты и удобства подобное устройство разумней всего соорудить в более эстетичном корпусе, а какой именно использовать – можно выбрать на любой вкус. Практичней всего его будет собрать в корпусе светодиодного фонарика, так как его размеры компактны, всего 10х4 см. Но все же носить такое устройство не нужно в кармане, так как соответствующие органы могут предъявить претензии. Такое приспособление лучше всего хранить в специальном чехольчике, во избежание запыления линзы.

Важно не забывать, что устройство является в своем роде оружием, которое стоит использовать с осторожностью и нельзя его направлять на животных и людей, так как оно очень опасно и может нанести вред здоровью, самым опасным является направление в глаза. Опасно давать подобные аппараты детям.

Лазер можно оборудовать разными приспособлениями, и тогда из безобидной игрушки выйдет довольно мощный прицел для оружия, как пневматического, так и для огнестрельного оружия.

Вот незамысловатые советы по изготовлению лазерного резака. Немного усовершенствовав подобную конструкцию, можно изготовить резаки для кройки акрилового материала, фанеры и пластика, производить гравировку.

Доброго дня, мозгоинженеры ! Сегодня поделюсь с вами руководством о том, как сделать лазерный резак мощностью 3Вт и рабочим столом 1.2х1.2 метра под управлением микроконтроллера Arduino.

Эта мозгоподелка родилась для создания журнального столика в стиле «пиксель-арт». Нужно было нарезать материал кубиками, но вручную это затруднительно, а через онлайн-сервис очень дорого. Тогда и появился этот 3-х ватный резак/гравер для тонких материалов, уточню, что промышленные резаки имеют минимальную мощность около 400 ватт. То есть легкие материалы, такие как пенополистирол, пробковые листы, пластик или картон, этот резак осиливает, а вот более толстые и плотные только гравирует.

Шаг 1: Материалы

Arduino R3
Proto Board – плата с дисплеем
шаговые двигатели
3-х ватный лазер
охлаждение для лазера
блок питания
регулятор DC-DC
транзистор MOSFET
платы управления двигателями
концевые выключатели
корпус (достаточно большой, чтобы вместить почти все детали списка)
зубчатые ремни
шарикоподшипники 10мм
шкивы для зубчатых ремней
шарикоподшипники
2 доски 135х 10х2 см
2 доски 125х10х2 см
4 гладких стержня диаметром 1см
различные болты и гайки
винты 3.8см
смазка
стяжки-хомуты
компьютер
циркулярная Пила
отвертка
различные сверла
наждачная бумага
тиски

Шаг 2: Электросхема

Электроцепь лазерной самоделки информативно представлена на фото, есть лишь несколько уточнений.

Шаговые двигатели: думаю, вы заметили, что два двигателя запускаются от одной платы управления. Это нужно для того чтобы одна сторона ремня не отставала от другой, то есть два двигателя работают синхронно и сохраняют натяжения зубчатого ремня, нужное для качественной работы поделки .

Мощность лазера: при настройке регулятора DC-DC убедитесь, что на лазер подается постоянное напряжение, не превышающее технические характеристики лазера, иначе вы его просто сожжете. Мой лазер рассчитан на 5В и 2.4А, поэтому регулятор выставлен на 2А и напряжение немного ниже 5В.

Транзистор MOSFET: это важная деталь данной мозгоподелки, так как именно этот транзистор включает и выключает лазер, получая сигнал от Arduino. Так как ток от микроконтроллера очень слабый, то только этот транзистор MOSFET может его воспринимать и запирать или отпирать контур питания лазера, другие транзисторы на такой слаботочный сигнал просто не реагируют. MOSFET монтируется между лазером и «землей» от регулятора постоянного тока.

Охлаждение: при создании своего лазерного резака я столкнулся с проблемой охлаждения лазерного диода, для избежания его перегрева. Проблема решилась установкой компьютерного вентилятора, с которым лазер отлично функционировал даже при работе 9 часов подряд, а простой радиатор не справлялся с задачей охлаждения. Еще я установил кулеры рядом с платами управления двигателями, так как они тоже прилично греются, даже если резак не работает, а просто включен.

Шаг 3: Сборка

В приложенных файлах находится 3D модель лазерного резака, показывающая размеры и принцип сборки рамки рабочего стола.

Челночная конструкция: она состоит одного челнока отвечающего за ось Y, и двух спаренных челнока отвечающих за ось X. Ось Z не нужна, так как это не 3D принтер, но вместо нее лазер будет попеременно включаться и выключаться, то есть ось Z заменяется глубиной прожига. Все размеры челночной конструкции я постарался отразить на фото, уточню лишь, что все установочные отверстия для стержней в бортах и челноках глубиной 1.2см.

Направляющие стержни: стержни стальные (хотя алюминиевые предпочтительней, но стальные проще достать), довольно большим диаметром в 1 см, но такая толщина стержня позволит избежать провисания. Заводская смазка со стержней удалена, а сами стержни тщательно отшлифованы шлифмашинкой и наждачной бумагой до идеальной гладкости для хорошего скольжения. А после шлифовки стержни обработаны смазкой с белым литием, которая предотвращает окисление и улучшает скольжение.

Ремни и шаговые двигатели: Для установки шаговых двигателей и зубчатых ремней я пользовался обычными инструментами и материалами, попавшимися под руку. Сначала монтируются двигатели и шарикоподшипники, а затем сами ремни. В качестве кронштейна для двигателей был использован лист металла примерно одинаковый по ширине и в два раза больше по длине, чем сам двигатель. В этом листе просверлено 4 отверстия для крепления на двигатель и два для крепления к корпусу самоделки , лист согнут под углом 90 градусов и прикручен саморезами к корпусу. С противоположной стороны от места крепления двигателя аналогичным образом установлена подшипниковая система, состоящая из болта, двух шарикоподшипников, шайбы и металлического листа. По центру этого листа сверлиться отверстие, с помощью которого он крепится к корпусу, далее лист загибается пополам и уже по центру обоих половинок сверлится отверстие для установки подшипниковой системы. На полученную таким образом пару двигатель-подшипник надевается зубчатый ремень, который крепится к деревянному основанию челнока обычным саморезом. Более понятно этот процесс представлен на фото.

Шаг 4: Софт

К счастью программное обеспечение для данной мозгоподелки бесплатно и с открытым исходным кодом. Все необходимое находится по нижеприведенным ссылкам:

Во и все что я хотел рассказать о своем лазерном резаке/гравере. Благодарю за внимание!

Удачных самоделок !

Все фото из статьи

Трудно ли собрать аппарат для лазерной резки фанеры своими руками? Каких проблем можно ожидать на разных стадиях реализации проекта? Что из оборудования придется покупать? В статье мы постараемся найти ответы на эти вопросы.

Плюсы и минусы лазерной резки

При реализации любого масштабного проекта всегда встает вопрос его целесообразности. Мы попробуем помочь читателю дать на него самостоятельный ответ.

Выгоды

Прибор для лазерной резки фанеры на практике способен работать не только с ней. В списке обрабатываемых материалов – кожа, ткани, оргстекло, пластики, словом, все материалы, которые имеют невысокую теплопроводность и сравнительно низкую температуру горения;
Благодаря ЧПУ станок позволит резать с высочайшей точностью , создавая детализованные контуры;
Резкой его возможности не ограничиваются. Лазерные станки для резки фанеры вполне способны выполнять функции гравера. Варьируя скорость передвижения каретки и мощность луча, они могут создавать сложные изображения с переходами тонов;
Благодаря фокусировке луча ширина разреза может быть минимальной – от 1/100 мм, что опять-таки положительно влияет на точность изготовления деталей или детализацию наносимого на заготовку изображения.

Проблемы

Разумеется, без них тоже не обойдется:

Цена закупаемого оборудования будет отнюдь не копеечной. Наиболее популярное решение для недорогих самодельных граверов – извлеченный из пишущего DVD-привода лазерный диод – для резки фанеры не походит категорически ввиду малой мощности. Минимальная мощность лазера для резки фанеры – 20 ватт; при сколь-нибудь значительной толщине материала ее лучше увеличить до 40 – 80;

Справка: углекислотная лазерная трубка такой мощности при заказе непосредственно у китайских производителей обойдется заказчику в 15 – 20 тысяч рублей по текущему курсу. К расходам на лазер добавится стоимость сложной и дорогой системы фокусировки, DSP -контроллера, драйвера шаговых моторов и кареток.

Жизненный цикл трубки составляет от 3 до 8 тысяч часов , после чего ей требуется замена;
Лазеру требуется жидкостное охлаждение. В промышленных условиях для этой цели используется охладительная установка, работающая по принципу теплового насоса – чиллер. Минимальная стоимость такого агрегата составляет 35 – 45 тысяч рублей;

Однако: при незначительной продолжительности работы можно обойтись баком емкостью в 80 – 100 литров и водяной помпой, которая будет прокачивать его содержимое через рубашку трубки.

ЧПУ подразумевает наличие не только особого программного обеспечения , но и эскизов контура изготавливаемого изделия. Чертежи для лазерной резки фанеры найти не так уж легко; самостоятельное же их построение займет весьма продолжительное время;
Наконец, резка материала осуществляется за счет его быстрого нагрева и испарения. При этом края реза неизбежно обугливаются, а помещение заполняется дымом. Раз так – придется конструировать закрытый корпус с прозрачной крышкой и системой интенсивной принудительной вентиляции.

Конструктивное исполнение

Итак, как устроен самодельный лазер для резки фанеры?

Основа станины – алюминиевая профтруба размером 40х60, скрепленная мебельным уголком и саморезами по металлу. Корпус собран из недорогой ЛДСП – он не испытывает значительных нагрузок в процессе работы.

Обратите внимание: по периметру корпуса пущена 12-вольтовая светодиодная лента. Подсветка позволит визуально контролировать процесс резки.

Непосредственно на трубах станины закреплены направляющие, обеспечивающие движение кареток по поперечной оси.

К кареткам прикручена продольная труба с еще одной направляющей – уже под каретку, обеспечивающую непосредственно движение головки.

А вот и сама лазерная головка для резки фанеры. Фольга использована для герметизации соединения трубки с штуцером.

Всем привет. После покупки принтера и осознания принципа работы ЧПУ станков стал смотреть на другие виды станков. Отец хотел фрезер, а меня больше интересовала гравировка. Посчитав сколько будет стоить более менее вменяемый фрезер стало понятно, что сначала появится гравер. Так у меня появился диодный лазер на 2.5вт.

Станину решил делать с запасом и получилось рабочее поле 70х60см. Каретки и прочие узлы были напечатаны. После начала эксплуатации стало понятно, что рабочее поле я сделал явно с излишним запасом, по факту больше чем формат А4 гравировать не приходилось. Далее после одной удачной модернизации принтера у меня осталось много профилей и из них была собрана мини версия гравера четко формата А4, как удачно не правда ли?)) А большая рама перекочевала на стенку где провела полгода. Для гравировки я использовал платное ПО позволяющее динамически менять скорость и мощность работы лазера, это многократно ускоряло процесс и качество получилось отличное. Со временем я немного изменил конструкцию поставив двигатели на станину, не нравилось мне, что они утяжеляют каретки и перегибают ремни. К чему этот эпилог? К тому, что на момент сбора информации о стоимости разных видов лазеров мне объявили, что для сборки СО2 меньше чем с 500$ и не подходи. Случилось так, что у меня появилось много свободного времени, и более подробно изучив лазерные СО2 станки появилось непонимание где тут 500$. Поразмыслив над тем, что можно сделать самому применив 3д принтер, в SolidWorks была смоделирована почти полная сборка станка. Вывод был таков, что по сути нужны только лазерные составляющие в виде самой лазерной трубки, БП к ней, зеркала и линза. Все остальное можно было распечатать, либо раздобыть)))

Каретки решил делать на колесиках, во-первых, если не использовать фирменные контроллеры, то скорость работы не слишком высока, и голова лазера у меня получилась очень легкой, а если колесики с головой принтера справляются, то почему не справятся лазерной, во-вторых, колесики у меня просто имелись с двойным запасом.

Стоимость лазерной составляющей оказалось лишь 12000р (с учетом платной доставки). Для пробы была заказана лазерная трубка всего на 40вт. Заказывал на Али, специализированных продавцов оказалось всего 3, и один явно перевешивал по заказам, а пообщавшись с ним стало понятно почему, менеджеры очень общительные и быстро отвечают на любые вопросы. Заказ был сделал и настало томительное ожидание, скрашиваемое сборкой всех остальных частей станка.

Довольно много различных частей осталось от сборки Re-D-Bot и его последующих модификаций. Дозаказать пришлось сущие мелочи вроде пружинок и подшипников с бортиками. Наконец пригодилась большая станина.

Корпус станка решено было делать из ЛДСП, хотелось, чтобы станов был компактным, так как места в мастерской становится все меньше.

Прикинул размеры корпуса исходя из размеров трубки с станины вышел квадрат 105х105см, высоту решил делать 20см, этого было вполне достаточно для работы с материалами до 50мм. Раскрой листа на корпус и стол, на котором он будет стоять обошелся в 2100р (включая стоимость самого листа).

Полным ходом шла печать различных узлов станка, благо все было смоделировано с учетом последующей печати и это помогло избежать проблем "узел не подходит к месту". Хотя все равно некоторые узлы пришлось дорабатывать, к примеру голова имела лишь 1 свободу регулировки, по высоте, вот только добраться до гаек для затяжки стоило множества потраченных нервов, пришлось дорабатывать, так же оказалось, что задняя часть каретки головы вроде как и не несет особой нагрузки, но при изрядной натяжке ремней ее просто выворачивало.

Кстати о степенях свободы. Заводские крепления зеркал имело по 2-3 степени свободы (это кроме возможности поворачивать зеркало), что несколько усложнило юстировку зеркал. В своем проекте я дал им лишь по 1 свободе, голова вверх/вниз, боковое вперед/назад, зеркало у лазера тоже вниз/вверх, вот и все. Меньше подвижности -меньше шансов ошибиться.

В заводских конструкция за подгонку фокуса отвечает подъемный механизм стола, меня этот вариант не устраивал, и я стал думать над тем, чтобы фокус можно было регулировать на голове, так был смоделирован цанговый зажим втулки с находящейся внутри линзой. Печать всех частей производил из PETG, отсутствие усадки позволяет выставлять точные размеры не переживая,

что детали не будут подходить друг к другу.

Сразу скажу, что этот узел пришлось переделать, так как если линза по каким-либо причинам пачкается то при работе она начинает неслабо греться, так однажды линза вплавилась в цилиндр и была разбита при попытке ее вынуть.

Покупать готовую голову жаба не позволяла и вдруг на глаза попался старый линзованый фонарик, в нем узел со светодиодом и драйвером отлично подходил для зажима линза, размеры совпадали, оставалось лишь откромсать лишнюю часть фонаря (он кстати был нерабочий, деньги за него вернули)). Так же были проблемы с носиком обдува, оказалось что луч нагревает не только точку на поверхности, но и воздух вокруг себя, из за этого кончик постоянно плавился решено было сделать вставку, для этого отлично подошли уже испорченные сопла для принтера, только решено было рассверлить до 2мм отверстие, чтобы оставалось проистранство на погрешность установки. Лазер пришел за неделю до НГ, праздники обещали быть плодотворными)))

Большая подстава получилась с валом который должен был синхронизировать каретки Y. Его обещали изготовить, но постоянно кормили завтраками вплоть до 31 числа, а потом и вовсе сказали что будет только 9го… Ожидание было невыносимо и было принято решение временно использовать шпильку, но так как 8мм шпилька совсем не 8мм, было решено использовать 5мм с использованием втулок. Этот трюк вполне сработал (кстати вал мне отдали только 29 января и то не 8мм, а 8.2 да еще и кривой).

Поскольку лазерная голова довольно легкая ее передвижением занимался NEMA17 напрямую, а вот для балки Y пришлось ставить шкивы в итоге получив передаточное 1:2. Не густо конечно, но вполне достаточно.Долго думал над охлаждением трубки, решено делать на элементах Пельтье, но пока зима в соседней комнате (гараж) и так всегда +10°, было принято решение просто вывести трубки охлаждения с емкостью туда. Воду качал небольшой насос с али за 500р, заявлено 800л/час, оптимистичные китайцы, но около 200 он выдает а нам этого предостаточно.

Конструкция была собрана и станок наконец ожил.Недостатком моей компактной конструкции оказалось жуткое неудобство юстировки, для нее приходилось снимать боковую стенку, иначе к винтам не подлезть. Но это все мелочи. Полчаса пострелушек в фанеру и бумагу и все зеркала отъюстированы. Первые резы показали что без вытяжки можно разве что бумагу резать. В качестве нее отлично подошел старый вентилятор 140х140мм, уж не знаю от чего он, но дует он крайне мощно, а шумит наравне с пылесосом. Испытание вытяжки проводились электронной сигаретой (именно для таких целей она и приобреталась) и результат был отличный.

Далее начались испытания возможностей 40вт трубки. Результаты меня несколько поразили. Про 4мм фанеры и говорить не стоит. Оргстекло нашлось только 1мм, его лазер режет даже на крайне малых мощностях. В 1 проход удалось резать до 8мм фанеры, но медленно. Получилось даже прорезать 12мм, но в 3 прохода, хотя о качестве реза говорить не стоит…Испытания и пробные изделия делались из довольно плохой фанеры 44 сорта причем пролежавшей в гараже 2 года. При попытке купить хорошую выяснил, что в моем городе этим занимается ТОЛЬКО 1 контора и ожидание 3 недели. Сижу жду)))

Ах да, то о чем вообще стать – стоимость станка с учетом покупки всех частей составляет менее 16000 рублей. И это с полем 60х70см. А поле может быть практически любых размеров.

Больше фотографий можете увидеть перейдя по ссылке на альбом Так же прикладываю “смету” с ссылками.

что детали не будут подходить друг к другу.

Больше фотографий можете увидеть перейдя по ссылке на альбом Так же прикладываю “смету” с ссылками.