Лазерный резак из 3d-принтера. Часть первая, хардварная
Можно было бы поступить так же, как и автор вышеупомянутой статьи - взять готовый набор лазер+драйвер. Такое решение имеет право на жизнь, и у него есть преимущество в виде простоты, но и недостатки тоже есть. О них - ниже.
В этой части опишу все железо, необходимое для подобной модификации, нюансы выбора, установки и настройки, но прежде всего:
Автор не несет ответственности за выжженную сетчатку, потерю зрения и прочие увечья, которые можно получить, не соблюдая технику безопасности. Всегда используйте защитные очки при работе с лазерами.И помните, что очки защищают только от отраженного света, так что не направляйте лазерный луч себе в глаз. Для синего лазера нужны красные очки. Например, такие.
Лазерный диод
Начну с самого дорогого компонента. Опустим бесчисленное множество параметров, приведенных в даташите и обратим внимание лишь на некоторые:
Мощность. Самый главный параметр. Чем больше мощность - тем быстрее можно резать/выжигать. тем больше глубина реза за проход и прочее. Для себя я решил, что меньше 1,6Вт рассматривать не стоит, ибо всегда должен быть запас, и чем больше - тем лучше.
Длина волны. Для самодельных резаков чаще всего используются лазеры с длиной волны в 445-450нм. Для них полно линз, и их свечение находится в видимом спектре. От выбора цвета зависит то, как хорошо лазер будет резать материалы определенных цветов. Например, синий лазер не очень хорошо справляется с синим оргстеклом и прочими синими поверхностями, т.к. его излучение не поглощается материалом.
Номинальный рабочий ток. Обычно пропорционален мощности. Для 1,6вт-диодов характерен ток 1,2А. У 3,5Вт номинальный ток 2,3А. Этот параметр важен при выборе драйвера. За более точной информацией стоит нужно посмотреть datasheet конкретного лазерного диода.
Тип корпуса. Наиболее распространенные - TO-5 (9мм), TO-18 (5,6мм - его иногда называют To-56). Влияет на подбор лазерного модуля.
Приведу несколько типичных лазерных диодов:
TO-18 1,6W OSRAM PLTB450B TO-5 1,6W Nichia NDB7875 TO-5 3,5W Nichia NDB7A75
Драйвер лазерного диода
Драйвер лазерного диода мало отличается от драйвера обычного светодиода и представляет собой источник постоянного тока. Единственное отличие - у него зачастую есть возможность управления через TTL. Собственно, наличие TTL-управления - это одно из основных требований при выборе драйвера. Еще два требования - напряжение питания и максимальный выходной ток. С напряжением все достаточно просто - большинство 3д-принтеров используют 12-вольтовое питание. Следовательно, стоит искать драйвер на 12в. Максимальный выходной ток должен быть выше номинального тока диода, чтобы полностью раскрыть его мощность в процессе настройки.
Пара вариантов драйверов:
12V 2A
12V 5A
Модуль и крепление
Здесь небольшое лирическое отступление. Причина, почему рассматривается сборка из отдельных компонентов, а не покупка готовой связки драйвер+лазер, кроется в размерах лазерного модуля в подобных наборах. 40х40х70мм - слишком много для крепления вместе с экструдером. Набор можно было бы рассмотреть в случае построения отдельного координатного стола конкретно для резака. В случае с шаговым двигателем на каретке масса оной становится довольно большой. А чем больше масса - тем больше инерция, что не есть хорошо.
Модуль. Нам нужен модуль 12х30мм. Стоит обратить внимание на то, для какого он типа корпуса (TO-5/18 и т.д.), а также для какой длины волны он предназначен. Бывают как модули как для широкого диапазона длин волн, так и для какой-то одной конкретной.
Как обычно, пара примеров:
TO-18 универсальный
TO-5 универсальныйКрепление. Оно же - радиатор. С обдувом даже для 3,5Вт-лазера такого радиатора достаточно, он греется где-то до 50 градусов.
Крепление
Еще одно крепление
Установка
Вариантов установки крепления для лазера великое множество. Тут стоит даль волю инженерной мысли и чего-нибудь придумать. Обязательно предусмотрите вентилятор над лазером, он нужен как для его охлаждения, так и для того, чтобы сдувать дым из рабочей области. О подключении и управлении доп.вентиляторами читайте здесь.
Можно примотать стяжками, но лучше сделать жесткое болтовое крепление с переходной пластиной, наподобие того, как это сделал я:
1. Нужно закрепить модуль как можно ниже, на уровне сопла, точнее, чуть выше его, оставив место для регулировки линзы (около 1см). Это связано с фокусным расстоянием - отдалить модуль по Z мы можем всегда, а вот приблизить будет проблемой, если регулировки не хватит. Я об этом не знал, и регулировки хватило едва-едва.
2. Лучше всего закрепить модуль соосно с экструдером - тогда пострадает размер рабочего хода только одной из осей. И чем ближе к экструдеру - тем меньше 'штраф'.
С подключением все просто, питание на драйвер согласно полярности, подключение диода согласно полярности. Соблюдайте полярность, в общем. Управляющий TTL провод - к контакту D4, D5, или D6 в случае, если у вас RAMPS. Покажу на примере, как это выглядит у меня (TTL-управление на D6):
Настройка тока лазерного диода
После того, как все установлено и подключено, можно заняться настройкой тока. Для этого выкрутите линзу у лазера и/или подложите под него кусок кафельной плитки, чтобы он чего-нибудь не прожег. Также нужно включить в разрыв 'минусового' провода лазерного диода амперметр (см. схему выше). Можно временно подключить мультиметр, а можно поставить отдельную измерительную головку, как это сделал я. И не забудьте одеть защитные очки. Алгоритм такой:
1. Включаем принтер.
2. В Pronterface пишем M42 P* S255 , где * - номер контакта, к которому подключен управляющий TTL провод драйвера
3. Берем отвертку и начинаем медленно вращать маленький подстроечный резистор на плате драйвера, попутно поглядывая на показания амперметра. Если это этот драйвер, то ток до включения лучше выкрутить в 0 (против часовой стрелки до щелчков), т.к. в нем по умолчанию выставлено 2А, что может спалить 1,6Вт-диод.
4. Выставляем по амперметру номинальный ток своего диода и пишем M42 P* S0 для его отключения. (* - см. выше)
5. Отключаем мультиметр от цепи (опционально).
Настройка фокуса лазера
Тут все достаточно индивидуально. Фокус можно настраивать как перед каждой операцией резки, так и единожды, потом просто передвигая каретку по Z в зависимости от толщины обрабатываемого материала. Также есть разные подходы к настройке фокуса по детали: можно выставлять фокус по верху заготовки, а можно по середине. Я выставляю по верху, т.к. редко что-либо режу и меня не беспокоит расфокусировка при опускании луча в материал.
Настраивается так:
1. Загоняем все оси в home ( G28 ).
2. Поднимаем каретку. Величина поднятия зависит от толщины обрабатываемого листа. Я не предполагал на своем принтере обрабатывать ничего толще 6мм (по фанере выжигать), поэтому поднял каретку чуть выше - на 8мм. Команда для поднятия - G1 Z8, ну или просто потыкайте стрелочки в Pronterface.
3. Кладем заготовку, закрепляем канцелярскими зажимами, наводим лазер на нее.
4. Включаем лазер. Много мощности на этом этапе не требуется, должна быть четко видна точка. M42 P* S1
5. Крутим линзу до тех пор, пока луч не сфокусируется в маленькую точку. Если не хватает регулировки - поднимите каретку еще где-нибудь на 5-10мм, и снова покрутите линзу.
Итого сборка, подключение и настройка завершены. В следующей статье будет руководство по подготовительным командам и обзор софта для работы с лазером.
To be continued
Еще больше интересных статей
Трешевое поделие на коленке за один день (сушилка для деталей полученых DLP печатью).
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Обучение от 3Dtool по работе с 3D сканером Creality Sermoon S1
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
В этом обучающем видео от 3Dtool вы уз...
Ультрабюджетный лазерный СО2 станок своими руками
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Комментарии и вопросы
Вот казалось бы, новенькие оте...
Нормально подшипники шаговиков...
Подъёмный механизм оригинальны...
Шалом православные....я накопи...
Доброго времени суток, уважаем...
Круг в OrcaSlicer, сначала печ...
После нарезки модель пропадает...