Лазерный гравировальный станок Atomstack A5 Pro: обзор и возможности

Бытовые диодные лазерные гравировальные станки сейчас стали достаточно популярны, они довольно компактны, просты в освоении, а также сравнительно доступны по цене на фоне более мощных СО2-лазеров и вполне подходят для небольших объёмов работ или просто в качестве хобби. В этом обзоре будет рассмотрена модель Atomstack A5 Pro с размерами рабочего поля 410х400 мм, построенная на базе твердотельного лазера с выходной мощностью 5 Ватт с длиной волны 445 нм.

Ранее я уже рассказывал про младшую модель Atomstack A5 но без приставки Pro в названии и забегая вперед отмечу, что несмотря на схожие характеристики самого лазера, обозреваемая модель показала себя в работе значительно лучше. О том, как этого удалось добиться производителю я расскажу в самом обзоре.

Характеристики:

• Название модели: ATOMSTACK A5 PRO;
• Максимальное рабочее поле: 410*400 мм;
• Мощность лазера: 40 Вт;
• Выходная мощность лазера: 5,5 W;
• Длина волны: 445 ± 5 нм;
• Точность гравировки: 0,01 мм;
• Метод фокусировки: фиксированный фокус;
• Особенности: наличие защитного экрана на лазерной головке;
• Обрабатываемые материалы: дерево, бамбук, бумага, пластик, кожа, неотражающее покрытие и лакированный металл, керамика;
• Поддерживаемое ПО: LaserGRBL, LightBurn;
• Входной Формат: NC, BMP, JPG, PNG, DXF;
• Метод передачи данных: USB;
• Входное напряжение: AC100-240V В, 50/60 Гц;
• Выходное напряжение: DC12V, 5A;
• Сертификация: CE/FCC/RoHS/FDA/Weee;
• Оборудование для Вес нетто: 4,0 кг;
• Размер станка в собранном виде: 570*600*270 мм;
• Размер упаковки: 618*342*129 мм.

Упаковка и комплектация

Как и в большинстве случаев, станок поставляется в полу разобранном виде, все комплектующие разложены по отделениям в подложке из толстого вспененного материала в картонной коробке средних размеров.Основная, самая массивная часть комплекта поставки станка состоит из уже собранного блока оси X, на котором будет размещен сам лазер, а также четырех металлических направляющих рамы и трех опорных ножек. Все металлические поверхности станка окрашены в необычный для таких устройств фиолетовый цвет.

На раме нанесено наименование модели и основные технические характеристики станка.

Вторая часть содержимого коробки состоит из следующих комплектующих:

• блок управления;
• лазерная головка;
• блок питания с кабелем;
• USB кабель;
• два зубчатых ремня;
• защитный экран;
• защитные очки;
• набор ключей;
• пошаговая инструкция по сборке;
• тестовые карточки из фанеры;
• тестовые пластинки из черного акрила;
• акриловая пластинка для выставления фокусного расстояния;
• крепежные винты и пластиковые стяжки.

Блок питания рассчитан на входное напряжение AC100-240V (50/60 Гц), выходное напряжение составляет 12V, 5A.

Главная составляющая станка – лазерная головка. Плата управления и кулер закреплены на массивном радиаторе охлаждения, внутри которого находится диод лазера.

В нижней части, для защиты излучающей линзы и направления потока воздуха от кулера охлаждения в рабочую область лазера расположена металлическая воронка.

Маркировка на лазерной головке указывает, что модель имеет фиксированный фокус, длина волны лазера составляет 455 нм, а максимальная рабочая мощность равна 5W.

За управление всем станком в целом отвечает специальная плата, расположенная в внутри металлического кожуха. На внешнюю часть выведены только кнопка включения/выключения, разъемы для подключения блока питания и кабеля USB, а также кабели для подключения шаговых двигателей и лазерной головки.

Раскрутив металлический кожух, в случае необходимости можно добраться до платы управления. Здесь установлена плата управления LaserBox v 1.5 предназначенная для работы с GRBL-прошивками. Как видно из фото ниже, плата является универсальной и здесь присутствуют довольно много незадействованных разъемов, в том числе и разъем для подключения оси Z.

Сборка

Человеку, знакомому хотя бы с детскими конструкторами, самостоятельно собрать лазерный станок не составит никакого труда. Принцип прост, смотрим на пошаговые картинки в инструкции и повторяем все действия с имеющимися деталями. В комплект входит все необходимое вплоть до ключиков и болтиков, разложенных в пронумерованные пакетики, ничего «своего» использовать не приходится. Если коротко, то алгоритм сборки сводится к следующему:

• сборка рамы;
• установка блока оси X;
• установка ножек и блока управления;
• установка лазерной головки;
• подключение кабелей от блока управления к двум шаговым двигателям и лазерной головке с последующим их креплением при помощи комплектных стяжек.

Весь процесс занимает 30-40 минут, результат сборки представлен на фото ниже.

Двигатель оси X расположен на самой каретке лазерной головки.

Лазерная головка данной модели имеет фиксированный фокус, поэтому для выставления необходимого фокусного расстояния до обрабатываемой поверхности необходимо опускать саму головку на специальный шаблон из черного оргстекла, поместив его на заготовку.

Для перемещения и закрепления головки с обратной стороны есть два болта-барашка.

Диапазон перемещения лазерной головки по вертикали составляет 0.5-8.5 см от поверхности.

Использование в работе

Atomstack A5 Pro поддерживает работу в программах LaserGRBL и LightBurn. Я использую LaserGRBL, так как она является полностью бесплатной и на мой взгляд более простой в освоении. LightBurn в свою очередь хоть и требует приобретения прав на использование и является более «замороченной», но обладает более богатым функционалом и поддерживает «слои», с которыми часто намного проще и быстрее можно добиться нужного результата.

Скачать актуальную версию LaserGRBL можно с официального сайта здесь.  

Само собой, после первого включения я решил протестировать возможности станка при резке и посмотреть, за сколько проходов получится вырезать подставку для смартфона из фанеры толщиной 3 мм. Программа LaserGRBL уже содержит стоковые настройки под Atomstack A5 Pro согласно которым для фанеры 2.5 мм необходимо резать на максимальной мощности со скоростью 450 мм/мин за 3 прохода. Поскольку у меня толщина фанеры составила 3 мм, то я немного уменьшил скорость до значения 400 мм/мин (7 мм/с).

Станок действительно справился за указанное количество проходов, полученный результат.

И здесь стоит обратить внимание на линию реза станка, а именно на ее равномерную толщину и минимальное количество нагара.

Как упоминалось в начале обзора, я уже тестировал младшую модель Atomstack A5 со схожим по мощности лазером и при резке на фанере оставался заметный нагар, при этом также я обратил внимание, что при движении по разным осям лазер показывал разную «проникающую способность», то есть было заметно, что при движении по горизонтали луч намного глубже прорезал фанеру чем при движении по вертикали. Объяснением этому является форма пятна лазерного луча.

Ниже, для сравнения, представлены два увеличенных путем удаления от поверхности пятна лазера, первое - Atomstack A5, второе – обозреваемый Atomstack A5 Pro.

На фото видно, что в отличие от младшей модели, в обозреваемой форма пятна представляет собой круг, к тому же согласно характеристикам в точке фокусировки размер этого пятна составляет всего 0.03 мм, а как известно, чем меньше пятно, тем оно более эффективно. Достаточно вспомнить детство, когда при помощи увеличительного стекла и солнечного света мы поджигали листочки или выжигали на деревяшках, для этого необходимо было добиться фокусировки солнечных лучей в малюсенькую точку.

Возвращаясь к овальной форме пятна на Atomstack A5 мы получаем как раз тот самый эффект, когда при движении по вертикали, то есть поперек широкой части пятна мы получаем большее рассеивание луча и соответственно меньшую эффективность чем при движении по горизонтали.

Уж не знаю, насколько сложно добиться круглого пятна на таком станке, возможно требуется применение специальных оптических линз, но в модели Atomstack A5 Pro производителю это удалось и эффект от этого весьма ощутим.

Далее я решил вырезать еще что-то более-менее полезное и остановил свой выбор на транспортире. Здесь как раз было необходимо сначала нанести разметочную гравировку, а затем и саму резку. Для этого, по старой схеме, я подготовил два соответствующих рисунка.

Первый, с разметкой, был запущен на исполнение в режиме гравировки.

По завершении, был запущен второй, но уже в режиме резки и при этом я еще уменьшил скорость до 250 мм/мин (4 мм/сек), а количество проходов до 2.

Станок справился с заданием и транспортир был вырезан за 2 прохода.

Для проверки, я сравнил разметку транспортира с линейкой – практически идеально.

Дальнейшие эксперименты показали, что выставив скорость на 100-120 мм/мин (2 мм/сек) фанеру толщиной в 3 мм вполне реально прорезать и за 1 проход. Также попробовал, но без фанатизма, резку фанеры 4-ки, на это потребовалось 4 прохода на скорости 300 мм/мин (5 мм/сек), сам процесс показан на видео ниже. Думаю количество проходов при желании также можно уменьшить уменьшив скорость резки.

Далее проверим возможности станка по гравировке изображений в градациях серого (полутона). Для этого я скачал изображение с тигром, изменил его размер и предварительно обесцветил.

В современных лазерных станках получение различных градаций серого достигается при помощи динамического изменения мощности лазера в заданном пользователем диапазоне при выжигании каждой конкретной точки (не обязательно от 0 до 100%). Для этого в программе необходимо выставить режим лазера (Laser Mode) в положение с динамической мощностью (Dynamic Power), а также задать минимальное (S-min) и максимальное (S-max) используемое значение мощности. Для достижения хорошего результата необходимо экспериментировать, так как на него будут влиять как эти параметры, так и значение скорости перемещения лазера, а также сам обрабатываемый материал.

Для демонстрации работы лазера я использовал режим Passthrough, при котором программа оставляет изображение нетронутым, без какой-либо обработки, изображение будет гравироваться построчно, по горизонтали, в зависимости от размера и разрешения DPI, содержащихся в информации о файле. Кроме того, это же изображение гравировалось и в режиме «Сглаживание 1 BIT», переводящем картинку в набор черных точек и создающем эмуляцию градаций серого при помощи их плотности.

Для наглядности, гравировка выполнялась при максимальной мощности в 700 и 550 (100% соответствует значение 1000). Как видно из фото ниже, при более низком значении мощности мы получаем более светлое изображение и соответственно наоборот, при более высоком – более темное. На правом верхнем изображении видна белая линия – следствие небольшого смещения фанеры во время гравировки.

Ну и пожалуй самый интересный эксперимент, который я провел это гравировка на металле. Для этого я взял вот такую металлическую крышку от обычного термоса.

Под ее размер подготовил изображение дракона и для начала попробовал нанести гравировку контура на скорости 100 мм/мин (примерно 1.5 мм/с).

В результате даже с одного прохода на металле осталось вполне отчетливое изображение.

Далее я решил, что стоит попробовать его заполнить в режиме трассировки по линиям, но скорость при этом я немного увеличил до 200 мм/мин.

По-моему результат получился вполне неплохим, изображение четкое, оно не стирается ни водой ни чистящим средством даже если его усердно тереть ногтем. Думаю, с ним справится теперь поможет только наждачка.

К сожалению, таким способом можно наносить гравировку только на плоские поверхности, если же есть желание или необходимость гравировать на термосах, кружках, ручках, карандашах и тому подобных вещах, то необходимо обзавестись специальным приспособлением с роликами, которое подключается к станку вместо штатного шагового двигателя оси Y и вращает заготовку во время гравировки. Выглядит это приспособление вот так.

Поставляется в комплекте с ножками, позволяющими приподнять станок над поверхностью стола.

Заключение

Имея некоторый опыт работы с бытовыми лазерными станками могу сказать, что лично для меня модель Atomstack A5 Pro для бытовых нужд на сегодняшний момент является наиболее оптимальной по соотношению цена-качество. Само собой, что всегда хочется большей мощности, чтобы станок мог резать более толстую фанеру и наносить гравировку быстрее, но как всегда за все что «больше» приходится платить дороже. Если вам требуется большая мощность и позволяют финансы, то лучше смотреть в сторону CO2-станков и не заморачиваться, однако при этом стоит помнить, что в таких станках основная часть – газовая трубка, является расходником и ее периодически придется менять. В станках же, подобных Atomstack A5 Pro такой проблемы нет, при этом он позволяет как резать не очень толстую фанеру, так и наносить гравировки на различные, в том числе металлические поверхности.

Узнать стоимость описанного оборудования можно по ссылкам: Atomstack A5 Pro, Роликовый стол для гравировки.

Спасибо за внимание.