Из чего можно сделать лазерный резак по металлу

Лазерная резка является наиболее прогрессивной, но и дорогой по стоимости технологией. Зато с ее помощью можно достичь таких результатов, которые не под силу другим способам обработки металла. Способности лазерных лучей придавать любому материалу нужную форму поистине безграничны.

Уникальные возможности лазера основываются на характеристиках:

• Четкая направленность – за счет идеальной направленности лазерного луча энергия фокусируется в точке воздействия с минимумом потерь,
• Монохроматичность – у лазерного луча длина волн фиксирована, а частот — постоянна. Это позволяет сфокусировать его обычными линзами,
• Когерентность – у лазерных лучей высокий уровень когерентности, поэтому их резонансные колебания усиливают энергию на несколько порядков,
• Мощность – вышеперечисленные свойства лазерных лучей обеспечивают фокусировку энергии высочайшей плотности на минимальной площади материала. Это позволяет разрушать или прожигать любой материал на микроскопически малом участке.

Устройство и принципы работы

Любое лазерное устройство состоит из следующих узлов:

• источника энергии;
• рабочего органа, продуцирующего энергию;
• оптоусилителя, оптоволоконного лазера, системы зеркал, усиливающих излучение рабочего органа.

Лазерным лучом точечно создается нагрев и плавление материала, а после продолжительного воздействия — его испарение. В результате шов выходит с неровным краем, испаряющийся материал осаждается на оптике, что сокращается срок ее эксплуатации.

Для получения ровных тонких швов и удаления паров используют технику выдувания инертными газами или сжатым воздухом продуктов расплава из зоны воздействия лазера.

Заводские модели лазеров, оборудованные высококлассными материалами, могут обеспечить хороший показатель углублений. Но для бытового использования у них слишком высокая цена.

Модели, изготовленные в домашних условиях, способны врезаться в металл на глубину 1-3 см. Этого хватит, чтобы изготовить, например, детали для декорирования ворот или заборов.

Лазерная резка металла

В зависимости от используемой технологии резаки бывают 3-х видов:

• Твердотельные. Компактны и удобны в использовании. Активный элемент – кристалл полупроводника. У моделей с малой мощностью вполне доступная цена.
• Волоконные. В качестве элемента излучения и накачки используется стекловолокно. Достоинствами волоконных лазерных резаков являются высокий КПД (до 40%), длительный срок эксплуатации и компактность. Так как при работе выделяется мало тепла, нет нужды в установке системы охлаждения. Можно изготавливать модульные конструкции, позволяющие объединять мощности нескольких головок. Излучение транслируется по гибкому оптоволокну. Производительность таких моделей выше твердотельных, но их стоимость дороже.
• Газовые. Это недорогие, но мощные излучатели, основанные на использовании химических свойств газа (азота, углекислого газа, гелия). С их помощью можно варить и резать стекло, резину, полимеры и металлы с очень высоким уровнем теплопроводности.

Настольные лазерные гравёры и резаки для дома

Никогда не задумывались о том, что вы можете самостоятельно сделать гравировку на кожаном портмоне или чехле для смартфона, нанести фотографию на деревянную поверхность? А может быть, вы всегда хотели с большой точностью вырезать детали из различных материалов для создания красивых поделок или корпусов для роботов? А ведь всё это можно делать с помощью компактных настольных лазерных гравёров и резаков. Давайте рассмотрим несколько таких устройств.

Для чего можно использовать лазерный гравёр/резак?

С помощью гравёра вы сможете создавать памятные надписи и рисунки на различных предметах. Гравёр может с большой точностью наносить рисунок на такие материалы как бумага, картон, кожа, ткань, войлок, дерево, фанера, оргалит, пластмасса и акрил. Также есть возможность гравировать на алюминии и стекле и делать печатные платы, используя некоторые хитрости. Однако нужно помнить, что вы не сможете гравировать на металлических и керамических изделиях.

Резак позволит вам с большой точностью вырезать необходимые контуры из бумаги, картона, кожи, ткани, войлока, дерева, фанеры, оргалита, пластмассы и акрила. При работе с прочными материалами, такими как фанера, резак заменит вам лобзик, а при работе с остальными перечисленными материалами – ножницы. Однако нужно помнить, что вы не сможете резать прозрачные и металлические предметы.

При работе с лазерным резаком/гравёром не забывайте, что лазер – это не игрушка. Во время работы обязательно нужно защищать глаза с помощью специальных очков, которые иногда идут в комплекте с устройством, а иногда их нужно приобретать отдельно.

Endurance DIY

Endurance DIY — это небольшой настольный лазерный гравёр/резак от российско-американской компании Endurance размером всего 31×25 см и рабочей площадью 210×297 мм.

В устройстве используются лазеры собственного производства L-Cheapo, которые, кстати, имеют универсальный крепёж, позволяющий закрепить лазер на многих 3D принтерах и ЧПУ устройствах. Рабочая длина волны лазера 445 нм, точность гравировки (зерно) – 0,1 мм, охлаждение – воздушное. Скорость гравировки, а также скорость и глубина реза зависит от мощности лазера, которых может быть три варианта:

При покупке этого настольного лазерного гравёра/резака вы можете выбрать одну из перечисленных мощностей лазера. От этого будет зависеть цена: устройство с лазером мощностью 2,1 Вт обойдётся вам за 29900 рублей, с лазером 3,5 Вт – за 37400 рублей и с лазером 5,6 Вт – 49400 рублей. В комплекте идёт сам гравёр/резак и адаптер питания. Обратите внимание, что защитных очков в комплекте нет.

Для управления лазерным гравером/резаком Endurance DIY вы всегда сможете скачать полный пакет программ на сайте производителя.

Полное описание, большое количество фотографий и видео смотрите на сайте производителя здесь.

LaserBot

Этот лазерный гравёр/резак производит китайская компания Makeblock. Здесь используется Arduino-совместимый микроконтроллер. Кстати, кроме этого компания выпускает Arduino-совместимые конструкторы роботов, о чём я уже ранее писал в статье «Конструкторы программируемых роботов».

Этот агрегат поставляется с лазером мощностью 1,6 Вт и длиной волны 445 нм. Рабочая площадь здесь достигает 383×367 мм. Точность гравировки такая же, как и предыдущего устройства – 0,1 мм. Максимальная скорость движения лазерной головки — 200 мм/сек.

Для этого резака/гравёра вы сможете использовать фирменную программу mLaser, которая содержит простой и экспертный режим. Программа поддерживает растровые и векторные рисунки форматов PNG, JPG, BMP, SVG и DXF.

Стоимость такого гравёра/резака – около 350 долларов, не включая стоимость доставки и налог. Заказать его можно на сайте производителя здесь. В комплекте с устройством и адаптером питания вы получите защитные очки и 4 листа цветной бумаги.

Если вам нужен такой гравёр/резак, но с более мощным лазером, вы можете приобрести готовое решение у компании Endurance, про которую было написано выше. Стоимость LaserBot с лазером L-Cheapo мощностью 2,1 Вт обойдётся за 39 900 рублей, мощностью 3,5 Вт — 44 900 рублей, мощностью 5,6 Вт — 56 900 рублей. Подробности о таком комплекте здесь.

Dobot Magician

Следующее устройство позволяет делать намного больше, чем просто гравировать, ведь – это роботизированная рука, к которой вы можете кроме лазера прикрепить головку для 3D-печати, клешню, карандаш или кисть, присоску и многое другое. Но резать материалы, к сожалению, не получится из-за низкой мощности лазера, идущего в комплекте с роборукой – всего 0,5 Вт. Однако, если есть сильное желание, вы можете прикрепить сюда лазер большей мощности стороннего производителя.

На сегодняшний день, роборука продаётся в двух версиях: Dobot Magician и Dobot M1. Dobot M1 – это очень точная (0,02 мм) промышленная версия, но она очень дорогая (2999 долларов) и поэтому я не буду её здесь рассматривать. Dobot Magician – это настольная роборука, которая подойдёт и для дома, и для образовательных учреждений, и для небольших производств. Стоимость полного набора, в который входит Dobot Magician с лазером и защитными очками, — 1159 долларов, без учёта стоимости доставки. Кроме лазера сюда входит комплект для 3D-печати, клешня, джойстик, вакуумная присоска, комплект для рисования, Bluetooth и Wi-Fi модули.

Технические характеристики роборуки в сборе с лазером следующие: точность позиционирования 0,2 мм, потребляемая мощность лазера – 0,5 Вт, тип лазера — 405 нм (синий лазер), максимальный охват – 320 мм, максимальный угол поворота — 270°, см. рисунок ниже.

Заказать Dobot Magician и посмотреть все технические характеристики можно на сайте производителя здесь.

Snapmaker

Это устройство также многофункциональное: кроме гравировки, оно может осуществлять 3D-печать и резьбу по дереву. Для каждого из этих трёх процессов, у Snapmaker есть отдельная головка. К сожалению, резать материалы у вас не получится, т.к. лазер в комплекте слабый, всего 0,5 Вт.

Стоимость набора для 3D-печати и лазерной гравировки – 369 долларов, не считая стоимости доставки. А набор со всеми тремя головками обойдётся за 439 доллара. В комплекте идут защитные очки. Заказать Snapmaker или узнать подробности можно на странице проекта на сайте Kickstarter.

К плюсам этого устройства можно отнести также быструю сборку и разборку (всего 10 минут).

Wanhao DuPlicator i3 + Endurance L-Cheapo

Этот комплект также предлагает компания Endurance. Здесь в качестве платформы используется 3D принтер Wanhao DuPlicator i3, на которую будет установлен лазер L-Cheapo. Благодаря этому вы сможете не только гравировать и резать, но и использовать 3D-принтер по его прямому назначению.

Размеры рабочей области здесь 200×200 мм, а точность гравировки 0,1 мм. Комплект с лазером 2,1 Вт обойдётся вам за 49900 рублей, с лазером 3,5 Вт – за 57400 рублей, с лазером 5,6 Вт — за 69400 рублей. Доставка и установка бесплатная только по Москве. Подробности по комплектам можете посмотреть на официальной странице здесь. И не забудьте приобрести защитные очки.

Гравировальные станки Neje

Эти малыши умеют только гравировать, ведь здесь низкая мощность лазера. Но обойти их стороной невозможно, ведь цена за эти станки в интернете начинается примерно от 3500 рублей. Маленький гравировальный станок Neje отлично подойдёт для первого знакомства с технологией лазерной гравировки в домашних условиях. На первой картинке ниже станок NEJE DK-5 Pro (меньше размер), а на второй картинке – станок DK-8-KZ (более аккуратный вид).

Станок NEJE DK-5 Pro немного меньше (его размер 13.0×13.5×16.5 см) чем NEJE DK-8-KZ (его размер 14,5×16,0x19,0 см). Зато станок NEJE DK-8-KZ имеет более аккуратный вид и может комплектоваться лазером 0,5 или 1 Вт. У станка NEJE DK-5 Pro лазер может быть только 0,5 Вт.

Область гравировки обоих станков всего 38х38 мм, так что вы не сможете делать большие картины или делать гравировку на всей поверхности чехла для смартфона.

Программа для этих гравёров простая и бесплатная. Она умеет работать только с растровыми изображениями размером 512×512 пикселей формата JPG, BMP и PNG.

В комплекте с гравёром идут защитные очки, 2 USB-кабеля (один — питание, второй — передача данных), шестигранный ключ, карта памяти microSD (содержит драйвер, ПО и др.) и краткое руководство. Комплектация может различаться в зависимости от магазина, в котором вы покупаете гравёр.

Итог

Надеюсь, эта статья поможет вам сделать правильный выбор при покупке гравёра/резака. Если вам известны ещё какие-либо интересные устройства для гравировки и резки, пишите об этом в комментариях.

Самодельный бытовой лазер

Для выполнения ремонтных работ и изготовления металлических изделий в быту часто требуется лазерная резка металла своими руками. Поэтому домашние умельцы освоили изготовление и успешно пользуются ручными лазерными устройствами.

По стоимости изготовления для бытовых нужд больше подходит твердотельный лазер.

Мощность самодельного прибора, конечно же, нельзя даже сравнивать с производственными аппаратами, но для использования в бытовых целях он вполне подойдет.

Как собрать лазер, используя недорогие запчасти и ненужные предметы.

Для изготовления простейшего прибора понадобятся:

• лазерная указка;
• фонарик на аккумуляторных батареях;
• пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый и неисправный);
• паяльник, отвертки.

Как сделать ручной лазерный гравер

Процесс изготовления лазерного резака

1. Из компьютерного дисковода нужно извлечь красный диод, который прожигает диск при записи. Обратите внимание, что дисковод должен быть именно пишущим.

После демонтажа верхних крепежей, извлекают каретку с лазером. Для этого аккуратно снимают разъемы и шурупы.

Для извлечения диода необходимо распаять крепления диода и извлечь его. Делать это нужно предельно аккуратно. Диод очень чувствительный и его легко повредить, уронив или резко встряхнув.

1. Из лазерной указки извлекают содержащийся в ней диод, и вместо него вставляют красный диод из дисковода. Корпус указки разбирают на две половинки. Старый диод вытряхивают, подковырнув острием ножа. Вместо него помещают красный диод и закрепляют клеем.
2. В качестве корпуса лазерного резака проще и удобнее использовать фонарик. В него вставляется верхний фрагмент указки с новым диодом. Стекло фонарика, являющееся для направленного лазерного луча преградой, и части указки надо удалить.

Лазерная указка

На этапе подключения диода к питанию от аккумуляторных батарей важно четко соблюсти полярность.

1. На последнем этапе проверяют, насколько надежно зафиксированы все элементы лазера, правильно подключены провода, соблюдена полярность и ровно установлен лазер.

Лазерный резак готов. Из-за малой мощности использовать в работе с металлом его нельзя. Но если необходим прибор, режущий бумагу, пластик, полиэтилен и другие подобные материалы, то этот резак вполне подойдет.

Как сделать лазерный резак в гараже

Все гениально просто, поэтому для создания такого оборудования, которое способно вырезать красивейшие узоры в прочных сталях, можно сделать из обычных подручных материалов. Для изготовления обязательно потребуется старая лазерная указка. Помимо этого, следует запастись:

1. Фонариком, работающим на аккумуляторных батарейках.
2. Старым DVD-ROM, из которого нам потребуется извлечь матрицу с лазерным приводом.
3. Паяльник и набор отверток для закручивания.

Первым шагом будет являться разборка привода старого дисковода компьютера. Оттуда нам следует извлечь прибор. Будьте аккуратны, чтобы не повредить само устройство. Привод дисковода должен быть пишущим, а не просто читающим, дело в строении матрицы устройства. Сейчас в подробности вдаваться не будем, но просто используйте современные нерабочие модели.

После этого, вам обязательно нужно будет извлечь красненький диод, который прожигает диск во время записи на него информации. Просто взяли паяльник и распаяли крепления этого диода. Только ни в коем случае не бросайте его. Это чувствительный элемент, который при повреждениях может быстро испортиться.

При сборке самого лазерного резака следует учесть следующее:

1. Куда лучше установить красный диод
2. Каким образом будут запитываться элементы всей системы
3. Как будут распределяться потоки электрического тока в детали.

Помните! На диод, который будет выполнять прожиг, требуется намного больше электричества, нежели на элементы указки.

Решается эта дилемма просто. Диод из указки меняется красной лампочкой из привода. Разобрать указку следует с той же аккуратностью, что и дисковод, повреждения разъемов и держателей, испортят ваш будущий лазер для резки металлов своими руками. Когда вы это сделали, можно приступать к изготовлению корпуса для самоделки.
Для этого вам потребуется фонарик и аккумуляторные батарейки, которые запитают лазерный резак. Благодаря фонарику у вас получится удобная и компактная деталь, не занимающая много места в быту. Ключевым моментом оборудования такого корпуса является правильно подобрать полярность. Удаляется защитное стекло с бывшего фонарика, чтобы оно не являлось преградой для направленного луча.

Последующим действием является запитка самого диода. Для этого вам необходимо подключить его к зарядке аккумуляторной батареи, соблюдая полярность. В завершении проконтролировать:

• Надежность фиксации устройства в зажимах и фиксаторах;
• Полярность устройства;
• Направленность луча.

Неточности докрутить, а когда все готово можно поздравить себя с успешной завершенной работой. Резак готов к использованию. Единственное, что нужно помнить — его мощность намного меньше, чем мощность производственного аналога, поэтому слишком толстый металл ему не под силу.

Осторожно! Мощности прибора достаточно, чтобы навредить вашему здоровью, поэтому будьте осторожны во время управления и старайтесь не запихивать пальцы под луч.

Как усилить мощность лазера для резки металла

Изготовить более мощный лазер для резки металла своими руками можно, оснастив его драйвером, собранным из нескольких деталей. Посредством платы резаку обеспечивается нужная мощность.

Понадобятся следующие детали и приборы:

1. пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый или неисправный), со скоростью записи больше 16х;
2. аккумуляторы по 3,6 вольт – 3 шт.;
3. конденсаторы на 100 пФ и на 100 мФ;
4. сопротивление 2-5 Ом;
5. коллиматор (вместо лазерной указки);
6. стальной светодиодный фонарь;
7. паяльник и провода.

К диоду нельзя подключать источник тока напрямую, иначе он сгорит. Диод берет подпитку от тока, а не от напряжения.

Лазерный коллиматор

Фокусировка лучей в тонкий луч производится при помощи коллиматора. Он используется вместо лазерной указки.

Продается в магазине электротоваров. В этой детали есть гнездо, куда монтируется лазерный диод.

Советы по сборке

Для проверки работы драйвера измеряют мультиметром силу тока, подаваемого на диод. Для этого к прибору подсоединяют нерабочий (или же второй) диод. Для работы большинства самодельных устройств достаточна сила тока 300-350 мА.

Если нужен более мощный лазер, показатель можно увеличить, но не более 500 мА.

В качестве корпуса для самоделки лучше использовать светодиодный фонарик. Он компактный и его удобно использовать. Чтобы не испачкались линзы, устройство хранят в специальном чехле.

Важно! Лазерный резак является своего рода оружием, поэтому нельзя направлять его на людей, животных и давать в руки детям. Носить его в кармане не рекомендуется.

Следует заметить, что лазерная резка своими руками толстых заготовок невозможна, но с бытовыми задачами он вполне справится.

Лазерный станок для резки фанеры с ЧПУ + ВИДЕОобзор

Помимо этого среди множества других отличий этого оборудования друг от друга основными считаются мощность и ресурс лазерной трубки, контроллер, а также система перемещения. Об этих и других технических особенностях чуть ниже, а сначала объясним, на что влияет размер рабочего поля и ответим на вопрос «Какой же в итоге станок выбрать?»

Все зависит от производственных задач, которые вы ставите перед станком для лазерной резки с ЧПУ. К примеру, давайте отталкиваться от типовых размеров листов фанеры, а также размеров изделий, которые будут вырезаться из этой фанеры на лазерном станке, и их количества, выпускаемых в рабочую смену.

Наиболее распространенный размер листа фанеры для лазерной резки, который вы можете купить — 1525х1525 мм. Такой не поместится ни на одно из вышеперечисленных рабочих полей, как говорится, тютелька в тютельку, только если это не широкоформатный аппарат, либо станок с протяжкой материала. Поэтому такие листы фанеры в любом случае придется кроить, к примеру, циркулярной пилой. И чем меньше времени вы будете тратить на эту процедуру, тем ниже будет себестоимость готовой продукции. Поэтому если вам от лазерного станка для резки фанеры требуется большая производительность, то выбирайте средне или широкоформатный. Если вы рассматриваете лазер для хобби или мелкой серии, где время производства не так уж и важно, то вам подойдет малоформатный аппарат.

Помимо размера рабочего поля на выбор лазерного станка для фанеры влияет его комплектация и конструкция. У дешевого оборудования в большей степени предназначенного для хобби она не будет обеспечивать, к примеру, высокую скорость обработки, такой станок не сможет отличаться надежностью, с ним придется дольше возиться в части обслуживания и чаще заниматься той же юстировкой. Помимо этого дешевые лазерные станки по фанере не могут похвастаться мощностью и ресурсом СО2 излучателя (лазерной трубки), влияющими на то, какую максимальную толщину фанеры и с какой скоростью вы сможете резать, а также как долго прослужит лазерная трубка.

Промышленные или даже уже средне- и широкоформатные полупрофессиональные станки, специально созданные для производства (микро- или малого бизнеса), отличаются не только производительностью, стабильной точностью и скоростью обработки, но и удобством обслуживания и эксплуатации, что в конечном итоге позволит вам снизить себестоимость лазерной резки и гравировки фанеры как услуги или выпуск готовых изделий из фанеры.