Самодельный лазер для резки металла

Станок лазерной резки металла своими руками: процесс изготовления

Многие мастера изготавливают из неиспользуемого оборудования что-то новое, в том числе самодельные лазерные станки для резки металла. Хотя большой мощности достичь невозможно, для бытового использования функционала достаточно. Повысить его позволяется использование некоторых подручных средств.

Как собрать станок для лазерной резки металла самостоятельно

Умельцы изготавливают лазерные резаки своими руками из-за их высокой стоимости. В быту можно создать только твердотельный резак, обладающий мощностью, позволяющей врезаться в металл всего на 1-3 см. Этого достаточно для изготовления декоративных элементов. Лазер работает за счет кристаллов, используемых в светодиодном оборудовании, и специальных стекол.

Необходимые материалы

Главный элемент – лазер пишущего дисковода для компьютера, обладающего высокой скоростью записи (чем она выше, тем больше мощность). Кроме него требуется:

  • фонарик на батарейках;
  • лазерная указка;
  • паяльник;
  • слесарные инструменты.

Если нужен более мощный инструмент, потребуются дополнительные элементы для изготовления драйвера:

  • резисторы 2-5 Ом;
  • два конденсатора (емкость 100 пФ и 100 мФ);
  • коллиматор (сборщик лучей света в пучок);
  • светодиодный фонарик (корпус должен быть металлический);
  • мультиметр.

Если нет драйвера между батареями и лампочкой, она может сгореть.

Еще большую мощность можно получить, если использовать приобретенный в магазине лазерный диод на 60 Вт.

Такой станок лазерной резки металла своими руками лучше всего установить на раму, для контроля использовать компьютер, оснащенный специальной программой. Поэтому кроме лазера потребуется:

  • корпус, вмещающий все элементы;
  • шаговые электромоторы (из DVD-плееров или принтеров);
  • платы и транзисторы, управляющие электромоторами;
  • регулятор, контролирующий напряжение на излучателе;
  • зубчатые ремни и шкивы для них;
  • листовая сталь для изготовления кронштейнов;
  • шарикоподшипники, стяжки, гайки, болты, винты, хомуты;
  • выключатели кольцевые;
  • контроллер и USB-кабель, соединяющий его с компьютером, и плата с дисплеем;
  • система охлаждения;
  • доски и стержни из металла.

Из досок изготавливается рама, металлические стержни выполняют роль направляющих.

Важно! Существует возможность купить комплект для лазерных резаков для электронной начинки.

Процесс изготовления

Первый шаг – разборка дисковода, чтобы извлечь из него лампочку. Она установлена в каретке и укреплена. Крепления распаиваются паяльником. Во время работы не следует подвергать лампочку сильным механическим воздействиям, способным повредить ее.

Перед сборкой резака необходимо определиться, от чего он будет питаться, куда вмонтировать диод и как распределить токи.

Важно! Для диода требуется более мощный ток, чем для элементов указки.

Нужно осторожно разобрать указку и заменить диод лампочкой, извлеченной из дисковода. Для крепления лучше всего использовать клей. Важно, чтобы глазок лампочки расположился по центру отверстия.

Мощности указки для резака недостаточно, ее повышают при помощи батареек для фонарика. Для этого нижняя часть фонарика совмещается с частью указки, в которой размещена лампочка из дисковода. Из фонарика удаляется стекло, лампочка подключается, соблюдая полярность.

Внимание! Мощности достаточно для того, чтобы прожечь кожу на руках!

При повышении мощности драйвером нужно накрутить вокруг лампочки проволоку из алюминия, убирающую статичность, и вмонтировать ее в коллиматор. При изготовлении лазера для резки металла своими руками элементы резистора присоединяются к батарейкам по последовательной схеме. Требуется точность при определении полярности. Для изменения силы тока к диоду подключается мультиметр, позволяющий регулировать показатель в пределах 300 мА до 500 мА.

Корпусом устройства для ручной лазерной резки металла по-прежнему может служить металлический фонарик.

Для самого мощного варианта после монтажа корпуса из досок устанавливаются стержни. Предварительно их шлифуют и смазывают составом, содержащим литий.

Для монтажа пошаговых электромоторов требуются кронштейны из листовой стали, согнутой под прямым углом. Требуются 6 отверстий для крепления саморезами листа и двигателя. Кронштейны нужно сделать и для крепления привода, созданного из двух шкивов. Только листы нужно согнуть в форме буквы П. Так же необходимы отверстия для крепления профиля и выхода вала, на который потом насаживаются шкивы для ремней. Ремни с основанием соединяются при помощи саморезов.

Чтобы резак работал автоматически, нужна специальная программа, которую можно скачать и установить на компьютер бесплатно.

Важно! Если планируется выполнять гравировочные работы, то следует скачать библиотеку контуров. Для настройки программного обеспечения требуется время.

Конечная стоимость

Размер затрат зависит от того, какая мощность у готового изделия.

Из чего можно сделать лазерный резак по металлу

Лазерный резак — уникальное приспособление, которое полезно иметь в гараже каждого современного мужчины. Изготовить лазер для резки металла своими руками — несложно, главное соблюдать простые правила. Мощность такого устройства будет небольшой, но есть способы увеличить ее за счет подручных приспособлений. Функционала производственной машины, которая без приукрашивания — может все, самоделкой не достичь. Но для бытовых дел, этот агрегат подойдет очень кстати. Давайте рассмотрим, как его соорудить.

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.

Читать еще:  Сверлильный станок по металлу своими руками

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.

Усиление самодельной установки

Для усиления мощности и плотности луча, который и является главным режущим элементом, следует приготовить:

  • 2 «кондера» на 100 пФ и мФ;
  • Сопротивление на 2-5 Ом;
  • 3 аккумуляторные батарейки;
  • Коллиматор.

Ту установку, которую вы уже собрали можно усилить, чтобы в быту получить достаточно мощности для любых работ с металлом. При работе над усилением помните, что включить напрямую в розетку ваш резак будет для него самоубийством, поэтому следует позаботиться о том, чтобы ток сперва попадал на конденсаторы, после чего отдавался батарейкам.

При помощи добавления резисторов вы можете повысить мощность вашей установки. Чтобы еще больше увеличить КПД вашего устройства, используйте коллиматор, который монтируется для скапливания луча. Продается такая модель в любом магазине для электрика, а стоимость колеблется от 200 до 600 рублей, поэтому купить ее не сложно.

Дальше схема сборки выполняется так же, как было рассмотрено выше, только следует вокруг диода накрутить алюминиевую проволоку, чтобы убрать статичность. После этого вам предстоит измерить силу тока, для чего берется мультиметр. Оба конца прибора подключаются на оставшийся диод и измеряются. В зависимости от нужд вы можете урегулировать показатели от 300 мА до 500 мА.

После того, как калибровка тока выполнена, можно переходить к эстетическому декорированию вашего резака. Для корпуса вполне сойдет старый стальной фонарик на светодиодах. Он компактный и умещается в кармане. Чтобы линза не пачкалась, обязательно обзаведитесь чехлом.

Хранить готовый резак следует в коробке или чехле. Туда не должна попадать пыль или влага, иначе устройство будет выведено из строя.

В чем разница между готовыми моделями

Стоимость является главной причиной, почему множество умельцев прибегают к изготовлению лазерного резака своими руками. А принцип работы заключается в следующем:

  1. Благодаря созданию направленного лазерного луча происходит воздействие на металл
  2. Мощное излучение заставляет материал испаряться и выходить под силой потока.
  3. В результате благодаря малому диаметру лазерного луча получается высококачественный срез заготовки.

Глубина врезания будет зависеть от мощности комплектующих. Если заводские модели оборудуются высококлассными материалами, которые обеспечивают достаточный показатель углубления. То самодельные модели способны справиться врезаться на 1-3 см.

Благодаря таким лазерным установкам можно сделать уникальные узоры в заборе частного дома, комплектующие для декорирования ворот или ограждений. Существует всего 3 вида резаков:

  1. Твердотельные. Принцип работы завязан на использовании специальных сортов стекла или кристалликов светодиодного оборудования. Это недорогие производственные установки, которые используются на производстве.
  2. Волоконные. Благодаря использованию оптического волокна можно получить мощный поток и достаточную глубину врезания. Они являются аналогами твердотельных моделей, но благодаря своим возможностям и характеристикам по производительности лучше их. Но и дороже.
  3. Газовые. Из названия понятно, что для работы используется газ. Это может быть азот, гелий, углекислый газ. КПД таких устройств на 20% выше, чем у всех предыдущих. Их используют для резки, сварки полимеров, резины, стекла и даже металла с очень большим уровнем теплопроводности.

В быту без особых затрат можно получить только твердотельный лазерный резак, но его мощности при грамотном усилении, которое было разобрано выше, хватает для выполнения бытовых работ. Теперь у вас есть знания относительно изготовления такого устройства, а дальше только действовать и пробовать.

А у вас есть опыт в разработке лазерного резака по металлу своими руками? Поделитесь с читателями, оставив под этой статьей комментарий!

Как сделать лазерный резак своими руками

Насмотревшись как жена мучается вырезая ножницами фигурки из фетра, решил облегчить ей задачу.

Читать еще:  Металлический анкер с распорным клином

Пробежавшись по ссылкам гугла понял, самое оптимальное это кроить лазером.

У китайцев много разных готовых моделей, но все они так или иначе меня не устроили.
Быстро прикинул техзадание для себя:

1. Рабочее поле А3.
2. Станок должен быть потребительским. Положил материал, вставил флешку и дальше все должно делаться автоматически.
3. Простота конструкции (не так много свободного времени ).

За основу механики взята китайская схема на конструкционном алюминиевом профиле и роликах.
Электронная часть собрана на готовых компонентах используемых в 3D принтерах.
Кроме профиля и метизов все заказывалось на алиэкспресс
Профиль оказалось проще и дешевле заказать в РФ. Заказ приняли, изготовили и отправили оперативно, все порезано аккуратно и в размер.
Пока заказанные комплектующие находились в пути, прикинул и нарисовал необходимые детали из оргстекла. На оси Y стойки толщиной 10 мм, на оси Х 5 мм.

В первой попавшейся компании занимающейся наружной рекламой мне все это вырезали за час, обошлось в 600 рублей вместе с материалом (на фото в защитной пленке).

В течении 20 дней все заказанное пришло и можно было начинать сборку.

Рама собирается просто, на картинках должно быть все понятно. Не стоит весь крепеж затягивать сразу намертво, это можно сделать после окончательной регулировки.

Вместо проставочных втулок я использовал шайбы на М6, набирая необходимое количество опытным путем.

При заказе профиля я так же заказал специальные гайки, которые можно вставлять в паз и которые при затягивании проворачиваются и фиксируются.

По опыту сборки выяснилось что можно обойтись без них, обычные квадратные гайки М5 из хозмага отлично подходят.
В деталях из оргстекла предусмотрены пазы для регулировки прижима нижними роликами. Верхние сразу фиксируем жестко, нижние затягиваем прижимая руками верхние и нижние ролики к профилю. Получившаяся тележка должна двигаться по профилю без люфта и лишних усилий.

Двигатели NEMA17 с 400 шагами на оборот, работают мягко и тихо. На оси Y 2шт., поключенные к одному драйверу последовательно, на оси Х один.

Ремень GT2 шириной 6 мм, натягиваем туго, но без фанатизма. На концах фиксируем при помощи квадратной гайки М5 и полоски жести проложенной между ремнем и гайкой.
После сборки убеждаемся что все двигается руками мягко и без заеданий. После этого ослабляем силовые уголки на основной раме что бы снять все возможные напряжения появившиеся от неизбежных перекосов и тут же все затягиваем обратно. Еще раз убеждаемся в плавности движения и отсутствии люфтов.

Можно переходить к электронной части. Самое главное это конечно сам лазер, в моем случае это синий лазер с длиной волны 445нМ и мощностью 2 Вт, в комплекте с драйвером.

Драйвер позволят с помощью ШИМ управлять мощностью излучения.

К сожалению большинство лазеров на али не имеют заводской маркировки вообще и очень часто продавцы завышают мощность в 2 раза легко. В моем случае продавец повел себя уверенно и согласился на мои условия в случае проблем с качеством или мощностью.

Косвенно на мощность указывает потребляемый ток, но я больше ориентировался на видео где показана работа аналогичных по мощности лазеров от известных производителей. Кстати в известном обзоре мощность лазера явно не 2,5Вт.

В общем работой лазера я удовлетворен, более того в переписке с продавцом выяснилось что мощность можно поднять до 2,5Вт без деградации кристалла, «just as you are a professional customer, also you can adjust the laser from 1.8-2.5W by yourself.»

Установленный на свое место лазер

Для автономного управления вариантов крайне мало, я остановился на связке Mega2560+Ramps 1.4 c драйверами DRV8825 и LCD модулем со встроенным картридером.


Работать все это будет на Marlin, тем более нашлась версия оптимизированная под лазер.

Данная прошивка настроена на управление лазером СО2 через выход на вентилятор и на нем присутствует 12 вольт. Прямое подключение моего драйвера сразу вывело бы его из строя, так как входной уровень TTL на нем 5 вольт.

Пришлось немного подредактировать прошивку, переместив выход управления лазером на 5 пин.
Активировал автозапуск при появлении карты в картридере, выставил рабочее поле и остальное по мелочи.

После заливки прошивки нужно настроить ток шаговых двигателей, для этого в принципе достаточно тонкой отвертки и пальца на радиаторе драйвера. После включения двигатели встают на удержание и вращением подстроечного резистора на драйвере добиваемся что бы радиатор был горячим, но не обжигающим кожу.

В первую очередь нужно убрать болтающиеся провода, для этого лучше всего использовать гибкий кабельный канал.

Конструкция видна на фото достаточно хорошо.

Алюминиевый уголок из леруа крепится на мебельные уголки оттуда же.
Все проводные соединения пропаиваем и прячем в термоусадку.
Для удобства работы нужно установить концевые выключатели, можно ограничится двумя, но лучше на оба крайних положения осей.

Крепление придумываем по месту, мне попались очень мелкие кнопки и оказалось что их проще всего приклеить к площадке из оргстекла.

а уже ее закрепить в удобном месте

В процессе работы лазера выделяются вредные вещества и их необходимо удалять из помещения, для этого нужен корпус и система вентиляции.

По объявлению нашел фирму изготавливающую корпусную мебель и по почте отправил чертеж, через 2 дня забрал готовый корпус, обошелся в 2000 рублей.

В крышке предусмотрено смотровое окно, закрытое красным оргстеклом для защиты от отраженного излучения.

Читать еще:  Как согнуть листовой металл своими руками

Электронику убираем в подходящий корпус

В заключение немного фото с первых опытов

Фанера 4мм, с подачей воздуха, 8 проходов.

И пара коротких видео

Вот таким образом за пару сотен долларов и небольшое количество времени можно сделать одного взрослого довольным, а несколько десятков детей счастливее.

Все эти поделки из фетра используются для изготовления учебных материалов для маленьких детей с отклонениями в развитии и достаются им совершенно бесплатно.

Ручной резак по металлу на твердотельном диоде

Для лазерной резки используется фокусирующая линза, собирающая лазерные лучи на поверхности материала для последующего плавления. В то же время резак по металлу сдувает расплав материалов, заставляя лазерные лучи и материалы совершать относительные движения вдоль определенного пути и формируя определенную форму режущего шва.

Применение лазерной резки

Основываясь на отечественном применении, лазерная резка широко используется с низкоуглеродистой сталью толщиной менее 12 мм, листами из нержавеющей стали толщиной менее 6 мм и неметаллическими материалами толщиной менее 20 мм. Что касается резки трехмерных пространственных кривых, то она ограниченно используется в автомобильной и авиационной промышленностях.

С точки зрения точности и шероховатости поверхности разрезов, лазерная резка не может превышать электрообработку аналогичной мощности, а также лазером трудно достичь толщины резки плазмой. Этот усовершенствованный метод обработки уже заменил и продолжает заменять некоторые традиционные технологии резки, особенно электрическую сварку. Очевидные преимущества технологии резки лазером по сравнению с другими методами:

  • Возможно собрать лазер для резки металла своими руками на основе твердотельного диода.
  • Небольшая ширина разреза (обычно 0,1−0,5 мм).
  • Высокая точность (общее отклонение центра отверстия составляет 0,1−0,4 мм, а отклонение контура — 0,1−0,5 мм).
  • Хорошая шероховатость поверхности разреза (обычно Ra 12,5−25 мкм).
  • Режущие поверхности могут быть сварены без дальнейшей обработки.
  • Высокая скорость резания. Например, мощность лазера для резки металла 2 кВт при резке углеродистой стали толщиной 8 мм позволяет получить скорость обработки 1,6 м / мин, а при резке нержавеющей стали толщиной 2 мм — 3,5 м / мин, с малой площадью термического воздействия и крошечной деформацией.
  • Безопасный станок и чистое рабочее место. Это значительно улучшает рабочую среду оператора.

Работать своими руками лазерным резаком по дереву опасно, так как режущая головка без проблем прожигает основную заготовку и повреждает опорную поверхность.

Заготовки, подходящие для резки лазером, обычно подразделяются на три категории:

  1. Детали из листового металла, которые не подходят для производства с технической и экономической точек зрения, особенно низкоуглеродистая сталь со сложной формой контура в малых партиях и толщиной менее 12 мм, а также нержавеющая сталь толщиной менее 6 мм. Готовыми продуктами являются: элементы лифта, панели лифтов, станки и оборудование, все виды электрических шкафов, распределительные шкафы, детали текстильных машин, детали машиностроительной техники, большие листы из кремнистой проволоки и т. д.
  2. Нержавеющая сталь (общая толщина Читайте также: Ручная фреза по дереву: разновидности насадок для фрезера

Технология управления фокусом

При резке плотность энергии лучей высока, обычно > 10 Вт / см2. Поскольку плотность энергии прямо пропорциональна радиусу излучаемого пятна, диаметр пятна должен быть как можно меньше, чтобы получить узкий пучок. Диаметр фокального пятна также прямо пропорционален фокусной глубине объектива. Чем меньше фокусная глубина, тем меньше диаметр фокусного пятна.

При резке расплавленный материал разбрызгивается и объектив легко получает недопустимые повреждения. Поэтому высокомощная резка лазером производится при фокусном расстоянии 127

190 мм. Фактический диаметр фокального пятна оптоволоконного лазера составляет от 0,1 до 0,4 мм. Для высококачественной резки эффективная фокусная глубина также связана с диаметром линзы и срезанным материалом. Например, при резке углеродистой стали с 12-сантиметровой линзой фокусная глубина находится в пределах фокусного расстояния +2%, что составляет около 5 мм.

Учитывая качество резания, скорость резания и другие факторы, как правило, для металлического материала 6 мм фокус — над поверхностью; для нержавеющей стали > 6 мм фокус находится под поверхностью, а конкретный размер должен определяться экспериментально.

Определение фокуса

Существует три простых метода определения местоположения фокуса в производстве:

  1. Метод печати. Сделайте режущую головку перемещающейся сверху вниз, используйте лазерный луч на одной пластиковой пластине, сравнивая с минимальным диаметром выплавленного материала.
  2. Метод наклонной пластины. Установка пластиковой пластины при формировании определенного наклона к вертикальной оси, что делает ее горизонтальной, при этом самый маленький лазерный луч будет там, где находится фокус.
  3. Метод синей искры (только для волоконных лазеров). Удалите сопло, продуйте воздух, подставьте пластину из нержавеющей стали, перемещайте режущую головку сверху вниз до тех пор, пока синяя искра не достигнет своего предела. Чем больше диаметр падающего пучка, тем меньше диаметр фокусного пятна.

Управления воздушным потоком

Когда лазер разрезает сталь, кислород и сфокусированный лазерный луч направляются через сопло к обрабатываемым материалам для образования потока. Основное требование к воздушному потоку состоит в том, что поток воздуха в месте разреза должен быть плотным, а скорость высокая, чтобы достаточное окисление обеспечило достаточную экзотермичность материала в месте обработки. В то же время необходим достаточный импульс для продувки расплавленного материала. Поэтому, помимо мощности лазерного луча и точности управления, дизайн сопла и управление потоком воздуха также являются решающими факторами качественной резки.

Сопла, используемые при лазерной резке, представляют собой правильный конус с небольшим отверстием наверху, а значит, при необходимости его можно изготовить самому с помощью наковальни и листовой стали.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector