Лазерный ЧПУ гравер из DVD приводов

[xonix]

Смастерил себе лазерный гравер. Использовал покупной лазер на 200мВт, хватает даже чтобы 1м пластик проплавлять. По картону и дереву гравирует. Попробую, конечно, гравировать кубики-бланки. Пока экспериментирую с настроками и программами для гравирования.
Основная идея использования этого слабенького гравера, была в том чтобы наклеить на кубик черную бумагу и на ней выжечь трафарает. Закрасить краской, убрать бумагу. Кто то спросит - "не проще ли наклейки налепить"? Конечно проще, но не интересно.  Я вот освоил технологию литья пластиковых фишек и минек из смолы, и теперь качество моих PnP намного возросло. То же самое и с гравером - мне интересно, и есть перспектива делать в будущем более качественные компоненты.

Вот что я смастерил практически из мусора, стоимость такого агрегата смешная:


А это уже версия 2 моего ЧПУ. Синий лазер, вентилятор должен быть сверху прикручен, для обдува лазера и удаления дыма. Лазер можно поднимать на кронштейне вверх  на несколько сантиметров. Сзади поставлю решетчатый кожух над электроникой.


Видео работы станка, пластик 1,5 мм. Жетон 23мм вырезает 5 минут, но зато без моего участия. А уж о том, что я теперь могу жетоны любой формы делать и говорить нечего.
https://youtu.be/d1P0MJMlLVk
что получилось в итоге


Специально для PnP-шников буду буду дополнять замечаниями этот пост. Для тех, кто далек от электроники и делает электронные девайсы с помощью гугла. Важные замечания:

-- Может появиться желание перепаять подстроечный резистор тока на переменный на TTL-модуле, чтобы было удобней регулировать мощность лазера вручную. Не стоит это делать.  Ток питания лазером регулируется один раз.  Переменный резистор создает помехи в линии питания лазера. Это его убьет.
Мощность лазера должна регулироваться из программы гравировки через TTL и никак иначе.

-- лазер включать и отключать при включенном питании драйвера НЕЛЬЗЯ. Это его убьет с высокой вероятностью.

-- перед настройкой тока питания лазера, нужно выкрутить подстроечник тока на минимум - это обычно против часовой до щелчков.

-- чтобы отрегулировать ток питания лазера, нужно в разрыв плюсового провода включить амперметр. Потом подстроечником добавлять ток до номинала.

-- Цифровые амперметры(мультиметры) с автоматическим выбором диапазона измерения с высокой  вероятностью убьют лазер

-- я случайно выяснил, что провода щупов тестера тоже создают нагрузку. Имеет смысл использовать такие , которые на создают нагрузку по питанию. У меня китайские щупы съедали пол-ампера, а может и больше. Это опасно для лазера. Фактически ток будет выставлен слишком большой. Себе я сделал из многожильного медного провода 10AWG подобие щупов. 

-- для лазеров 0.5+ ватт лучше запастись более темными защитными очками. Или купить брэндовые за много денег.

-- У лазеров разных цветов может отличаться напряжение питания. Есть универсальные TTL-драйверы питания, а есть рассчитанные на конкретный цвет лазера. В нем напряжение уже встроено в схему и регулируется только ток.

-- Расстояние фокуса лазера стоит прикинуть до того как лазер будет смонтирован. Объектив имеет сильно ограниченный диапазон фокусировки.

-- колиматорные объективы рассчитаны на прямой луч диаметром ~2 мм, их можно сфокусировать в точку, но фокусное расстояние будет 70-120 мм. это нужно учесть при проектировании конструкции станины.

-- можно отдельно купить стеклянную линзу в объектив, стоит копейки. Фокусное расстояние у нее - пара сантиметров.

-- TTL драйверы различаются по способу управления лазером. 0V это логический ноль и 5V - логическая единица. Либо наоборот. В первом случае лазер включается при подаче +5V на TTL контакт. Во втором случае лазер включается при 0V. 2.5V в обоих случаях означают 50% мощности. Универсальный драйвер на этом фото как раз второй случай. 


-- столкнулся с неправильной распайкой контактов вентилятора на TTL драйвере, у меня был перепутан "+" и "-".

-- частичный перевод документации по командам GRBL 1.1f http://users1.univer.omsk.su/voroshilov/pages/grbl/doc/settings.html

-- GRBL нужно будет откалибровать прописав командами количество шагов моторов на 1 мм. Иначе будет совсем не тот размер гравировки

-- все моторы из DVD приводов могут работать с микрошагом 1/8. Микрошаг выставляется на шилде ардуино премычками. Для драйвера шагового мотора A4988(как у меня) можно выставить 1/16, но не все моторы из DVD смогут работать нормально, будут пропуски шагов. При 1/8 шаг каретки будет 0,0189мм. Этого более чем достаточно для такого дешевого ЧПУ.

-- Очень хорошее описание CNC Shield v3.0 для ардуино, и как его использовать. Рекомендую к прочтению
https://3dtoday.ru/blogs/xedos/sandbox-cnc-shield-v30-iron/
https://3dtoday.ru/blogs/xedos/sandbox-cnc-shield-v30-soft/ 

пример гравировки кубика
Проба гравировки кубиков в программе engrave master. Не самая лучшая софтина чтобы выжигать картинки. У нее корявый интерфейс для гравировки картинок. С g-кодом в ней работать удобно.
Испытал на кубиках 16мм.  Картинка для tiny epic galaxy. Первый эксперимент, еще не освоился с возможностями софта. Поэтому прожглась коряво.
Первый блин, минимальная максимальная задержка прожига пикселя. Выжгло кубик.


30% прожига пикселя(быстро). кубик после гравировки и отмытый от сажи. Глубина прожига 0,3-0,5мм


Готовые кубики. Акриловые китайские бланки, закрашивал черной густой гуашью,гравировал в 2 прохода. Станок это выжигал 11 часов.


Несколько полезных ссылок.
Лазерный гравер мощностью 2500mW. Практическое применение.
Лазер для гравера мощностью 5500mW. Практическое применение.
Маленький простой в сборке станочек с деталями напечатанными на 3d принтере https://youtu.be/5HvFPYaVtQs

Практика использования лазера мощностью 5,5Вт

Еще один пример кубиков. Кубики отлиты из эпоксидной смолы. Заколерованная смола рассеивает луч лазера. Для решения этой проблемы хорошо подходят 2 способа: приклейка на ПВА бумаги; замазывание тончайшим слоем гуаши (аж просвечивает). Гравировал на максимальной скорости в 2-3 прохода, в зависимости от картинки. Гравировка в 2 прохода одной грани занимала меньше минуты.


UPD:  Тут http://www.boardgamer.ru/forum/index.php?topic=17775.msg179512#msg179512  выложил фото и описания как выжечь картинку отличного качества.

[capsmolet]

Смастерил себе лазерный гравер.

Молодец! Подробности описания компонентов и сборки будут?

[xonix]

Молодец! Подробности описания компонентов и сборки будут?

Чертежей нет. почти всё "по месту" делал. Пожалуй, допишу какая прошивка, как прошивать и какой софт походит. Ссылки добавлю на полезные ролики и статьи.

[capsmolet]

Чертежей нет. почти всё "по месту" делал. Пожалуй, допишу какая прошивка, как прошивать и какой софт походит. Ссылки добавлю на полезные ролики и статьи.

Да чертежей и не надо, как что прикручивал, что с чем соединял, что пришлось дорабатывать напильником, а то я в электроннике лопух.

[xonix]

Да чертежей и не надо, как что прикручивал, что с чем соединял, что пришлось дорабатывать напильником, а то я в электроннике лопух.

Я тоже лопух в электронике. Ардуино для нас, лопухов, в первую очередь и придумана. До этого я только делал автокормушку для аквариума со автоматическим включением подсветки и машинку с управлением со смартфона по блютузу.

[capsmolet]

Я тоже лопух в электронике. Ардуино для нас, лопухов, в первую очередь и придумана. До этого я только делал автокормушку для аквариума со автоматическим включением подсветки и машинку с управлением со смартфона по блютузу.

Все равно выкладывай, я думаю, не только мне будет интересно.

[xonix]

Все равно выкладывай, я думаю, не только мне будет интересно.

Подробной инструкции не будет. В инете навалом инфы по таким граверам, а мне лень рисовать схемы. Несколько важных моментов опишу, до которых пришлось своим умом доходить.

[xonix]

вчера опробовал гравировать на пластике. Дыма почти не было от пластика. Он его плавил, а не прожигал. На черном это заметно. На магазинных кубиках пока не получается, они белые,  пластик не горючий и тугоплавкий.
Дочка увидела пони на черном пластике попросила на линейках гравировать поняшек.



На ebay можно заказать Б/У синий лазерый диод на 1,6-2 ватта за 700-1000руб.,  без корпуса и радиатора. У меня, как оказалось, бОльший ток питания лазера выставлен.  Так что , в теории, вместо 200мВт выдает 250-300мВт.

[tikitavy]

Завидую. Не прям граверу, но увлечённости и рукам .

[xonix]

Завидую. Не прям граверу, но увлечённости и рукам

С руками то как раз плохо и лень одолевает. Сей девайс мечтал сделать целый год. Сделал за выходные.
Вчера ролик нарыл, 3D принтер печатающий в жидкой УФ смоле. https://youtu.be/5YrUQOYLoK0
Там конце показаны все миньки , которые чел напечатал. Крутизна неимоверная, качество минек превосходит обычную 3D печать.
Самый дешевый такой принтер стоит 20тр + 10тр доставка. Пожалуй из моего чпу можно собрать что то подобное примитивное.

[weballin]

На магазинных кубиках пока не получается, они белые,  пластик не горючий и тугоплавкий.

А если чёрным маркером закрасить место прожига?

[xonix]

А если чёрным маркером закрасить место прожига?

У меня темно-синий был маркер. Испаряет краску. Не успел вчера черный маркер опробовать на кубике. По фото линейки видно , что и черный испаряет. Попробую сажей намазать или черной гуашью(она тоже на основе сажи).  На стекле гравируют закрашивая его краской-аэрозолем. Так что шансы есть.
Проще было бы чпу фрезером делать гравировку. Но он обойдется раз в 100 дороже. моторы только стоят по 500р за штуку. А этот девай обошелся мне в тыщу рублей примерно. И то, можно было без шилда обойтись -  на макетку всё спаять навесным монтажем.

[capsmolet]

Попробую сажей намазать или черной гуашью

Отлично на линейке получилось. Кстати, можно взять не гуашь, а тушь, если она конечно по ГОСТ, в ней тоже сажа. Вместо гуаши, может грифель от простого карандаша раскрошить и натереть заготовку?

[xonix]

гравировка на кубике той самой поняшки. У этого кубика выли высверлены точки и залиты суперклеем. Это я делал кубик-бланк под наклейки. В центре большое грязное пятно - "шпатлевка" точек. Коричневые линии - это по пластику кубика лазер прошелся. Кубик был закрашен черным маркером, в программе  engraver master поставил максимальное время прожига каждого пикселя. Можно еще один проход запустить. Кубик лазером просвечивался до середины.
В общем это чпу вполне годится выжигать на кубиках, особенно на черных. Так что буду заказывать помощнее лазерные диоды.


Post Merge: 12 января 2019, 04:12:09
Если купить в Китае круглых пластиковых жетонов, то можно наделать, допустим, монет для игр. Потом закрасить аэрозольной золотой или серебряной краской из балончика. Сын купил недавно Мрачную гавань. На крауде объявили сбор средство на дополнительные пластиковые компоненты. Долго облизывался на монеты, их можно в разных играх использовать, но денег жалко. Так вот теперь можно не заморачиваться . Немного фотошопа и всё. Можно мастер модель гравировать, потом со смолы отлить копии!
Ну вот фантазия разыгралась )))

[xonix]

Продолжаю эксперименты, изучаю возможности engraver master. Первый клиент появился - дочка, попросила на строгалке картинку.
вот что получилось на пластике. Прожиг небольшой ставил. Почти без дыма - плавило пластик. Из-за этого, пиксели большие получились.

Линза плохая у лазера, пластиковая с пластиковой оправой - оправа болтается в корпусе и толком не может сфокусировать, будете брать - берите коллиматорный объектив. Он металлический и линзы стеклянные с покрытием. Мощный лазер с нормальной оптикой будет мелкие пиксели выжигать. Картинка будет четче.
Вчера заказал на ebay 2вт синий лазер за 800руб с доставкой, на али радиатор к нему за 300руб(доставка 160руб), коллиматорный объектив за 200руб. Надо бы еще TTL драйвер к нему. Кубики он на ура будет прожигать и даже маркером не надо закрашивать.
TTL драйвер позволяет менять мощность светового излучения.

[KoTdeSigN]

Прям эпик ДиАйВай  Ссылками поделись если не жалко на комплектующие. Я ЧПУ собираю алишное, и подумываю если все норм будет над апгрейдом лазерным... Почему диод из англии? Что с алишным не так? + и -

[xonix]

Прям эпик ДиАйВай  Ссылками поделись если не жалко на комплектующие. Я ЧПУ собираю алишное, и подумываю если все норм будет над апгрейдом лазерным... Почему диод из англии? Что с алишным не так? + и -

Да уж... точно эпик. Но девайс прикольный выходит.

На али только новое, а меня жаба давит выкинуть несколько тыщь на разовый проект. Я купил Б/У лазерный диод без обвеса, с отработкой около 1000 часов из 20000 часов, мне его более чем достаточно для развлечения. Я ради интереса и эксперимента всё это затеял. Я как то не планировал всё покупать, хотел купить только диод на 1,6 Вт. Но аппетит пришел во время еды (((

А почему не на али? Очень просто - дешевле в 2 раза. Я еще не думал в тот момент о покупке всех деталей и компонентов. На али синий лазер 2Вт с ttl в сборе выйдет в 3-4тр, и не факт что там именно такая мощность, про китайские ватты мы все знаем. На форумах есть инфа о реальной мощности этих лазеров. Китайцы выдают за 2-х ваттные 1,5вт и даже 1 ваттные диоды. Один товарищ имел доступ к спец оборудованию и писал что вместо 1000мВт китайцы прислали 500мВт. А я купил на ebay у английского джентльмена , англичанин как то больше доверия вызывает, тем более , что честно описал что за диод такой.
После прихода аппетита я уже докупил весь "обвес" лазера и цена возросла, увы. 

Если есть деньги и готовый ЧПУ- лучше купить готовый лазер и не заморачиваться. В тему, советую по мощнее покупать лазер, вроде 2вт позволяет уже на стекле гравировать, но 5,5вт будет с запасом (не забываем про китайские ватты!), нужно только закрасить черной краской стекло. Полезное видео по теме https://youtu.be/VufVc7mbwqs

ссылки:
2вт  лазерный диод M-типа , у этого продавца в продаже есть диоды А-типа 1,6вт
https://www.ebay.com/itm/2w-blue-laser-diode-nichia-M140-M-type-445nm-450nm-blue-beam-laser-diode/163358057748?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2057872.m2749.l2649
в общем вот его товары https://www.ebay.com/sch/2018bluelasers/m.html?_nkw=&_armrs=1&_ipg=&_from=
у него и корпус для диода 5,6мм есть.

еще лазерный диод на1,6вт.
https://www.ebay.com/itm/M140-A-Type-Laser-Diode-445nm-5-6mm-1-6W-1-8W-Blue-Beam-TO-18/322961079870?hash=item4b31fafe3e:g:GCsAAOSwSpxZ6WvR

коллиматорный объектив, на али тоже есть https://www.ebay.com/itm/405nm-445nm-Laser-Diode-Three-Layer-Collimating-Coated-Glass-Lens-M9-0-5-HOT/172274929383?ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT&_trksid=p2057872.m2749.l2649
с объективами надо быть внимательнее, они бывают для разной длины волны лазера. Вообще же лучше покупать объективы G2. У них покрытие линз, КПД лазера выше будет. Стоят раз в 2-3 дороже.

TTL модуль (стабилизатор тока)
https://ru.aliexpress.com/item/Electronic-12V-TTL-Step-down-Laser-Diode-LD-Power-Supply-Driver-Board-Stage/32723248720.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.1e6e33edbO9BtK

разные TTL модули для синих лазеров. По идее напряжение у них выставлено именно под синий лазер и регулируется только ток
https://www.ebay.com/itm/262643340162
https://www.ebay.com/itm/262383204712
этот компактный, для указок с синим лазеромhttps://www.ebay.com/itm/272278093921

корпус лазера, обычно они парами продаются за рублей за 250 (без стоимости доставки), мне 2 не надо, и я хотел доставку ePacket. В итоге вместо 500 оно обошлось мне в 270руб. Оптика пластиковая - нужно сразу заказывать нормальный объектив или хотя бы стеклянную линзу поставить.
https://ru.aliexpress.com/item/HOUSING-1230-5-6-BL-5pc-X-12-30mm-5-6mm-TO-18-Laser-Diode-Metal/543137383.html?spm=a2g0s.12269583.0.0.48e3784cFPIrOe

радиатор для лазеров. Диодам мощнее 300мВт необходим
https://ru.aliexpress.com/item/-/32869826629.html?spm=a2g0s.9042311.0.0.1e6e33edbO9BtK

В описании к этому видео есть ссылки на детали и модули. 
https://youtu.be/Y6Y2vEV4m7Y

[capsmolet]

синий лазер

Объясни, пожалуйста, вкратце, чтобы самому не ковыряться, синий, красный в чем разница, и какие еще есть?

[xonix]

Объясни, пожалуйста, вкратце, чтобы самому не ковыряться, синий, красный в чем разница, и какие еще есть?

Свет у него синий , длина волны 445-450нм. Насколько помню, Blue-ray устройствах подобные стоят. В Китае в основном продается для выжигателей фиолетовый лазер - 405нм. Длины волн близкие , поэтому оптика у них одинаковая.
Красный лазер - 650нм, в CD/DVD приводах стоит, в пишущих стоит мощностью 200-300мВт.

Есть еще зеленые, но они не интересны для выжигания, в основном для всяких указок используются. Дерево лучше поглощает 405нм излучение.
чем меньше длина волны, тем в меньшую точку можно сфокусировать луч.
Post Merge: 01 марта 2019, 09:34:44

Прям эпик ДиАйВай  Ссылками поделись если не жалко на комплектующие. Я ЧПУ собираю алишное, и подумываю если все норм будет над апгрейдом лазерным... Почему диод из англии? Что с алишным не так? + и -

Забыл добавить. Стабилизатор тока с TTL(буду его называть TTL модулем), что я указал, универсальный. Ток питания лазера регулируется до 3А, напряжение 2-12В.  На ebay видел стабилизаторы тока с TTL под конкретные типы лазерных диодов - сине-фиолетовый лазер, зеленый и красный. Отличаются от универсального, тем что напряжение "встроено" и не регулируется. По крайней мере на фото не увидел второго подстроечника.
Есть стабилизаторы сразу на 3 лазера, но кажется, это для всяких сценических спецэффектов, и по моему там выдает не большую мощность.

[capsmolet]

Свет у него синий , длина волны 445-450нм. Насколько помню, Blue-ray устройствах подобные стоят. В Китае в основном продается для выжигателей фиолетовый лазер - 405нм. Длины волн близкие , поэтому оптика у них одинаковая.
Красный лазер - 650нм, в CD/DVD приводах стоит, в пишущих стоит мощностью 200-300мВт.

Есть еще зеленые, но они не интересны для выжигания, в основном для всяких указок используются. Дерево лучше поглощает 405нм излучение.
чем меньше длина волны, тем в меньшую точку можно сфокусировать луч.

Вон оно как, спасибо, хоть теперь знать буду.