Лазерний верстат своїми руками: необхідне обладнання, інструкція по збірці з фото

Поміж матеріалів для презентабельного декору фанера відрізняється найбільшою популярністю завдяки своїм експлуатаційним якостям. Крім того, вона легка в обробці. Все більшої популярності набувають фігурні вироби з фанери, що виготовляються за допомогою верстатів. Такі вироби мають об`ємні візерунки і найтоншу обробку. Практичні уми майстрів задаються питанням: чи можливо зробити лазерний верстат своїми руками або потрібно витратитися на готовий? Для початку необхідно розібратися у всіх тонкощах верстатного різання фанери.

Що собою являє лазерний пристрій для фігурного різання?

Технологія лазерного гравіювання дозволяє переносити малюнки в обсязі на лист фанери. Цей спосіб є інноваційним, проте вже заслужив популярність серед теслярів і домашніх майстрів.

В основі впливу променя лежать мікроруйнування деревини, подібні за інтенсивністю зі зварюванням. При впливі високої температури Контактна ділянка піддається вигоранню.

Установка, що є ключовою деталлю пристрою, здійснює променевий вплив лазера. Для обробки використовуються вуглеводневі лазери, отже, зібрати верстат лазерного різання своїми руками без цієї деталі неможливо.

Плюси використання лазерної обробки

Інтерес до складання лазерного верстата для різання фанери своїми руками обумовлений високою вартістю фабричних моделей. Такі пристрої дають додаткові можливості в маніпуляціях з виробами, які недоступні при механічному впливі. Пристрої на основі лазерного впливу використовуються як в промислових масштабах, так і домашніми майстрами, а також дрібними підприємцями.

Відмінна риса різання за допомогою лазера-ширина шва, яка може лише трохи перевищувати товщину лазерного променя приладу. Це дозволяє наносити точний малюнок, максимально наближений до заданого макету. Зібраний своїми руками лазерний верстат не поступається за якістю виконуваного зрізу промисловим аналогам і відрізняється такими ж технологічний процес всередині пристрою.

Серед особливостей застосування технології лазерного різання можна виділити наступні:

1. Область взаємодії з променем неминуче набуває більш темний відтінок.
2. Використання цього способу дозволяє уникнути механічної деформації, оскільки класичні зусилля застосовувати немає необхідності.
3. При виборі джерела деревини для роботи слід віддавати перевагу породам з найменшим вмістом смол.
4. При обробці лазером утворюється невелика кількість стружки.
5. Виконуючи великі обсяги робіт за допомогою верстатної обробки, слід подбати про наявність системи вентилювання.
6. На рівномірність зрізу, одержуваного в процесі різання, впливає виставлений температурний режим і швидкість руху променя лазера.
7. Робота лазера контролюється числовим програмним управлінням (ЧПУ), що дозволяє повністю автоматизувати процес обробки.

Принцип роботи

Перед тим як зібрати лазерний верстат ЧПУ своїми руками, слід розібратися з основними елементами пристрою і механізмом їх роботи.

Типова установка з вуглекислотним лазером має трубку, заповнену молекулами газу, в якості основного елемента. Електричний струм, що надходить на газ-каталізатор, призводить молекули в стан підвищеної вібрації, за рахунок чого посилюється світловий промінь, що проходить через трубку. Оптичні елементи, що знаходяться всередині лазерної установки, підсилюють потік світла і видають його багаторазово відбитим.

Для автономної роботи верстата необхідний автоматизований механізм, що пересуває лазерний пристрій. Він називається пристроєм позиціонування, його робота координується програмним забезпеченням. У момент утворення отвору в певному місці матеріалу лазерна каретка повинна бути переміщена в іншу точку, щоб структура дерева не була зруйнована.

Послідовність фігурного різання

Фігурна різання на фанерному листі включає основні етапи:

• В першу чергу створюється малюнок. Це або проводиться ручним нанесенням на матеріал, або задається електронно.
• Далі вибирається режим різання, головною характеристикою якого є потужність випромінювання. Інтенсивність запису, в свою чергу, безпосередньо залежить від товщини поверхні.
• Нанесення малюнка на матеріал із заданою швидкістю. Як правило, висока швидкість гравіювання супроводжується великим потемнінням країв зрізу.

Чи можливо змайструвати лазерний верстат своїми руками? Так, це реальне завдання.

Щоб зібрати лазерний ЧПУ-верстат своїми руками, необхідно звернути увагу на ковзання напрямних; приводи у великому достатку представлені в магазинах відповідного профілю.

Таким чином, якщо використовувати основні комплектуючі, аналогічні таким в заводських установках, і застосовувати принцип рівноцінної заміни деталей, виготовити лазерний верстат для фанери своїми руками цілком реально, що підтверджує досвід винахідливих майстрів.

Комплектуючі, які знадобляться

До складання лазерного верстата своїми руками необхідно подбати про наявність наступних важливих компонентів, тандем яких дозволить отримати від лазерного гравірувального верстата, зібраного своїми руками, якісну роботу:

1. Пристрій перетворювача лазера. Лазерну гармату необхідно придбати, так як її виготовлення трудомістке і не виправдовує докладені зусилля.
2. Також в установці має бути присутня спеціальна каретка, від плавності руху якої буде залежати результат роботи верстата. Напрямні можна виготовити з підручних засобів, але вони повинні захоплювати всю площу оброблюваної поверхні. Таким чином, знадобляться двигуни, які необхідно буде під`єднати до електронної плати, реле, Зубчасті ремені і підшипники.
3. Електронний блок живлення лазерного пристрою, який також відповідає за виконання команд, що передаються з пункту управління на лазер.
4. Програмне забезпечення, необхідне для Введення даних і необхідного малюнка або візерунка.
5. Також необхідно забезпечити відтік шкідливих продуктів, утворюються в процесі згоряння. Для цього оптимальною буде налагоджена система локальної вентиляції.

Супутні матеріали для виготовлення лазерного верстата своїми руками

При складанні знадобляться дошки, стяжки, Кріпильні деталі, викрутка, пристосування для різання металу і дерева, шліфування, а також мастильні і охолоджуючі матеріали.

Для електронного управління найчастіше використовують Мікроконтролер Arduino R3, також знадобляться плата з дисплеєм і комп`ютер для управління командами.

Послідовність складання верстата

Зібраний своїми руками Саморобний лазерний верстат з ЧПУ дає привід для гордості майстру, а також дозволяє грунтовно розібратися в процесі філігранної обробки матеріалів з дерева.

Основні етапи комплектації установки можна представити у вигляді послідовних кроків:

1. Підготовка матеріалів.
2. Збір компонентів управління.
3. Комплектація механічної частини.
4. Настройка параметрів різання.
5. Старт роботи верстата.

Підготовка необхідних матеріалів та обладнання

Необхідні деталі необхідно підготувати, вони повинні бути доступні в будь-який момент. Це дозволить проводити збірку в розміреному і злагодженому темпі. Для того щоб зробити лазерний верстат своїми руками, креслення можна використовувати готові, а можна зробити самостійно.

Збірка електричної схеми

Система управління покладається на роботу плати, яку можна придбати вже готову або зібрати на базі мікросхеми. Серед найбільш простих для домашнього використання виділяють мікросхему Arduino. На фото нижче представлена схема збірки Електронної плати для лазерного ЧПУ верстата, що виготовляється своїми руками.

Повна комплектація

Конструкція човників для майбутнього пристрою збирається за допомогою стрижнів, які вставляються в їх борту, що відповідають за осі координат в двомірної проекції. Напрямні стрижні попередньо слід відшліфувати їх за допомогою наждачного паперу або шліфмашини. Далі їх потрібно обробити підготовленої мастилом для більш плавного руху.

У рухомому механізмі в першу чергу монтуються механізми для забезпечення руху, далі-Шарикопідшипники. Завершальним етапом встановлюються ремені. Збираючи лазерний гравірувальний верстат своїми руками, зручно використовувати основу з металу, розміром, двічі перевищує розмір рушійних механізмів. Кріпленнями можуть служити саморізи, які вставляються в заздалегідь підготовлені отвори. Металевий кронштейн встановлюється на центр верстата, а по загнутим краях металевої основи встановлюється підшипникова система. На утворену рухому систему надівається ремінь з зубами і вона кріпиться саморізом до дерев`яній основі.

Автоматизація та управління

Важливим моментом дії агрегату, зібраного своїми руками, є синхронна робота двигунів напрямних, що досягається шляхом підключення управління, яке здійснюється платою, однаковою для обох механізмів.

Необхідні для запуску саморобного верстата програми доступні в мережі. Необхідні утиліти потрібно завантажити на використовуваний для управління комп`ютер. Серед найбільш популярних для роботи з лазерною різкою: Inkscape, Arduno IDE, Universal Gcode Sender (версія 1.0.7).

Зазначені програми встановлюються за стандартним шаблоном, після чого можна приступати до завдання параметрів контуру майбутнього малюнка.

Для управління параметрами різання і гравіювання, такими як потужність (тобто температура запису) і швидкість руху лазера, знадобиться настройка плати Arduno IDE. В першу чергу слід завантажити код GRBL, який можна вибрати з пропонованого програмою переліку. Потім можна приступати до Налаштування параметрів різання.

Завдання малюнка для лазерного різання

Для завдання необхідного візерунка або картинки можна скористатися оцифрованим малюнком від руки або створити малюнок в графічній програмі. У ажурних візерунках важливо стежити за тим, щоб всі елементи були пов`язані і основна конструкція залишалася цілісною.

Швидкість і ступінь нагрівання лазерної головки можна визначити, трохи попрактикувавшись. Важливу роль відіграє товщина і характер використовуваного для обробки матеріалу. Тонкі листи дерева вимагають більш акуратного і повільного впливу.

При завантаженні зображення слід враховувати вимоги програми, в якій для роботи використовується векторний формат. Змінити параметри малюнка можна в графічних редакторах Adobe Illustrator і Inkscape.

Також слід врахувати, що при наявності зафарбованих місць на малюнку контур цих деталей заповнений не буде.

Налаштування та різання

При налаштуванні параметрів різання потрібно перевірити відповідність значень координат осей X і Y в програмі аналогічним характеристикам векторного зображення. Далі слід задати швидкість роботи верстата і направити лазерну головку під кутом, необхідним для отримання необхідної об`ємності малюнка на дереві.

Останнє необхідне дію-запустити різання і насолоджуватися роботою лазерного верстата, зробленого своїми рука.

Техніка безпеки при різанні і гравіюванні

Під час роботи з пристроєм лазерного різання потрібно дотримуватися правил техніка безпеки. Критичним моментом є потенційна загроза, що виходить від працюючого лазера. Зіткнення лазерного променя з шкірними покривами викликає опіки навіть при нетривалому впливі. Крім того, слід убезпечити очі при роботі з даним видом пристрою, оскільки потрапляння випромінювання на сітківку може спровокувати необоротну сліпоту.

У наш час будь-яка ідея винахідливого майстра по роботі з деревом може бути втілена за допомогою сучасних технологій обробки, завдяки чому можна отримати твори мистецтва з грубого матеріалу. Якщо є прагнення заощадити кошти на обладнанні, невеликі зусилля дозволять зібрати лазерний верстат своїми руками, і він буде довго служити своєму господареві, радуючи ажурними і якісними виробами з дерева.

Впровадження технології лазерного різання в умовах власної майстерні дозволяє не тільки виробляти вироби для власного користування, але і використовувати її як засіб заробітку.