Гравер электрический устройство, принцип работы и выбор инструмента

Принцип работы лазерных устройств

Лазерные устройства делят на группы по составу своего рабочего тела. В промышленности в основном используются твердотельные граверы и граверы СО2, использующие в качестве рабочего тела для накачки луча углекислый газ. Накачка твёрдого тела (кристалла) лазера или замкнутого объёма газовой смеси происходит за счёт работы мощных излучателей света или высоковольтных электрических разрядов в окружающем пространстве.

Находясь между двумя зеркалами, возникший монохромный лазерный луч многократно совершает колебания в рабочем теле от одного из них к другому. При этом энергия луча возрастает по геометрической прогрессии за счёт приобщения всё новых порций энергии — квантов света. В тот момент, когда накачанная мощность излучения по своим параметрам достигает нужного значения для выполнения технологической операции, порция монохромного лазерного луча вырывается через полупрозрачное зеркало и направляется в  зону обработки материала. Этот процесс накачки энергии кристалла или газовой смеси происходит практически непрерывно, что создаёт условия для стабильного  лазерного излучения на выходе из устройства-резонатора.

Технологии получения лазерных лучей постоянно совершенствуются, наука на смыкании с производственной практикой ищет всё новые способы получения монохромных, когерентных излучений, которые могли бы обладать большей мощностью при экономии затрат потребляемой электрической энергии. Особенно актуальна тема лазерных технологий и в связи с тем, что применение их не ограничено технологическими разработками в обработке различных материалов, гравировке и резке. Вопросы совершенствования лазерных устройств интересуют многие другие направления человеческой деятельности.

Как произвести гравер из принтера

Как сделать гравер своими руками? Изготовить ЧПУ гравер из старого принтера совершенно нетрудно. Это как Ардуино конструктор. Детальная инструкция, несомненно, поможет во всем сориентироваться.

Однако вначале необходимо приготовить все требуемые составляющие для ЧПУ:

• 3 шпильки из торгового центра метизов;
• дюралевый П-профиль;
• 2 подшипника из металла;
• кусочек оргстекла;
• гайки из металла обыкновенного размера и большие;
• 3 шаговых мотора, их можно брать из старого принтера.

Также необходимо, чтобы под рукой находились такие приборы:

• пила;
• электродрель;
• электролобзик;
• болты;
• шурупы;
• отвёртки и прочие приборы.

Только одно, что необходимо будет произвести вне дома, так это сварить основание для станка ЧПУ, хоть в болтовом креплении также допускается его сделать.

Устройство и принцип работы

Главным элементом гравёра является полупроводниковый лазер. Он испускает сфокусированный и очень яркий луч света, который прожигает обрабатываемый материал. Регулируя мощность излучения, можно изменять глубину и скорость прожига.

В основе лазерного диода лежит полупроводниковый кристалл, сверху и снизу которого находятся P и N области. К ним подсоединены электроды, по которым подводится ток. Между этими областями расположен P — N переход.

В сравнении с обычным лазерный диод выглядит великаном: его кристалл можно подробно рассмотреть невооружённым взглядом.

Расшифровать значения можно следующим образом:

1. P (positive) область.
2. P — N переход.
3. N (negative) область.

Торцы кристалла отполированы до идеального состояния, поэтому он работает как оптический резонатор. Электроны, стекая из положительно заряженной области в отрицательную, возбуждают в P — N переходе фотоны. Отражаясь от стенок кристалла, каждый фотон порождает два себе подобных, те, в свою очередь, тоже делятся, и так до бесконечности. Цепная реакция, протекающая в кристалле полупроводникового лазера, называется процессом накачки. Чем больше энергии подаётся на кристалл, тем больше её накачивается в лазерный луч. В теории, насыщать его можно до бесконечности, но на практике все обстоит иначе.

При работе диод нагревается, и его приходится охлаждать. Если постоянно наращивать подаваемую на кристалл мощность, рано или поздно наступит момент, когда система охлаждения перестанет справляться с отводом тепла и диод сгорит.

Существуют полупроводниковые лазеры на 10 и более киловатт, но все они — составные. Их оптический резонатор накачивается маломощными диодами, количество которых может достигать нескольких сотен.

В гравёрах составные лазеры не используются, так как их мощность слишком велика.

КАК РЕЖЕТ ЛАЗЕРНЫЙ ЧПУ-СТАНОК

Как известно, лазер не режет, он прожигает Чем выше мощность лазера, тем более стойкий материал им можно обрабатывать. Суть лазерной резки в том. что материал успевает «испариться» в луче лазера раньше, чем начнут гореть прилегающие к точке резки края материала.

При глубокой резке происходит подгорание краев верхних слоев материала, поэтому глубокий рез лазером имеет трапециевидную форму с широкой стороной сверху При резке материала слабым лазером происходит нагрев и воспламенение краёв материала с этим можно бороться, используя обдув тонкой струей воздуха точки реза и множественными проходами по одной и той же траектории.

Только тут не линейная зависимость «мощность лазера—количество проходов». То есть, если вы можете прорезать тонкий лист бальзы или фанеры лазером мощностью 5 Вт. то для прореза лазером в 2 Вт придется делать не 2-3 прохода, а гораздо больше. Так что с надеждами «купить подешевле и просто гонять по нескольку раз по линиям резов» лучше расстаться. Брать надо более мощный лазер, желательно с запасом мощности.

Гравер с ЧПУ из старых CDDVD приводов

Просмотров: 31253

Рейтинг:  3 / 5

С некоторых пор меня заинтересовал вопрос вторичного использования компонентов морально устаревшей оргтехники. Я решил обратиться к международному опыту. Покопавшись в многочисленных ресурсах интернета я натолкнулся на несколько интересных статей по использованию старых CD/DVD приводов при построении небольших гравировальных станков с ЧПУ. Общий принцип изготовления одинаков, разница только в использовании режущего инструмента — у одних это фреза на основе электродвигателя, у других — лазерный светодиод из разобранного DVD-R привода. Этот материал обзорный, дающий общее представление о построении небольшого гравировального станка с ЧПУ из старых CD/DVD приводов.

Будем делать станок с фрезой, в качестве рабочего инструмента. Посмотреть как он работает можно здесь.Нам понадобятся три DVD привода, которые необходимо разобрать, убрать лишние элементы, оставив на шасси только шаговый двигатель в сборе с механизмом скольжения.В первой части своих статей авторы обычно подробно описывают как правильно разобрать DVD привод, нашему человеку это не нужно, как сказал персонаж из некогда популярного фильма «Формула любви» кузнец Степан: «Если один человек построил — другой завсегда разобрать сможет»

Разобрать DVD привод вам поможет статья: Как разобрать CD/DVD привод.Надо обратить внимание на то, чтобы шасси разобранного привода был металлический (не из пластмассы).Сначала сделаем станину гравера. Она состоит из основания 13,5х17 см и вертикальной стойки из двух вертикальных брусков высотой 24 см, размеры не критичны, так как габариты механизмов DVD приводов от производителей разных фирм несколько различны

Припаиваем провода управления к шаговым двигателям. Здесь два варианта: можно припаять непосредственно к контактам двигателя, а можно к кабельному шлейфу двигателя — кому как удобней.

Платформы передвигающиеся по осям X,Y,Z, представляющие из себя деревянные прямоугольники надежно приклеиваются к подвижным пластмассовым деталям механизма двигателя, т.к. винтовое соединение здесь не возможно.

В качестве шпинделя использован электродвигатель с двумя винтовыми зажимами. Двигатель должен быть достаточно легким, иначе механизм CD/DVD привода его может просто не поднять.

Управление шаговыми двигателями осуществляется Easydrivers + Arduino, о об этом и соответствующем программном обеспечении для станков с ЧПУ много написано в интернете, поэтому повторяться не буду.

 Теперь посмотрим как работает лазерный гравер или выжигатель, кому как нравится: видеоВ нем используется только два механизма перемещения от CD/DVD приводов, так как лазеру вертикальные перемещения не нужны.В качестве режущего (выжигающего) инструмента используется лазерный светодиод из разобранного DVD-R привода. Есть некоторые нюансы в фокусировке лазерного луча, но они вполне преодолимы.

Следует помнить, что даже случайный отблеск лазерного луча может серьезно повредить зрение, поэтому при работе с лазером надо быть предельно осторожным.

• Назад

• Вперёд

Добро пожаловать на сайт открытого проекта по разработке станка с ЧПУ на базе Arduino своими руками

Проект Простой станок с ЧПУ на Ардуино задумывался для разработки, отладки и тестирования программного обеспечения, необходимого для работы станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Соответственно, хотелось потратить минимум денег на изготовление механической и электронной составляющих станка.

В качестве контроллера была выбрана плата Ардуино, ввиду её огромных возможностей по взаимодействию с различными устройствами.
Функционал Arduino легко расширяется благодаря возможности подключения огромного количества устройств, поддерживающих стандартные протоколы передачи данных и управления.
На официальном сайте arduino.cc опубликована исчерпывающая информация о подключении устройств к Ардуино, а также о программировании Arduino.

Фрезерные станки с ЧПУ, а точнее программы для станков с ЧПУ, работают с векторными изображениями, которые сами по себе довольно дорого стоят.
Это изначально сместило направление исследований на разработку фрезерного станка с ЧПУ, который работает с бесплатными растровыми изображениями (обычными файлами в формате bmp, jpg, gif и т.д.).
Собрав всё воедино получаем совершенно потрясающие характеристики:

• низкая стоимость станка с ЧПУ (менее 100$ или 6000 руб без учёта стоимости компьютера);
• лёгкая доступность всех деталей станка;
• работа с растровыми изображениями, которые легко может создать любой человек в простом графическом редакторе (например Paint);
• расширяемая платформа для разработки множества смежный систем;
• в идеале программное обеспечение должно иметь возможность обработки фотографий и/или изображений, полученных с обычного сканера.

Изначально планировалось использовать станок с ЧПУ на ардуино для фрезерования плоских фигур, орнаментов и объёмных тел. Однако, впоследствии к станку был подключен контактный датчик для 3D-сканирования.
Затем, на станок был установлен лазерный модуль для гравирования / выжигания. И, наконец, станок с ЧПУ был превращён в 3D-принтер: для этого потребовалось установить дополнительный блок, который называется экструдер.

Таким образом, получаем не просто 3-хкоординатный станок для фрезерования с ЧПУ на Ардуино, а целую платформу, на базе которой легко собирается:

• станок для фрезерования 2D-фигур и 3D-тел;
• контактный 3D-сканер;
• лазерный гравер / выжигатель с ЧПУ;
• 3D-принтер.

На сайте выложены подробные схемы сборки станка с ЧПУ, включая его модификации, чертежи станка с ЧПУ, исходные коды программного обеспечения, а также исходные коды прошивок для Arduino.

Станок с ЧПУ на Ардуино и его модификации собирались своими руками. Для промышленных целей такой станок с CNC конечно не подойдёт, однако для штучного изготовления и освоения принципов работы механики и программного обеспечения подходит.

Кроме того, на сайте имеется отдельный раздел, посвящённый приобретению компонентов самодельного станка с ЧПУ и необходимых расходных материалов, где описано, где, как и по какой цене можно приобрести требуемые составляющие простого станка CNC.

Этапы производства станка

Начинается изготовление гравера с крепления ходового винта и профиля. Завершающий этап –применяют салазки.

Ход работы:

1. подшипники закрепляются с поддержкой термоусадки, а с целью перетяжки великолепно сгодится лёгкий пластик – обыкновенная обложка для документа;
2. к ходовому винту прикрепляют пластинку в форме буквы «П» с болтом, она нужна с целью крепления плоскости оси Х;
3. мотор в оси Х прикрепляется отрезками шпилек. Линия закрепляется переходником и отрезком шланга с резины. Он с одной стороны накручивается в ходовую ось, а второй конец закрепляется в переходнике;
4. также весьма удобно и просто зафиксировать мотор в раму;
5. площадку производим из оргстекла, в котором непременно необходимо установить разделитель, сделанный из профиля и прижимающего ролика. Платформа должна быть величиной с рабочее поле станка;
6. ось Y собирается одинаково оси Х, только одно различие в креплении мотора – его необходимо приделать к оси Х;
7. правильно составить ось Y никак не составит труда, так как она практически повторяет все очертания оси Х, только лишь прижимные коньки должны быть закреплены впереди.

Машина для гравировки в данной модификации, разработанная собственными руками, может являться обыкновенным домашним дремелем. Приделать свой гравер допускается при помощи оргстекла.

Вот и готов лазерный настольный гравер своими руками. Сейчас остаётся его только лишь подсоединить при помощи концевых выключателей. Данное самодельное приспособление даёт возможность осуществлять в бытовых условиях резьбу по камню, однако не даёт возможности разделить его.

Как собрать устройство для лазерной гравировки, применяя диод от старого DVD-привода

Свой лазер можно произвести из DVD-привода. Оптический луч, что выполнен собственными руками, вряд ли управится с железом либо деревом.

Однако им будет полностью возможно разделить:

1. бумагу;
2. небольшой лист пластика;
3. полиэтиленовую плёнку;
4. прочие простые и деликатные изделия.

Помимо вышеперечисленных альтернатив, лазеру, сделанному собственными руками из DVD-привода, допускается придумать множество самых всевозможных задач. В особенности его потенциал отлично выявляется в творческой области.

Если резьба не нужна, лазером из DVD-дисковода можно:

1. выжигать узоры либо картинки на древесных поверхностях;
2. освещать разные предметы, удалённые на большом расстоянии;
3. пользоваться в качестве декорации у себя дома;
4. делать непосредственные линии (т. к. луч отлично заметен), что будет в особенности полезно при постройке и починке.

ФОКУСИРОВКА ЛАЗЕРА

Фокусировка лазера ручная.

Подкладываем объект для гравировки.

При включении лазера на минимальной мощности, чтобы его сфокусировать на объекте гравировки, надо вручную вращать регулировку фокусирующей линзы, пока размер пятна не превратится в точку, станет минимальным. В этом случае мы получаем максимальную мощность.

При резке фанеры луч лазера, прорезав пару миллиметров, уже расфокусируется, ослабевает и не дорезает фанеру до конца. Получается, что чем глубже режем, тем слабее луч. В этом случае есть смысл фокусировать лазер на поверхности, на которой будет лежать фанерная заготовка.

Ссылка по теме:  Необходимые инструменты в мастерской: измерение и разметка

Практическое применение гравера в домашних условиях

Гравер идеально походит для раскроя кожи. На кожу можно нанести любой рисунок и сразу вырезать лазером выкройки. Большой плюс лазера при резке синтетических тканей и кожи в том, что края прижигаются и потом не лохматятся. Легко гравируется пластик. Можно сделать крышке своего любимой стильную гравировку на смартфона.

Реклама

Масло из облепихи в домашних условиях своими руками Облепиховое масло своими руками -…

Соляное мыло своими руками – домашний рецепт Как приготовить соляное мыло в…

Универсальный резак своими руками Резак своими руками для многих…

Как сделать попрыгунчик своими руками
Попрыгунчик для внучки в домашних…

Трансформеры для рассады своими руками Емкости для рассады трансформеры своими…

“Щепокол”своими руками (фото) Как сделать приспособление для мелких…

Посуда для рассады своими руками – 2 совета и способа Лучшая тара для рассады –…

Что понадобится для исполнения работы

Чтобы сделать луч, понадобятся определённые элементы. Всегда они продаются в обыкновенных торговых центрах электроники, следовательно, каких-либо лишних стараний прикладывать не доведётся.

Таким образом, с целью производства понадобятся:

1. дисковод (DVD-привод) – допускается использовать повреждённую модель, главное, чтобы работал лазерный диод;
2. паяльник – подойдёт фактически любой, огромная производительность не требуется;
3. некоторое количество мелких проводков — нужны с целью компоновки элементов друг с другом;
4. переносной коллиматор (либо обыкновенная лазерная указка);
5. 2 резистора с противодействием 10 Ом;
6. 3 аккумуляторные батареи вида ААА (мизинчиковые батарейки);
7. 2 конденсатора, один — в 0,1 мкФ, 2-ой — в 100 мкФ;
8. плоскогубцы;
9. небольшая отвёртка.
10. маленький нож;
11. в отдельных вариантах может понадобиться схема LM-317.

Разбор дисковода обязан проводиться с особенной осмотрительностью. При невнимательном обращении можно не только лишь испортить механизм, но и причинить ущерб собственным глазам. Проблема в том, что луч имеет возможность ослепить в какое-то время и отрицательно отразиться в остроте зрения.

Теперь самодельное приспособление следует обеспечить электрическим током. Питание обычного диода обязано быть 3V, а потребление – до 400 мА. Данные значения могут изменяться в зависимости от скорости записи в накопитель. Лазеру не требуется огромная производительность. Так, составляющим привода, скорость записи которого 16X, довольно достаточно 200 мА. Увеличивать данное значение максимально допускается вплоть до 300 миллиампер, иначе существует возможность испортить кристаллик и позабыть о самодельном лазере.

Самодельный коллиматор проще всего сделать с обыкновенной лазерной указки. Подойдет и наиболее дешёвый китайский вариант. Всё, что необходимо, это вынуть из «лазерки» оптическую линзу (она видна). Ширина полупрямой будет больше 5 миллиметров. Безусловно, такого рода коэффициент является огромным и никак не может претендовать на титул лазера. Сократить диаметр вплоть до 1 мм как раз поможет стоковая линза коллиматора. Хотя с целью свершения подобного эффекта доведётся основательно поработать.

Создание лазера собственными руками — весьма интересный процесс. Тут не требуется каких-то специализированных частей либо больших экономических расходов. Полностью довольно аккуратности и неглубоких познаний об электрике. При удачном производстве можно приступать пользоваться устройством. Режущий луч без труда лопает воздушные шарики, прожигает бумагу и оставляет отпечатки на дереве. Тем не менее, при применении не следует забывать о технической безопасности.

Что собой представляет гравировальная установка

Гравер электрический (другие его названия – «мини-дрель», «гровер», «бормашина») – это устройство, которое внешне напоминает массивную авторучку, подключенную к электрическому блоку питания или соединенную с внешним электродвигателем гибким приводом. Внутренняя часть конструкции такого устройства состоит из следующих элементов:

• компактный электродвигатель;
• крыльчатка, которая отвечает за охлаждение приводного электродвигателя;
• редуктор;
• вал устройства, который называется шпинделем.

Конструкция ручного гравера

Все элементы внутренней конструкции электрического гравера размещаются в компактном корпусе, на поверхности которого имеются специальные отверстия, предназначенные для отвода нагретого воздуха от электромотора. Конструкция корпуса ручных электрических граверов разрабатывается таким образом, чтобы ими было удобно манипулировать в процессе обработки. С этой целью отдельные модели оснащаются съемными ручками. Для фиксации различных рабочих насадок, которыми может оснащаться инструмент гравера, в верхней части корпуса предусмотрена специальная гайка. Управляются граверы электрические при помощи нескольких кнопок, также смонтированных на его корпусе:

• кнопки включения и выключения устройства;
• кнопки, которая блокирует его двигатель;
• регулятора, при помощи которого выставляется частота вращения шпинделя.

Гибкий вал вставляется в шпиндель гравера и фиксируется накидной гайкой на резьбовой части корпуса

В стандартную комплектацию современных моделей граверов входит провод, посредством которого устройство подключается к электрической сети, а также кольцо, используемое для подвешивания аппарата на специальном штативе. Если пользователи мини-дрелей и граверов хотят сделать такие устройства более удобными в применении, они могут дополнительно оснастить их гибкими съемными валами. Ручной электрический гравер, используемый в комплекте с гибким валом, позволяет успешно проводить обработку труднодоступных мест на любых изделиях. Наиболее авторитетные производители сразу включают в стандартный комплект устройства гибкий вал для гравера, на посадочную часть которого могут устанавливаться рабочие насадки различного типа. Гибкий вал, оснащенный насадкой для фиксирования рабочего инструмента, позволяет сделать гравер из обычной дрели, которая в данном случае будет выступать в роли приводного механизма.

Телескопическая стойка закрепляется на рабочем столе струбциной и служит для удобной подвески инструмента

Как правильно выбрать гравировальное устройство

Основной вопрос, который следует решить перед приобретением гравера, заключается в том, для решения каких задач и с какой интенсивностью будет использоваться такое оборудование. Так, для не слишком интенсивного применения и несложной обработки различных изделий в домашней мастерской подойдет гравер аккумуляторный, не отличающийся высокой мощностью, а также простейший гравер, изготовленный из обычной дрели. Для решения профессиональных задач следует выбирать соответствующее гравировальное оборудование.

Мощность

Мощность гравера может находиться в диапазоне 30–300 Вт. Данным параметром определяется прежде всего перечень материалов, с которыми способно справиться гравировальное устройство. Для выполнения несложных работ в не слишком интенсивном режиме вполне подойдут аппараты, мощность которых находится в диапазоне 100–150 Вт, а для решения профессиональных задач следует выбирать граверы мощностью 175–300 Вт.

Мощности гравера в 170 Вт вполне достаточно для большинства гравировальных работ, а также для резки, зачистки и полировки

Вес

Мощные профессиональные граверы отличаются значительным весом, что делает работу с ними достаточно утомительной. Если у вас нет необходимости в приобретении слишком мощного и тяжелого устройства, лучше выбрать компактный и легкий гравер аккумуляторный или любую другую модель, вес которой не превышает одного килограмма.

Эргономика

На то, насколько комфортно работать с гравировальным устройством, оказывают влияние также форма и размеры его корпуса. Удобно ли удерживать гравер в руке, правильно ли расположен его центр тяжести – все это в конечном счете определяет точность выполняемой обработки.

Гравер должен удобно лежать в руке

Уровень шума и вибрации и степень нагрева

Авторитетные производители гравировального оборудования уделяют большое внимание не только техническим характеристикам своей продукции, но и вопросам снижения уровня шума, вибрации, а также защиты устройства от перегрева. В связи с этим стоят такие граверы достаточно дорого

Если говорить о моделях граверов самой низкой ценовой категории, то практически все они перегреваются при работе, а шумят несильно, так как не отличаются высокой мощностью. И шумят, и греются, и прилично вибрируют граверы, относящиеся к средней ценовой категории. Производители таких устройств, наделяя их достойной мощностью, не заостряют внимание на более мелких недостатках предлагаемого оборудования.

Комплектация

Практически все серийные модели граверов поставляются с комплектом рабочих инструментов, позволяющих использовать устройство для различных видов обработки. Как количество, так и качество инструментов, входящих в такой комплект, могут быть разными. Это зависит в первую очередь от производителя гравера и конкретной модели. Между тем следует иметь в виду: даже если конический гравер очень качественный, фрезы, сверла и любые другие инструменты, входящие в такой комплект, по сути, являются расходными материалами, которые в дальнейшем придется постоянно докупать.

Богатая комплектация гравировального набора даст возможность максимально опробовать инструмент в работе

Торговая марка

На отечественном рынке граверы представлены множеством моделей от разных производителей. Такое разнообразие предлагаемых гравировальных устройств позволяет каждому выбрать их в полном соответствии со своими потребностями и финансовыми возможностями. Между тем, выбирая простейший гравер на батарейках или профессиональный гравировальный станок, лучше отдавать предпочтение технике от проверенных производителей, которая не только прослужит значительно дольше, чем модели малоизвестной торговой марки, но и будет успешно справляться со всеми поставленными задачами.

Среди производителей, гравировальная техника которых пользуется заслуженной популярностью у профессионалов и домашних мастеров, следует отметить компании Dremel, Hammer, Makita, Hitachi, Sturm, Bosch, Einhell. Выбирая граверы определенной торговой марки, ориентируйтесь не только на фото таких устройств и их технические характеристики, но и на отзывы пользователей, уже оценивших их возможности на своем опыте.