Самодельный лазерный станок с ЧПУ для резки материалов

Возможность изготовления из неиспользуемой или пришедшей в негодность техники чего-то полезного привлекает многих домашних мастеров. Одним из таких полезных устройств является лазерный резак. Имея в своем распоряжении подобный аппарат (некоторые делают его даже из обычной лазерной указки), можно выполнять декоративное оформление изделий из различных материалов.

Самодельным лазерным резаком можно вырезать тонкие деревянные детали или сделать гравировку на стекле

Что такое станок для лазерной резки с ЧПУ?

Станок для лазерной резки имеет подъемный стол, предназначенный для крепления и движения заготовки относительно луча. Движение может быть линейное около вертикальной оси координат.

Справка : станок имеет разную мощность грузоподъемности, площадь и может двигаться с помощью механического или электрического приводов.

Лазерный резак своими руками. Часть номер ноль. Силовая

И так, есть два пути изготовления блока питания: 1)Большой Железный Трансформатор. Из минусов — во первых хороший анодник не так просто найти — в советском союзе почему-то они были изделиями штучными и зачастую очень хренового качества, так что выгорали первыми. Как вариант, можно использовать трансформаторы для неоновой рекламы (есть экземпляры на 10-15 кВ и 60 мА), соединяя их вторичные обмотки последовательно (Осторожно! вторичная обмотка каждого НСТ имеет заземленную среднюю точку на корпусе!), но это колхоз «60 лет без председателя» как он есть — эти трансы ни разу не рассчитаны на такое варварское использование и вполне себе могут сгореть, закоротив первичные и вторичные обмотки в одно целое. Во вторых — для поджига все равно придется использовать двухполупериодный умножитель, а так как это сетевые 50 герц — конденсаторы будут большими (всякие там К75-25 и подобные на 40-50 Нф в плечо). В третьих — если вы захотите управлять мощностью луча, то вам все равно придется колхозить громоздкие тиристорные схемы. Из плюсов — это дешево и сердито. Старые НСТ вам отдадут едва-ли не даром (кстати да, хороший нст — тяжелый нст), на выпрямительных диодах тоже можно сэкономить (пойдет всякий шлак типа 2Ц202 и тому подобных).

2)СолидСтейт. Из минусов — он может влететь в копеечку, особенно если вы покупаете все детали в ЧипДипе и у вас нет даже дедушкиного осциллографа. Дыа, были кирпичи полумостовые — стали силановые. Ну еще после N комплектов убитых драйверов и mosfet\igbt транзисторов вы будете читать таки датшиты и прочую умную литературу (хотя это скорее плюс) Из явных плюсов — это компактно, мощно и интересно.

Пожалуй на втором пункте остановимся по подробнее. И так, теперь стоит определиться с топологией нашего инвертора. Полный мост — слишком много паять, да и вероятность ошибки в два раза больше. Всякие двухтактные автогенераторы (пуш-пул там например) — слишком маленький КПД и большая вероятность накосячить (ну не сложилось у меня с ними, не сложилось), А вот полумост — это стильно, модно и молодежно! Раскачивать мы будем феты IRFP460, хоть у них и достаточно «тяжелый» затвор. А драйвить его мы будем конечно-же при помощи IR2153! Во-первых по тому, что не нужно много паять, а во-вторых это универсальный ответ на вопрос «а почему-же таки он у меня взорвался?!». Спустя некоторое время вкуривания мануалов и чтения тонн бессмысленного бреда на флайбек.орг.ру, родилась вот такая, децл переделанная схема одного местного господина «Seriyvolk».

Ворнинг! Алярм! Аттеншн! По цепям гуляют большие токи, присутствует высокое напряжение (десятки киловольт). Следи за собой, будь осторожен! Ответственности за невинно убиенных домашних животных, пробитые летающими конденсаторами головы и оторванные пальцы автор не несет

Первое, что сгорело, это самопальный умножитель (составные диоды всегда обвязывайте шунтирующими резисторами). Но, лазер вполне себе завелся от обычного телевизионного УН9-27, которых у меня оставалось еще штуки две-три.

Смотрите в следующих сериях: — допиливание блока питания с краткими пояснениями «как работает полумостовой инвертор» и «что я сделал не так в этот раз», изготовление и заливка блока удвоителя напряжения, сборка в аккуратный корпус и попытка организовать электронное управление мощностью (на IRке, дыа). — изготовление двух координатной системы позиционирования луча из древнего сканера и какой-то матери. Попытки приделать к этому зеркала так, чтобы их можно было свести. — Погромирование микроконтроллеров.

И много чего еще интересного и занятного, так что не переключайтесь.

P.S. Ах, да. К вопросу о технике безопасности. Так как излучение лазера лежит где-то в районе 10600нм, то для глаз он особой опасности не представляет (ну точнее не большую, чем для любых других открытых участков тела с тонкой кожей\слизистыми оболочками) — при попадении глаза под сфокусированный луч на полной мощности он скорее всего оставит небольшой ожог на задней стенке черепа

Что нужно, чтобы собрать станок с ЧПУ для лазерной резки самостоятельно?

Для самостоятельной сборки лазерного станка следует позаботиться о наличии важных инструментов, тандем которых позволит получить от изделия качественную работу.

Для резки металла

Основной элемент — лазер пишущего дисковода для ПК, который имеет высокую скорость записи. Также понадобятся:

• фонарик;
• указка лазерная;
• паяльник;
• слесарные принадлежности.

Если необходим более мощный инструмент, то нужны дополнительные части для производства драйвера:

• резисторы 2–5 Ом;
• конденсаторы (100 пФ и 100 мФ);
• фонарик на светодиодах;
• мультиметр.

Большую мощность можно получить, если применить купленный в магазине лазерный диод мощностью 60 Вт.

Изделие для лазерной резки металла, изготовленное самостоятельно, лучше всего установить на раму, для контроля применить ПК, который оснащен программой. Поэтому помимо лазера необходимы:

• корпус;
• электромоторы;
• транзисторы и платы;
• регулятор;
• шкивы и зубчатые ремни;
• листовая сталь для производства кронштейнов;
• гайки, стяжки, шарикоподшипники;
• контроллер и выключатели;
• стержни металлические и доски.

Для резки фанеры

Чтобы сделать станок для резки фанеры , потребуются следующие элементы:

• МДФ, ДСП или фанера;
• направляющие части — стержни из металла размером 12 мм;
• держатели;
• подшипники и втулки скольжения;
• шаговые двигатели;
• ходовые гайки и винты;
• контроллер;
• блок питания контроллера;
• муфта;
• провода и кабели;
• шкивы;
• выключатели;
• компьютер.

Для резки дерева

За основу устройств по дереву необходимо взять твердые породы дерева, сталь, алюминий. Для качественной работы комплекса нужна разработка суппортов. В момент их движения недопустимы движения, так как это вызовет неточное фрезерование. Также для сборки станка для резки дерева потребуются следующие комплектующие:

• направляющие из стали, хорошо отшлифованные;
• суппортный механизм из текстолита;
• шаговые моторы, лучше использовать образцы 24 В и 5 А;
• блок фиксации рабочего органа, конфигурация которого зависит от имеющегося в наличии инструмента.

Какие материалы и механизмы потребуются

Чтобы изготовить простейший лазерный резак своими руками, вам потребуются следующие материалы и технические устройства:

• лазерная указка;
• обычный фонарик, оснащенный аккумуляторными батарейками;
• старый пишущий дисковод (CD/DVD-RW), оснащенный лазерным приводом (совершенно не обязательно, чтобы такой дисковод находился в рабочем состоянии);
• паяльник;
• набор слесарных инструментов.

Чем выше скорость записи привода, тем мощнее получится лазерный резак

Таким образом, можно изготовить простейшее устройство для лазерной резки, используя материалы, которые легко найти в домашней мастерской или в гараже.

Как сделать станок лазерной резки с ЧПУ своими руками?

Собранное своими руками устройство с ЧПУ дает повод для гордости мастеру и позволяет подробно разобраться в филигранной обработке материалов.

Для резки металла

Первый шаг для изготовления лазерного станка для резки металла — разборка дисковода для извлечения из него лампочки. Она находится в каретке и закреплена. Крепления необходимо распаять паяльником.

Справка : в процессе работы не нужно подвергать лампочку сильным механическим действиям, которые могут повредить ее.

Прежде чем собирать станок, нужно определиться, от чего именно он будет питаться, куда будет смонтирован светодиод и как распределить ток.

Справка : для диода необходим более мощный ток, чем для частей указки.

• Необходимо аккуратно разобрать указку и заменить диод лампочкой, которую вы вытащили из дисковода. Для крепления лучше всего применить клей.
• Мощности указки может не хватить, поэтому ее увеличивают батарейками для фонарика. Для этого нижние элементы фонарика совмещают с той частью указки, в которой находится лампочка. Из фонарика убирают стекло и подсоединяют лампочку.
• При самостоятельном выполнении устройства около лампочки накручивается алюминиевая проволока. Части резистора присоединяют к батарейкам по схеме. Тут нужна точность и соблюдение полярности.
• Корпусом для такого станка служит фонарик из металла. После монтажа корпуса из дерева устанавливают стержни.
• Для установки электромоторов нужны кронштейны из листовой стали, которые согнуты под прямым углом.
• Кронштейны также следует сделать и для закрепления привода, только листы согнуть буквой П. Ремни с основанием соединяют саморезами.

Для резки фанеры

Самостоятельная сборка устройства для резки фанеры происходит в следующем порядке:

• Раскрой и производство основания. Лучше всего для него использовать фанеру толщиной двенадцать миллиметров.
• Крепление на данном основании неподвижных стенок и просверливание отверстий для установки направляющих стержней.
• Установка направляющих по оси Y. На них заранее нанизывают опоры скольжения для боковых элементов каркаса.
• Выполнение боковых подвижных стенок. В них нужно просверлить отверстия для направляющих по оси Х и установить их на стенках.
• Крепление стенок на опорах.
• Сборка рабочей головки устройства.
• Установка электрической части. В нее входит подведение электропитания, монтаж выключателей, кнопок пуска и аварийная остановка.
• Установка электроники и подключение контроллера.
• После проверки всех частей можно начинать работу на самодельном станке.

Для резки дерева

Последовательность действий для изготовления аппарата для резки дерева следующая:

• Монтаж осей суппортного элемента и их фиксация по краям машины.
• Притирание суппортов. Нужно двигать их по направляющим до тех пор, пока движение не станет плавным.
• Затяжка винтов для фиксации суппортного станка.
• Крепление элементов на основу рабочего механизма.
• Монтаж муфт и ходовых винтов.
• Установка моторов. Они крепятся к болтам муфт.

Электронные элементы находятся в автономном шкафу для обеспечения минимума сбоев при работе устройства. Плоскость для монтажа рабочей машины должна быть без перепадов, так как в конструкции не предусмотрены винты регулировки уровней. После завершения всего вышеперечисленного можно смело переходить к работе станка.

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.

Чертежи лазерных плоттеров с ЧПУ своими руками

Для функционирования плоттера с ЧПУ при создании графиков необходимы три оси: X, Y и Z. Первые две оси находятся под углом 90 градусов друг к другу так, что любая точка на поверхности определяется значением X и Y. Ось Z применяют для подъема и опускания пера на бумагу.

Для резки металла

Чтобы грамотно выполнить чертеж для лазерной резки металла, есть программы, которые работают с векторными графическими файлами. В них сохраняются чертежи для лазерной резки. При конвертации чертежа иногда могут появляться некоторые искажения или случайно добавленные элементы. Вы должны следить за этим, чтобы их вовремя исправить. Чертежи должны поддерживать форматы программных пакетов «Автокад» или «Корел Дро».

Для лазерной резки металла допустимо применять схематичный чертеж детали в компьютерной форме. Для этого используются форматы CDR или DWG-файлы. Эскиз детали должен быть схематическим объектом с замкнутым контуром. В нем могут быть прорези и отверстия.

Для резки фанеры

При создании чертежа для лазерной резки фанеры должны учитываться прокладки и подключения электрооборудования. Это поможет уменьшить количество ошибок при проектировании станка.

Можно сделать чертеж вручную, но лучше использовать такие программы, как «Компас», «Автокад» или «Визио». В них возможно исправить чертеж, а в «Визио» есть готовые шаблоны по электрооборудованию.

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!

Особенности лазерных станков

Качественный лазерный гравер с ЧПУ отличается высокой точностью производимых работ и разнообразием опций. Числовое программное управление позволяет автоматизировать рабочий процесс, снизить риск возникновение брака, повысить производительность.

К преимуществам лазерных станков с ЧПУ относят следующие факторы:

• точность резки и обработки;
• прочный корпус;
• безопасность при резке материала;

• возможность создавать самые разные картинки с ювелирной точностью;
• разнообразие функций;
• можно обрабатывать материалы разной степени прочности;
• оперативность.

Действие лазерного ЧПУ станка осуществляется за счет прожигания обрабатываемой поверхности. Чем выше мощность лазера, тем более прочный материал можно обрабатывать на станке.

Конечная стоимость

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

Цены на материалы

Самый простой резак можно сделать почти бесплатно, если дома есть фонарик, лазерная указка и паяльник. Чтобы усилить его, придется потратить 546-1520 рублей. Лазерная установка для резки металла своими руками на раме самая дорогая. Даже, если дома есть подручные материалы для изготовления корпуса и системы охлаждения, электромоторы, доски, куски стали, винты, гайки, выключатели, придется потратить около 5000 рублей.