Milling-master.ru

В помощь хозяину
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лазерный станок по металлу своими руками

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.

Инструкция по изготовлению самодельного лазера

Лазерная резка является наиболее прогрессивной, но и дорогой по стоимости технологией. Зато с ее помощью можно достичь таких результатов, которые не под силу другим способам обработки металла. Способности лазерных лучей придавать любому материалу нужную форму поистине безграничны.

Уникальные возможности лазера основываются на характеристиках:

  • Четкая направленность – за счет идеальной направленности лазерного луча энергия фокусируется в точке воздействия с минимумом потерь,
  • Монохроматичность – у лазерного луча длина волн фиксирована, а частот — постоянна. Это позволяет сфокусировать его обычными линзами,
  • Когерентность – у лазерных лучей высокий уровень когерентности, поэтому их резонансные колебания усиливают энергию на несколько порядков,
  • Мощность – вышеперечисленные свойства лазерных лучей обеспечивают фокусировку энергии высочайшей плотности на минимальной площади материала. Это позволяет разрушать или прожигать любой материал на микроскопически малом участке.

Устройство и принципы работы

Любое лазерное устройство состоит из следующих узлов:

  • источника энергии;
  • рабочего органа, продуцирующего энергию;
  • оптоусилителя, оптоволоконного лазера, системы зеркал, усиливающих излучение рабочего органа.

Лазерным лучом точечно создается нагрев и плавление материала, а после продолжительного воздействия — его испарение. В результате шов выходит с неровным краем, испаряющийся материал осаждается на оптике, что сокращается срок ее эксплуатации.

Для получения ровных тонких швов и удаления паров используют технику выдувания инертными газами или сжатым воздухом продуктов расплава из зоны воздействия лазера.

Заводские модели лазеров, оборудованные высококлассными материалами, могут обеспечить хороший показатель углублений. Но для бытового использования у них слишком высокая цена.

Читать еще:  Ручной дыропробивной станок по металлу

Модели, изготовленные в домашних условиях, способны врезаться в металл на глубину 1-3 см. Этого хватит, чтобы изготовить, например, детали для декорирования ворот или заборов.

В зависимости от используемой технологии резаки бывают 3-х видов:

  • Твердотельные. Компактны и удобны в использовании. Активный элемент – кристалл полупроводника. У моделей с малой мощностью вполне доступная цена.
  • Волоконные. В качестве элемента излучения и накачки используется стекловолокно. Достоинствами волоконных лазерных резаков являются высокий КПД (до 40%), длительный срок эксплуатации и компактность. Так как при работе выделяется мало тепла, нет нужды в установке системы охлаждения. Можно изготавливать модульные конструкции, позволяющие объединять мощности нескольких головок. Излучение транслируется по гибкому оптоволокну. Производительность таких моделей выше твердотельных, но их стоимость дороже.
  • Газовые. Это недорогие, но мощные излучатели, основанные на использовании химических свойств газа (азота, углекислого газа, гелия). С их помощью можно варить и резать стекло, резину, полимеры и металлы с очень высоким уровнем теплопроводности.

Самодельный бытовой лазер

Для выполнения ремонтных работ и изготовления металлических изделий в быту часто требуется лазерная резка металла своими руками. Поэтому домашние умельцы освоили изготовление и успешно пользуются ручными лазерными устройствами.

По стоимости изготовления для бытовых нужд больше подходит твердотельный лазер.

Мощность самодельного прибора, конечно же, нельзя даже сравнивать с производственными аппаратами, но для использования в бытовых целях он вполне подойдет.

Как собрать лазер, используя недорогие запчасти и ненужные предметы.

Для изготовления простейшего прибора понадобятся:

  • лазерная указка;
  • фонарик на аккумуляторных батареях;
  • пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый и неисправный);
  • паяльник, отвертки.

Процесс изготовления лазерного резака

  1. Из компьютерного дисковода нужно извлечь красный диод, который прожигает диск при записи. Обратите внимание, что дисковод должен быть именно пишущим.

После демонтажа верхних крепежей, извлекают каретку с лазером. Для этого аккуратно снимают разъемы и шурупы.

Для извлечения диода необходимо распаять крепления диода и извлечь его. Делать это нужно предельно аккуратно. Диод очень чувствительный и его легко повредить, уронив или резко встряхнув.

  1. Из лазерной указки извлекают содержащийся в ней диод, и вместо него вставляют красный диод из дисковода. Корпус указки разбирают на две половинки. Старый диод вытряхивают, подковырнув острием ножа. Вместо него помещают красный диод и закрепляют клеем.
  2. В качестве корпуса лазерного резака проще и удобнее использовать фонарик. В него вставляется верхний фрагмент указки с новым диодом. Стекло фонарика, являющееся для направленного лазерного луча преградой, и части указки надо удалить.

На этапе подключения диода к питанию от аккумуляторных батарей важно четко соблюсти полярность.

  1. На последнем этапе проверяют, насколько надежно зафиксированы все элементы лазера, правильно подключены провода, соблюдена полярность и ровно установлен лазер.

Лазерный резак готов. Из-за малой мощности использовать в работе с металлом его нельзя. Но если необходим прибор, режущий бумагу, пластик, полиэтилен и другие подобные материалы, то этот резак вполне подойдет.

Как усилить мощность лазера для резки металла

Изготовить более мощный лазер для резки металла своими руками можно, оснастив его драйвером, собранным из нескольких деталей. Посредством платы резаку обеспечивается нужная мощность.

Понадобятся следующие детали и приборы:

  1. пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый или неисправный), со скоростью записи больше 16х;
  2. аккумуляторы по 3,6 вольт – 3 шт.;
  3. конденсаторы на 100 пФ и на 100 мФ;
  4. сопротивление 2-5 Ом;
  5. коллиматор (вместо лазерной указки);
  6. стальной светодиодный фонарь;
  7. паяльник и провода.

К диоду нельзя подключать источник тока напрямую, иначе он сгорит. Диод берет подпитку от тока, а не от напряжения.

Фокусировка лучей в тонкий луч производится при помощи коллиматора. Он используется вместо лазерной указки.

Продается в магазине электротоваров. В этой детали есть гнездо, куда монтируется лазерный диод.

Сборка лазерного резака такая же, как у описанной выше модели.

Чтобы снять статичность с диода, вокруг него наматывают алюминиевую проволоку. С этой же целью можно использовать антистатические браслеты.

Советы по сборке

Для проверки работы драйвера измеряют мультиметром силу тока, подаваемого на диод. Для этого к прибору подсоединяют нерабочий (или же второй) диод. Для работы большинства самодельных устройств достаточна сила тока 300-350 мА.

Если нужен более мощный лазер, показатель можно увеличить, но не более 500 мА.

В качестве корпуса для самоделки лучше использовать светодиодный фонарик. Он компактный и его удобно использовать. Чтобы не испачкались линзы, устройство хранят в специальном чехле.

Важно! Лазерный резак является своего рода оружием, поэтому нельзя направлять его на людей, животных и давать в руки детям. Носить его в кармане не рекомендуется.

Следует заметить, что лазерная резка своими руками толстых заготовок невозможна, но с бытовыми задачами он вполне справится.

Лазерная резка металла своими руками — собираем самодельный лазер для резки металла

Развитие науки, которое мы наблюдаем вот уже почти полтора века, происходило с неминуемым развитием техники. В настоящее время, на промышленности используется множество свежих технологических идей, инновационных методик и практически совершенных технологий. К числу последних может быть отнесена и лазерная резка металла. Своими руками металлические листы нельзя обрезать с филигранной точностью — их в идеале сложно загнуть и придать им необходимую форму.

Процессы лазерной резки, как правило, выполняются с помощью оборудования, в котором лазерный станок отыгрывает важнейшую роль.

Что представляет из себя лазерная резка металла?

Речь идет об особой технологии обработки металлических листов, из которых впоследствии создаются всевозможные изделия и конструкции. Мощный лазер может осуществлять удивительно точную резку и раскрой листов металла.

В большинстве случаев, лазером управляют при помощи компьютера, что, собственно, и гарантирует высочайшую точность резки. Лазерный луч фокусируется на материале и направляет на него высококонцентрированную энергию, в результате чего станок разрезает практически любые материалы, вне зависимости от их свойств и характеристик.

Читать еще:  Пробивной станок по металлу

Стандартный станок состоит из специального координатного стола, лазерной головки, которая управляется при помощи микропроцессора, а также системы управления или же АСУ. В последние годы производители стали гораздо чаще выпускать станки, обладающие более специализированным назначением ― в качестве примера можно привести те же станки для резки труб.

Как ни странно, аппарат лазерной резки металла (цена, которого, к слову, в кризисное время устанавливается иногда совершенно хаотично) характеризуется легким и сравнительно простым управлением. Оборудование позволяет соблюдать даже сложные контуры плоских и объемных деталей. Процесс резки металла с использованием лазера практически полностью является автоматизированным.

Как происходит процесс лазерной резки металла?

Лазерная резка металла своими руками едва ли может быть осуществлена идеально, поскольку подходящий станок собрать очень и очень трудно. Для лазерной резки используется технологическое оборудование на основе газовых, волоконных либо твердотельных лазеров. Техника может работать как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режиме.

Во время резки с помощью лазера разрезаемый участок металлического листа начинает плавиться, происходит возгорание, испарение либо выдувание струей газа. При этом функционирование техники гарантирует получение весьма узких резов и минимальные размеры зоны термического влияния.

Листовые металлы буквально прожигаются в нужных местах ― именно так воздействует на них аппарат лазерной резки металла. Цена такого оборудования, к сожалению, пока еще не позволяет сделать подобные аппараты настолько распространенными, как, например, те же гильотины для резки металла.

Какие материалы можно обрабатывать с помощью лазерной резки?

Мощность лазера для резки металла позволяет работать с очень широким набором материалов. В частности, резать можно сталь любого состояния, листы алюминия и различные сплавы этого материала. Также можно работать с самыми разными цветными металлами ― медью, латунью. В зависимости от того, какой материал будет обрабатываться, и происходит подбор конкретного типа лазера.

Если же речь идет о таком инструменте, как самодельный лазер для резки металла, и Ваши возможности в выборе типов лазера по каким-то причинам ограничены, то важно будет знать следующую информацию.

Лучше всего подвержены обработке металлы, имеющие невысокую теплопроводность — это так, поскольку энергия в таком оборудовании концентрируется в ограниченном объеме металла. Правильной является и антагонистичное мнение ― если металлы обладают высокой теплопроводностью, то возможен риск образования грата.

Лазерный станок может осуществлять резку не только одних лишь металлических листов. Лазерная головка для резки металла прекрасно справляется с деревом и множеством других материалов.

Преимущества технологии лазерной резки

Несмотря на некоторые специфические особенности такой техники, существует гораздо больше плюсов, которыми характеризуется лазерная резка металла (оборудование). Цена, конечно, в этот список не входит. Итак, лазерная резка в первую очередь характеризуется отсутствием механического воздействия на материалы, которые подвергаются обработке.

Возможны лишь совсем небольшие деформации ― некоторые из них временные, а другие остаются и с остыванием материала. В связи с этим, можно сделать следующий вывод: даже самые хрупкие, мягкие материалы, которые очень легко деформировать, можно резать с максимальной точностью. Более высокой точности добиться просто невозможно при резке металлических листов.

Верно и обратное ― лазерная резка позволяет обрабатывать даже самые твердые сплавы. Такой вот приятный парадоксальный вывод можно сделать. Высокая мощность лазера становится гарантией высокой производительности процесса. И это не говоря уже о высоком качестве самих поверхностей реза.

Лазерный станок при работе со сталью, имеющей сравнительно небольшую толщину, может демонстрировать и такую нехарактерную для подобного оборудования особенность, как высокая скорость.

Кроме того, Вам не понадобится покупать или изготавливать для создания продукции в небольшом количестве дорогостоящие формы для литья изделий. С этой целью гораздо проще и практичнее будет провести раскрой материала с помощью лазера — в таком случае, вопрос будет решен!

Также стоит упомянуть, что лазерный станок позволяет осуществлять и автоматический раскрой материала. Для осуществления этого действия, нужно перенести на компьютер лазерной установки, подготовленный чертежный рисунок, а оборудование выполнит всю работу самостоятельно, соблюдая минимальную степень погрешности.

Другие особенности лазерной резки

Одним из так называемых «минусов» лазерной резки можно назвать малую её доступность. Лазерная резка металла своими руками, происходящая в каком-то небольшом гараже ― это весьма спорная возможность для простого покупателя, который не имеет большой суммы для приобретения лазерного оборудования.

Исходя из фактора высокой стоимости, только при достаточной обоснованности такого шага должна быть выбрана лазерная резка металла (оборудование). Цена ее, однако, хоть и высока, но находится немало предприятий и частных лиц, имеющих финансовые средства для приобретения подобной техники.

Еще по этой теме на нашем сайте:

  1. Газовая резка металла — технология и оборудование для резки
    Газовая резка металла представляет собой трудоёмкий процесс, предполагающий нагревание определённых металлических деталей при помощи пламени газа. Происходит данный процесс под воздействием определённой температуры.

Ручная гильотина для резки металла — резка металлов в домашних условиях
Процесс изготовления металлических конструкций и изделий различного назначения неразрывно связан с необходимостью обработки металла. Иными словами, металл нужно каким-либо образом разрезать, отделять на отрезки и.

Механическая резка металла — дисковая пила, ленточная пила, агрегат продольной резки металлов
Появление современных и высокоточных технологий, к счастью, не стало причиной для полного исчезновения механических способов резки металла. Вероятно, этому есть вполне логичные объяснения, а значит.

Смотрим металлорежущее оборудование — станок для резки металла дисковый
Качество готовых металлических конструкций и изделий определяется, в первую очередь, качеством самого производственного процесса. Чтобы получить достойный результат, необходимо использование профессионального металлорежущего оборудования. Будь-то станок.

Читать еще:  Дыропробивной станок по металлу

Самостоятельное изготовление лазерного станка с ЧПУ

Любой лазерный станок с ЧПУ отлично справляется, например, с изготовлением подарочных сувениров, мебели, гравировке по различным материалам и созданием рекламных продуктов. Используя лазерный агрегат можно забыть о ручной резке. Выжигание на любой поверхности проходит без проблем.

Сделать лазерный станок с ЧПУ своими руками несложно, это как собрать конструктор из компонентов, ниже мы и поговорим о том, как это делается и какие компоненты нам нужны.

Устройство лазерного ЧПУ станка

Первые аппараты подобного класса обладали одним общим и весьма существенным недостатком, это их высокая цена. Сейчас лазерные станки стоят намного дешевле и даже небольшие предприятия способны получить их в использование. Стоит простейшее оборудование такого класса примерно 50 000 рублей.

Но если речь пойдет о полноценном станке, его цена увеличится как минимум в 4 раза. Из-за того, что станки стали доступными, внимание к ним начало бурно расти. Первое, что интересует людей, сталкивающихся с подобными машинами, это то, как они работают.

Точно так же, как и в фрезерных станках, самодельные лазерные аналоги управляются ЧПУ модулем. Поэтому они собраны из таких основных деталей:

  1. Рама.
  2. Горизонтальная платформа (рабочий стол).
  3. Место для инструментов (тут стоит рабочий модуль – лазер).

Сам лазер состоит из таких деталей:

  • трубка лазера;
  • головка излучающей части;
  • отражатели (обычные зеркала);
  • линзы для фокусировки пучка.

Во время работы лазерного ЧПУ станка в трубку поступает специальный раствор на основе азота и диоксида углерода также добавлен и гелий. Через данную смесь (рабочее вещество) подается ток высокого напряжения, в результате формируется лазерный луч.

Перед тем как попасть на рабочую поверхность пучок направляется через зеркала и фокусируется в точку при помощи линз. Головка излучателя при помощи шаговых двигателей смещается в нужное место и, согласно программе, рисует заданный узор. Для охлаждения лазера, а, точнее, его трубки, используется жидкостная система, состоящая из насоса и водяного контура.

Принцип работы

Перед тем как приступить к сборке подобного агрегата в домашних условиях, важно понять, как он работает. Существует три основных условия, которые позволяют лазеру нормально работать. Если хоть одно из них не будет соблюдено, пучок нужной интенсивности попросту не возникнет. Вот эти условия:

  1. Источник питания.
  2. Рабочая среда.
  3. Резонатор оптического типа.

Источник энергии наполняет рабочую среду фотонами определенного заряда.

В другом конце трубки устанавливается матовое стекло, через которое и выходит пучок фотонов. Луч формируется таким образом, что все его фотоны встречаются в одной маленькой точке налагая друг на друга свою энергию, в результате обрабатываемый материал обжигается.

Видео: лазерный ЧПУ станок своими руками.

Делаем своими руками

Для того чтобы изготовить такой аппарат в одиночку нужно разбираться в устройстве станка. Давайте подробно рассмотрим, из чего состоит станок:

  • Главная деталь аппарата – это его корпус. Лучше всего делать его разборным. В случае настройки или поломки получить доступ к механизму будет легче. Хорошо бы оснастить раму ящичками для инструмента, заготовок и готовых изделий.
  • Подъемные столы. Нужно делать стол так, чтобы он мог регулироваться по высоте. Толь с поднимающимися и опускающимися платформами можно заниматься гравировкой. Можно изготовить механизм поднятия стола ручкой или поставить сервоприводы, которые будут делать все за вас при помощи кнопок.
  • Ротор. Это деталь, которая будет поворачивать заготовку цилиндрического типа для ее полной обработки. Если вы планируете работать с круглыми изделиями, ротор придется устанавливать в любом случае.
  • Направляющие. Делать их нужно из металла или пластика и придать круглого или квадратного сечения. Первые детали сделать проще, и они смогут справиться с любой задачей начиная от гравировки и заканчивая резкой. К тому же скорость круглых направляющих (скорость работы) выше, чем у квадратных. Направляющие со временем изнашиваются, поэтому будьте готовы приобрести и установить новые детали по прошествии какого-то времени.
  • Рабочая поверхность. Для станков, которые будут работать с деревом целесообразно будет установить специальные ножки-ламели. Если вы устанавливаете заготовку другого типа или большего размера, такие ножи просто снять и убрать. Если на вашем будущем станке будут обрабатываться мелкие детали, установите решетку, которая не даст им провалиться внутрь механизма. Данную решетку нужно время от времени чистить дабы избежать ее полного засорения.
  • Компрессор и вытяжка. Эти детали нужны для отбора сажи и стружки, получаемой в процессе работы лазерного станка для резки фанеры. Чем мощнее будет всасывающий эффект, тем качественнее пойдет обработка. Помимо мелких фрагментов заготовки, данные агрегаты отводят дым, который образуется в процессе обжига заготовки.
  • Указатель. Это индикатор (можно использовать портативный лазер), который указывает обслуживающему персоналу на то место, которое будет обрабатываться следующим. Когда речь идет о станках с ЧПУ, такой указатель использовать вовсе не обязательно.
  • Электронные компоненты станка для резки фанеры, изготавливаемого своими руками. Важно выбрать правильное оборудование для обеспечения передачи сигнала к шаговому двигателю и лазеру. В качестве управляющего элемента можно выбрать одну из программируемых плат Arduino. Данные комплекты стоят сравнительно недорого и на их основе можно собрать любой управляющий механизм. По программированию и монтажу таких систем в сети существует масса материалов, при наличии минимальных навыков работе с паяльником трудностей установка Arduino у вас не вызовет.

Также нужно позаботиться о программном обеспечении, которое вы будете использовать для создания электронного чертежа будущей детали. ПО нужно для передачи заготовки в цифровом виде с ПК на сам станок-самоделку.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector