Обзор лазерных резаков-граверов с ЧПУ до 1 млн рублей / Хабр

«факелы» и «отстрелы»

Чтобы избежать этих неприятных моментов, специалисты советуют поднять заготовку на 1 см над столом. Если лист большой – его закрепляют неодимовыми магнитами снизу и сверху. Это позволит сохранять фокусное расстояние по всей ширине листа.Важно!

… и другие

Лазерный гравер MINIMO 0503

Интересный китайский аппарат для лазерной резки и гравировки, с возможностью комплектации лазерными трубками мощностью от 60 до 130 Вт. Удобство обеспечивается работой с векторными файлами из разных источников в программе LaserWork и двумя вариантами подключения к компьютеру — через USB или локальную сеть. Собственная память позволяет станку работать без соединения с компьютером. Скорость гравировки до 700мм/сек.

Лазерный гравер Rabbit HX — 1290 SC

Мощный гравер для работы с древесиной, фанерой, различными пластиками и оргстеклом, а также тканями и кожей. Скорость работы достигает 700 мм/сек.

Лазерный гравер Rabbit HX — 1290 SEМощность лазера: 100-120 Вт Lasea F4
Размер рабочего поля: 1200 x 900 мм
Количество осей: 3
Применение: производство изделий из различных листовых материалов — фанеры, пластика, тканей и кож. Рекламное производство. Легкая промышленность.

Главное отличие модели SE от SC — толщина обрабатываемого материала увеличена со 160 до 280 мм, при использовании подъемного механизма. Также отличаются и размеры самого станка — 1705×1365×1100 мм (против 1705×1365×1200 мм у SC).

___

Мы рассмотрели несколько образцов бюджетных лазерных резаков, один из которых может себе позволить любая мастерская или небольшое производство. Конечно, это не полный список доступных аппаратов — есть станки и помощнее, и подороже, но — даже эти, не самые дорогостоящие лазерные резаки, могут многое: от персонализации сувениров, до изготовления достаточно крупных рекламных изделий, от нанесения рисунка на кожу и древесину, до быстрого и точного раскроя ткани. Применений им множество.

Нужен ли такой аппарат именно вашей организации? Решайте сами. Мы свой выбор сделали.

Хотите больше интересных новостей из мира 3D-технологий?

Raylogic (бывший qualitech)

Лазерный гравер Raylogic 304 mini

Один из самых недорогих лазерных станков. Незаменим в изготовлении рекламных и промо-материалов из бумаги, ткани, пластика. С легкостью режет акрил толщиной до 5 мм.

Не самый мощный лазер, но надежные электронная начинка и механизм позволяют этому станку обрести своих пользователей.

Raylogic серия 11g

Лазерные резаки-гравировщики серии 11G — производятся по высоким международным стандартам промышленного оборудования и с учетом нормативов Российских производственных компаний.

От предыдущей серии отличаются рядом нововведений увеличивших надежность, универсальность и простоту обслуживания и работы станков. Резаки оснащены последним поколением DSP-контроллеров с множеством новых функций увеличивающих скорость и производительность работы.

Лазерный станок Raylogic 11G 530 лайт

Обновленная материнская плата, удобная система управления, усовершенствованное крепление лазерной трубки позволяющее легко производить настройку.

Работает с резиной, деревом, бумагой и фанерой, широким спектром натуральных и синтетических тканей, кожей и кожзамом, различными пластиками.

Лазерный гравер Raylogic 11G 530 лайт

Характеристики аналогичны Raylogic 11G 530 лайт, лайт отличается наличием в комплекте поворотного устройства для работы с цилиндрическими предметами.

Лазерный гравер Raylogic 11G 640 лайт

Легко гравирует пенополиуретан, резину, двухслойные пластики от 0,1 до 3,2 мм, полиэтилен.

Работа с деревом, фанерой и шпоном тоже не представляет сложности.

Лазерный гравер Raylogic 11G 690 лайт

Ресурс работы излучателя увеличен до 10 000 часов. Разборная конструкция каркаса станка и электровинтовой подъемный стол позволяют разместить гравер в любом удобном месте. Рельсовые направляющие из коррозионно устойчивых сплавов увеличивают ресурс механической части.

С легкостью режет древесину, композиты и широкий круг пластиков.

Лазерный гравер Raylogic 11G 1290 лайт

Режет и гравирует фанеру, дерево и их производные, бальзу (от 1 до 20мм), оргстекло (от 1,2 до 20 мм), полистирол (от 2 до 4 мм), пенополистирол (до 50 мм), бумагу и все ее производные, в том числе гофрокартон толщиной до 5 мм, пенокартон до 10мм. Также гравирует кожу и кожзаменитель и режет всевозможные ткани и нетканые материалы. Работает с двухслойными пластиками до 3,2 мм и резиной.

Лазерный гравер Raylogic 11G 1610

Мощный 120 Вт лазер и охладитель на 3000 Вт, увеличенная рабочая зона и качественные лазерные трубки Reci — с ними этот резак становится хорошим рабочим вариантом для любого рекламного производства и производителей деревянных и фанерных товаров.

Лазерный гравер Raylogic 11G 1490Лазерный гравер Raylogic 11G 1620

крупного формата и увеличенной мощности. Удобная и простая панель управления.

Надежный механизм с большим ресурсом.

Возможные проблемы

Лист может прорезаться не до конца. Такое происходит, когда не хватает мощности излучателя или неправильно установлен режим. Недорез может появляться и при дефектах материала: влажности, искривлении, плавающей толщине, сучковатости.
Появление нагара на поверхности шва. Возникает в основном от недостаточного обдува линзы, неправильного соотношения скорости и мощности лазера.
«Факелы» и «отстрелы». «Факелами» называют стойкие очаги возгорания на обратной стороне листа при сквозной резке. Происходит обугливание краев по линии разреза. «Отстрел» — это отражение режущего луча от рабочего стола, что также приводит к подгоранию тыльной стороны.

Темный нагар потом приходится зачищать вручную. Тратятся дополнительные силы, а также время и средства.

Гарантия

По законодательству гарантию на лазерное оборудование производитель обязан давать минимум на 1 год.

Чаще всего китайский производитель, продавший лазерное оборудование со стоимостью, например, 600 000 рублей, может смело дать вам гарантию и на больший срок (но с проблемами). Ведь себестоимость оборудования будет, условно, 300 000 рублей, ремонт вам сделают ещё на 100 000 рублей, а остальная часть уйдет в прибыль компании (а через год вы уже и забудете, какая у вас гарантия).

Почему возникают проблемы с гарантией?

У компаний, торгующих китайскими лазерами, высокий уровень загруженности. Продав определенное количество станков, они постоянно занимаются ремонтом и обслуживанием своего оборудования. С точки зрения бизнеса – это хорошо, особенно, когда заканчивается гарантия, можно нажиться на горе клиентов. Но, с точки зрения потребителя, получается стандартная история – скупой платит дважды.

Излучатель

По сути – это сердце лазерного станка. Сегодня мы рассмотрим именно волоконные лазеры для маркировки и гравировки. Почему они?

Волоконные лазеры с длиной волны излучения 1,06 мкм — это лучший инструмент для обработки металлов. Высокий коэффициент поглощения, минимальное пятно фокусировки и возможность транспортировки излучения по волокну в любую точку, характерные волоконным лазерам, позволяют оставить позади остальные типы излучателей при обработке любых металлов. Как известно, металлы – основа промышленности.

Основные плюсы волоконных лазеров:

Высокое качество излучения (М²<1.2)
Ресурс работы волоконных лазеров более 100 000 часов
Удобство эксплуатации (Гибкий оптический тракт)
Высокие мощностные характеристики
Высокий КПД (до 40%)

Расскажем вам краткую предысторию волоконных лазеров: в конце 1998 г. ведущий советский и американский специалист в области лазерной физики и техники Валентин Павлович Гапонцев основал одну известную компанию, которая, в буквальном смысле, захватила нашу планету. Эта компания разработала и внедрила технологию волоконных лазеров в промышленность, заняв 75% мирового рынка.

Несмотря на то, что волоконные лазеры являются основным продуктом в промышленности, производителей данной технологии не так много, ведь, во-первых, это очень дорогое удовольствие, во-вторых, сложно конкурировать с компанией, созданной Гапонцевым. Такую роскошь могут позволить себе несколько ведущих стран в кластере станкостроение, одна из них – Китай.

Но, важно учесть один момент: лучшие современные китайские волоконные лазеры – аналог источников российского производства десятилетней давности. Безусловно, не все китайские производители ориентируются на Россию, есть представители, которые предлагают более низкую цену на лазеры, но, пожалуй, в сфере лазеров, кроме низкой цены, китайским производителям предложить нечего.

Преимущества:

Жизнь диодов с одиночными излучателями от компании Гапонцева превышает 100 000 часов, что в разы больше зафиксированного срока службы вариантов с диодными матрицами.

У всех недорогих излучателей есть ограничения по количеству изменяемых параметров излучения:

Диапазон частот меньше и хуже: у российских производителей частота настраивается от 1,5 кГц до 2 МГц, нет ограничений, связанных с промежуточными значениями, за счет чего выбирать диапазон чистоты можно плавно, в отличие от китайского излучателя. В китайском же излучателе частота настраивается от 20 кГц до 80 кГЦ, причем у них нет промежуточных значений (20, 25, 30 и т.д.), из-за чего диапазон выбора частоты меньше, соответственно, появляется большая дискретность.
На китайских станках длительность импульса зачастую не перенастраивается.
В китайских излучателях отсутствует такая важная вещь, как защита от обратного излучения. Важность этого момента поясним подробнее: если луч находится не в фокусе, то весь этот процесс отражается и идёт обратным ходом в оптическую систему, что приводит к разрушению линз.

Например, при обработке меди (ведь она лучше всего отражает) есть риск сжечь лазерный излучатель, а ремонт в каком-нибудь сервисном центре невозможен – исправить проблему может только производитель.

В итоге получается, что возможности у станка с китайским лазерным излучателем изначально ограничены:

Нет возможности обрабатывать отражающие материалы. Хорошо отполированные изделия из серебра или меди, обладая станком с некачественным излучателем и плохим объективом, не отгравируешь.
Начало букв «съедено», потому что у излучателя не хватает энергии, чтобы обработать поверхность равномерно.
Пример искажения цвета
Плохой образец маркировки фото — детализация отсутствует, линии сожжены.

Как выбрать фанеру

Этот композит представляет собой слои шпона из древесины, склеенные специальным веществом (смола или лак). В зависимости от типа клея, бывают такие виды:

ФК – на карбамидной смоле, используется в помещении;
ФСФ – на фенольной смоле, водоупорная, для использования снаружи;
ФБ – пропитана бакелитовым лаком, для использования в агрессивных и влажных средах.

Про другие станки: Самодельный токарный станок по металлу своими руками: изготовление и эксплуатация – Советы по ремонту

Лучше выбирать ФК. Карбамидная смола наименее термостойкая. Она легче и быстрее режется, меньше пригорает. Поэтому можно резать лист большей толщины.

Водостойкие виды (ФСФ, ФБ) плотнее и прорезается труднее. Например, чтобы разрезать 4 мм ФСФ, используется тот же режим, как для 12 мм ФК.

Обзор лазерных резаков-граверов с ЧПУ до 1 млн рублей / Хабр
Оптимальная толщина заготовки — 4-6 мм. Толстая (более 6 мм) требует больше усилий и чаще пригорает.
Для качественной работы фанера должна быть:

хорошо просушена,
ровная,
без сучков,
не покрыта ЛКМ!

Как избежать нагара

Эта проблема чаще всего появляется, когда не хватает ресурсов станка. Либо не верно подобраны установки:

скорость головки,
мощность луча,
фокусировку луча,
подачу воздуха для обдува линзы.

Важно! Эти параметры взаимосвязаны. Если вы меняете хотя бы один из них, нужно подбирать соответствующие другие.

Как правильно выбрать станок

И все-таки главным остается вопрос выбора оборудования. От него зависит и удобство, и качество работы, и производительность. А многие проблемы просто не возникнут.При выборе важно учитывать надежность, точность, простоту использования. Подбирать нужно под конкретные задачи, чтобы не переплачивать за лишние опции, но и не упустить всего необходимого. Основное:

мощность излучателя,
размер рабочего поля.

Как происходит процесс

Последовательность действий при работе на лазерном оборудовании такая же, как на любом ЧПУ. Это легко можно освоить самостоятельно. Для полностью настроенного станка, с установленным на ПК специальным ПО, процесс резки фанеры довольно простой:

По чертежу или эскизу выполняем цифровой рисунок в специальных компьютерных программах-проектировщиках (CorelDRAW, AutoCAD и др.).
Устанавливаем параметры: скорость движения головки, мощность излучателя, фокусное расстояние, силу обдува линзы.
Располагаем заготовку на рабочем столе.
Запускаем и наблюдаем.

Какую выбрать лазерную трубку

Этот элемент представляет собой стеклянную трубку, наполненную углекислым газом СО2. При подаче напряжения она индуцирует излучение.

Обзор лазерных резаков-граверов с ЧПУ до 1 млн рублей / Хабр
Для фанеры, подбирается из расчета 10 Вт на 1 мм толщины. Так, например, если вы собираетесь резать толщину в 10 мм, нужна трубка не менее 100 Вт. Но оптимальным считается режим работы режущего элемента на 80% от максимума.

Мощность луча

Подбирается так, чтобы станок резал, но не жег. Если позволяет излучатель, этот параметр подбирается для максимальной скорости перемещения головки.Важно! Сила светового потока зависит от состояния лазерной трубки. Она имеет ограниченный ресурс. Со временем садится, а излучение слабеет.

Обдув линзы

Охлаждение производится потоком воздуха. Если обдув линзы прекращается или слабеет, она начнет нагреваться. Площадь пятна лазера становится шире. Появляется нагар.Для толстого листа используют обдув в 1,5-2 атмосферы. Это обеспечивает светлую и чистую поверхность разреза.

Объектив

Важный момент в станкостроении: сумма компонентов лазерного станка не всегда гарантирует хороший результат.

Возьмем в пример автопроизводителя. Если заменить на «Ладе» какие-то элементы: двигатель, колеса, коробку передач, то «BMW» у нас всё равно не получится. Для того, чтобы создавать сложное и качественное, нужна компетенция.

Некоторые российские производители делают оптику самостоятельно, рассчитывают оптические каналы. Для чего?

В системе перемещения конечным узлом является объектив, он состоит из нескольких стекол. Каждое стекло является источником отражения, т.е., свет, проходя сквозь стекло, на какой-то небольшой процент отражается назад (чем лучше выполнено стекло, тем меньше).

Объектив имеет некую кривизну, и при отражении свет может фокусироваться. При неудачном раскладе появляется обратный блик, который сфокусируется на зеркале.

Расстояние между объективом и зеркалом должно фокусироваться либо до, либо после зеркала. Если вкрутить объектив, который не подходит к данному оптическому тракту, и ожидать, что всё будет отлично работать – есть огромный риск попасть в неприятную историю, где у вас испортится какой-то дорогостоящий элемент.

Преимущества и недостатки технологии

Преимущества такой технологии:

отсутствуют крепежи заготовки;
нет пыли и шума, экономится время на уборку;
возможность вырезать тонкие детали, узоры;
быстрота обработки;
ювелирная точность;
можно использовать дома.

Основной недостаток – необходимость специального оборудования. Конечно оно довольно дорогостоящее, но окупает себя высокой производительностью и качеством работы.

Примеры выбора оборудования

Например, для производства небольших иконок на подставке из тонкой фанеры вполне подойдет станок настольного типа Elixmate NG 0503 M, с трубкой 50 Вт и полем 500х300.А если вы занимаетесь встраиваемой мебелью, оформлением витрин или залов кафе, то подойдет мощный Rabbit Flat Bed 1220, с трубкой 100-130 Вт и размером рабочего поля 1200х2000 мм.

Эти бренды хорошо себя зарекомендовали и предлагают широкий выбор станков СО2 ЧПУ под любую задачу.

Программное обеспечение

Большинство китайских станков работают с одним ПО – Ez.Сad.

В целом, ПО – это то, к чему можно привыкнуть, используя для нужных задач. Но надо понимать, что китайский производитель мало интересуется удобством российского предприятия.

Например, возьмем любую серьёзную российскую компанию, которой нужно создавать чертежи из «Компаса», шрифты или гравировку по ГОСТу и т.п., будьте уверены – у «Ez.Сad.» никогда не появится нужного обновления, адаптированного под российскую конструкторскую документацию, ГОСТы и нормы.

Если же нам нужно сделать обычную гравировку, нанести несколько символов на наградном кубке «Василию Ивановичу за победу в марафоне» шрифтом Times New Roman, то «Ez.Сad», безусловно, справится – и в данном случае смысла нет переплачивать.

Нужно понимать, что современный лазерный станок — это не только система нанесения, но и возможность использовать дополнительные оси, дополнительные столы, линейные перемещения, вращатели и т.д.

Что-то из вышеперечисленного «Ez.Сad.» делает: какие-то картинки можно нанести с использованием вращателя. Но, если вы хотите создавать лимбы и шкалы, и в них важно учесть определенную глубину, рельеф или форму гравировки, будьте уверены – прекрасного качества ждать не стоит.

Как только у гравировки появляется потребность использовать на вращателе размерность (например, ширина линии 117 мкм, а глубина 23 мкм), то делать подобные операции в «Ez.Сad» очень мучительный и практически бесполезный процесс.

Все российские производители делают своё ПО, следовательно:

Размер рабочего поля

Выбирается под те масштабы, которые планируете выполнять. Например, для производства мелких элементов или изделий, может подойти станок с рабочим полем 500х300 мм. Для более масштабных задач (мебель, рекламные щиты) — 1200х900, 1600х1000 или даже 2000х3000 мм.

Система перемещения

Сейчас мы рассмотрим волоконные лазеры с такой системой перемещения, как сканаторная. Почему она? Планшетные волоконные лазеры не нашли своего широкого рынка, поэтому большинство волоконных систем маркировки и гравировки перемещают луч с помощью отклонения зеркал-сканаторов.

На данный момент сканаторный тип — это самый скоростной вариант перемещения луча, но сложность данной системы в том, что в оптике всё искажается, и нужно грамотно настроить оборудование, чтобы перемещение луча в нём было линейным и точным (отклонение в 20 мкм уже считается критичным).

Тут мы приходим к качеству компонентов. Практически все страны умеют производить зеркала и системы перемещения — в отличие от создания волоконных лазеров это не так сложно. Но производство зеркал — очень ответственный элемент лазерного станкостроения, и качество этого элемента очень сильно влияет на работу станка.

На поверхность сканатора наносится покрытие, которое является важным в процессе отражения излучения от зеркала. Если покрытие повредить или зеркало будет неровным, то волновой фронт лазерного излучения искажается, тем самым импульс доходит «размазанным», что влияет на качество воздействия на материал.

У китайских систем зачастую попадаются зеркала разного качества, из-за которых вы можете попасть в ситуацию, где у лазерного станка отходит покрытие, и сканатор перестает выполнять свои функции. Ведь, если у зеркала некачественное напыление, то оно не может эффективно отражать луч, вследствие чего часть излучения начинает поглощаться, что приводит к разрушению отражающей поверхности зеркала, тем самым эксплуатировать по назначению данный элемент в станке невозможно.

Если зеркала с плохим покрытием поставить в систему мощностью более 30 Вт, то они уже не выдерживают, собирают «накопительный эффект» и через несколько месяцев перестают функционировать. И тут трудно доказать, что владелец станка невиновен, производителю проще сослаться на его невнимательность («поцарапали», «неверно использовали», «грязное помещение» – крайним всё равно окажется эксплуататор). Есть и ответственные производители, но тут важно в них разбираться, а это не просто, ведь их сотни.

Технология лазерной резки

Обработка осуществляется сверхтонким лучом высокой энергии. Попадая на поверхность, он испаряет частички вещества, образуя тонкий и ровный режущий шов. При этом сама заготовка не нагревается, так как режущий луч довольно быстро перемещается вдоль линии разреза.

Про другие станки: Купить резцы долбежные GARANT | Hoffmann Group

Установка скорости

Этот параметр подбирается экспериментально, учитывая:

плотность и толщину заготовки,
мощность излучения.

Чем толще лист, тем медленнее происходит процесс. Водостойкие виды материала также замедляют обработку.Чем выше энергия луча, тем быстрее он режет. А значит и скорость нужно выбирать такую, чтобы луч успевал прорезать, но не обугливал.

Фокусировка

Излучение трубки с помощью призмы перенаправляется на линзу, которая фокусирует его на рабочую поверхность.Чтобы процесс шел чисто и быстро, луч должен быть хорошо сфокусирован на поверхности заготовки, быть максимально тонким. Это достигается настройкой фокусного расстояния.Фокусировка также зависит от состояния фокусирующей линзы:

температурного режима,
чистоты поверхности линзы.

Чпу со2 лазерный станок на 40вт своими руками

Сидел я значицо как то раз, пересчитывал свои миллионы с ютуба, под монотонный шум чпу фрезера, потягивал прохладный пивис и вдруг подумал, надо двигаться дальше! Я понял хочу чпу лазер и не простой, а углекислотный такой чтобы прямо ууух.

Полез посмотреть цены на станки на алиэкспрессе, начинаются они в районе 30 тысяч, за это сумму можно взять станок с рабочим полем 300 на 200мм, и это даже не смешно, у моего 3д принтера стол больше, дальше присутсвует забавная тенденция, за каждые дополнительные 10см рабочей области нужно выложить из своего кармана примерно 10 тысяч.

Чтобы было полностью понятно насколько это абсурдно, давайте в кратце расскажу как работает такой станок, у нас есть прямоугольный каркас из алюминивого профиля, на него с двух сторон параллельно друг другу устанавливаются направляющие, на них в свою очередь кладется, ложется, покладается перекладина на которой тоже есть направляющая. где нибудь вот тут на корпусе станка крепится лазерная труба, лучик вылетает из нее, отражается от зеркала которое стоит вот тут, летит на второе зеркало и с него в третье, отражаясь от которого попадает в линзочку, фокусировавыется и жгет материал, достаточно просто, правда? Я тоже так думаю, особенно учитывая что конструкция не требует такой особой жесткости, как допустим фрезер, здесь из стороны в сторону мотыляется небольшое зеркальце и линза а не 20кг кусок стали.

А теперь внимание вопрос, с чего вдруг стоимость станка будет значительно отличаться в зависимости от рабочего поля? А с того что спрос на нормальное рабочее поле значительно больше. Стоимость комплектующих при этом меняется незначительно, алюминевый профиль стоит в районе 300р за метр, направляющие даже с учетом того что вы возьмете рельсы обойдется гдето в 2-3 тысячи за метровую палку, а если собирать на роликах то в принципе никакого удорожания конструкции, все остальные компоненты остаются одинаковые, те же самые зеркала, те же моторы, тот же лазер. Все это подталкивает к мысли, что если есть минимальный навык работы руками то имеет смысл собирать станок самому, а не переплачивать 100500 тысяч.

Что понадобится для сего развлечения? Основная часть барахла взята в Китае и полный список с ссылками можно найти ТУТ , например были куплены направляющие, гайки, моторы, линзы, зеркала, блоки питания, лазер, помпа для охлаждения. Алюминивый профиль имеет смысл покупать по месту проживания т.к. он достаточно тяжелый и пересыл выйдет дорого. А так же походу можно докупить всякую мелочь в ближайшем строительном. се крепежи для моторов, электроники, ремней, линз и прочего я напечатал на 3д принтере пластиком петг, были сомнения что все это сможет нормально работать, и обеспечить удобоваримую точность, но спустя пару месяцев полет нормальный, даже такая штука как сопло через которое проходит лазерный луч и обдув справляется нормально.

Естественно перед тем как все это напечатать необходим сделать 3д модели чем я и занимался длительное время, все узлы пережили кучи переделок, перепечаток в общей сложности я извел где то 2-3кг пластика, файлик для фьюжена будет доступен для поддержавающих меня на BOOSTY Понятное дело вряд ли кто-то будет повторять точную копию моего творения, но как минимум можно посмотреть и так сказать пощупать все детали, может что-то доработать.

Сделать гайд по сборке станка под конкретные задачи каждого невозможно, поэтому я расскажу как собирал свой с описанием плюсов и минусов выбраных решений, я прикинул необходимое мне рабочее поле, остановился на размере 800 на 700мм, в качестве каркаса взял конструкционный алюминивый профиль 20 на 40, его жесткости вполне хватает, но для аппаратов побольше нужно будет выбрать профиль посолиднее, крайне не рекомендую выдумывать что-то свое, безусловно можно сделать каркас из какого нибудь металла с помойки, или из фанеры, но блин профиль стоит 300р за метр. В моем случае потребовалось 2 палки по 840мм, 2 по 700мм и одна 800мм, для соединения профиля используются специальные уголки и гайки которые при закручивании разворачиваются и зажимаются в профиле.

Далее определяемся какой тип направляющих будем использовать, я взял рельсы, это самый дорогой вариант, плюсы — практически не убиваемы, отсутсвуют люфты, максимально плавное движение, минусы соответсвенно цена и большой такой шанс, что китайцы пришлют вам ерунду которая будет работать очень плохо и вы их просто выкините, в списке всех компонентов вы найдете ссылку на направляющие которые брал я, несмотря на низкую цену они очень хорошие и у меня нареканий нету, хотя не исключаю вариант, что мне могло просто повезти. Еще не плохой вариант для такого типа станка это обычные прорезиненные ролики, как часто используют на 3д принтерах, это очень дешево, легко в обслуживании и замене и тем не менее выдает достаточное качество. Как уже говорил 90% механики было напечатано на 3д принтере, заполнение максимальное, рекомендую еще прикупить если нету сопло 0.8мм чтобы печать шла побыстрее. Предвкушая классические комментарии про то что принтер есть не у всех, хочу сказать, что было бы желание, даже при постройке такого станка вполне можно обойтись без принтера и сделать все ручным инструментом, только смысла в этом не вижу, принтеры сейчас очень дешевые, например можете глянуть обзор мой обзор на CR-10, на котором печатались все детали. 3д принтер это отличный инструмент который должен быть у каждого, так же не стоит забывать про различные сервисы которые предоставляют 3д печать на заказ.

Вот тут сзади на раме установлен мотор оси У, для того чтобы одновременно толкать ось с двух сторон я поставил тут обычную 8мм шпильку на подшипники и к ее концам прикрутил шкивы которые тянут ремень и саму ось, на обратной стороне есть крепление под шкив с подшипником. При таком раскладе перекос оси невозможен.

Ось Х вроде не должна вызвать сложности, мотор с одной стороны, шкив с подшипником с другой, посередине лазерная бошка с креплением для ремня.

Все крепления для зеркал сделаны под 20мм и имеют регулировку, между их базой и самим креплением я положил подрезанные пружины от гелевых ручек, для удобства регулировки. Чутка остановимся на бошке, я долго выдумывал как ее правильно сделать и пока остановился на таком варианте, она состоит из 5 частей, самый верх крепиться к подшипнику и имеет внутри сквозное отверстие для прохода лазерного луча, под углом в 45 градусов устанавливается зеркало, снизу на 4х винтах прикручивается вот такая трубка, на нее сожается трубка потолще, здесь есть отверстия для фиксировочных болтов, но на практике трубки плотно притираются друг к други и можно обойтись без болтов. Самая последняя часть это цилиндр сверху в него закладываем уплотнительное кольцо и фокусировочную линзу так же 20мм диаметром, сбоку входит трубка от компрессора, вся эта конструкция крепиться к базе посредством 2х резинок, дно у нее глухое, это сделано специально, чтобы при первом включении лазер сам прожег себе путь наружу и тем самым сформировал минимально отверстие через которое будет выходить воздух компрессора.

Вроде по механике все, переползаем к электронике, сердце этого станка это контроллер который будет слать комманды шаговым двигателям, передвигать оси и включать в нужный момент лазер, я бы рекомендовал купить готовый контроллер у китайцев, не поскупиться, потратить баксов 200 и взять вещяру, с дисплеем, космическими скоростями и слотом под карту памяти.

Но как всегда существует альтернатива из говна и палок, ГРБЛ, на самом деле это прекрасная платформа и работает просто отлично, но с некоторыми оговорками, лазер у нас будет не какой нибудь слабенький диодный, а сраная трубень на 40Вт которой можно палец отчикрыжить, так вот если допустим заниматься гравировкой по дереву или акрилу при настройке режима мы столкнемся с такой штукой, что при попытке увеличить скорость больше примерно 5000мм в минуту лазер быстрее уже не едет, в начале работы мне показалось что и так дохрена! понятное дело после гравировки на 3д принтере с максимальной скорость 400мм. Но сейчас это реальное ограничение, самое большое время занимает гравировка и его можно сократить чутка увеличив мощность и значительно увеличив скорость. Происходит такая подстава из-за того что ардуина нано на которой собран мой контроллер просто не способна обработать больше данных, это ее физический предел. Однако решение вроде бы есть, существуют варианты грбл для плат ардуино мега2560, для ESP32 и для STM32f103, вобщем не буду сейчас грузить вас всем этим, в будующем сделаю отдельное видео по контроллерам, просто на 32х битных системах скорости работы можно поднять раза в 4, что уже сравнимо с промышленными платами, так же есть варианты с дисплеями и с картами памяти.

Про другие станки: Двухшпиндельные сверлильные станки купить в Москве в интернет магазине 👍

В любом случае помимо мозга вам понадобятся драйвера для шаговых двигателей, я использовал TMC2208, я думал, что врублю деление шага на 256 и буду делать 100500 линий на 1мм, но как видите контроллер такое просто не вытягивает и я бы на вашем месте не переплачивал, ставьте классику А4988 и будет все отлично. Моторы у меня простенькие нема17 с валом 5мм. Шаговики я питаю напряжением 24в вот таким вот импульсником, так же он питает водяную помпу. В системе есть отдельный блок питания 12в 400вт, предполагался он для системы охлаждения на модулях пельтье, но у меня ничего с ними не вышло вразумительного, может попозже продолжу эксперименты, на данный момент этот блок питает компрессор, для обдува рабочей поверхности. Так же я оставлю ссылку на похожий компрессор на 220в. Если вы выбрали собирать бомж вариант на грбл, как и я, то тут все максимально просто, гуглим ардуино нано грбл и паяем все по схеме, там буквально десять проводков и гайдов куча, подключение к лазерному блоку питания выглядит вот так. Важно установить заземление на станок, не имеет значения какую плату выберете, это крайне важно иначе будут выползать различные артефакты в виде пропусков шагов, зависаний и прочего.

Далее переползаем к лазеру, тут я выбрал трубу на 40вт, заказывал ее тоже с али, доставкой из России, приехала она за пару дней и все было отлично, так что не бойтесь заказывать, спустя некоторое время, я бы пожалуй взял трубу помощнее, ватт эдок 80, это позволит резать фанеру вплоть до 10мм, а может и толще, с 40вт лазером, адекватно работать с материалами в районе 4мм, далее приходится занижать скорость и завышать мощность что негативно скажется на сроке службы трубки. Но тут как бы все зависит от ваших целей.

Очень важный момент, трубу нужно охлаждать ее рабочая температура в районе 17 градусов, меньше можно — даже мощность будет возрастать, больше нельзя, сильно повышается износ, у меня для охлаждения используется помпа ко китайским заверениям 800л мин, чему я конечно не верю, но факт что ее хватает и она бесшумная. В качестве охлаждающей жидкости рекомендуется использовать дистилированную воду, я использую незамерзайку, вариант так себе, многие критикуют, но в гараже зимой температуры падают далеко за 0 и лазер бы просто разорвало льдом. Зимой у меня с охлаждением все было четко, но вот грядет лето, и придется что-то выдумывать, вариант покупки охлаждения за 30 тысяч я не рассматриваю, на примете есть охлаждение для пива, бушное стоит от 5 тысяч, идеально подойдет и второй вариант переделка кондиционера, тоже как вариант, можно найти тысячи за 2-3. Сниму отдельный видос как я решу эту проблему. Лазер питается высоким напряжением, в несколько десятков тысяч вольт, это следует учитывать, и при работе быть максимально осторожным. Блок питания я советую просто купить у китайцев под свою трубку, они стоят в районе 40 баксов. Так же опционально я взял стрелочный амперметр на 30мА и подключил его в разрыв высоковольтной линии, чтоб видеть что там происходит на трубке.

Далее предстоит сборка, ее я начал с алюминивой рамы, убедился что углы 90 градусов, повесил рельсы, и все печатные детали согласно 3д модели. Ось х у меня крепиться болтами м6 30мм, предварительно в профиле нарезал резьбу. Сделал ящик из фанеры 10мм, не лучший вариант, но все же по дешману, самая ответственная задача расположить на одной оси лазерную трубу и все зеркала, к этому этапу подойдите внимательно так как позже задолбаетесь с настройкой. Так же аккуратно крепим алюминивую раму на напечатаные кранштейны. Сверху я накинул крышку из поликарбоната, он непроницаем для лучаей нашего лазера, так что можно не боясь пялиться на него сквозь крышку. Устанавливаем электронику, протягиваем провода, подключаем. А теперь самый занимательный процесс, в ковычках, отключаем колодку проводом идущим на низковольтную часть высоковольтного блока питания, подаем напряжение на него и на помпу для охлаждения, цепляем кусок малярного скотча на то место где должно быть установлено первое зеркало, и тыкаем на кнопку тест на лазерном блоке питания, теперь двигая трубу добиваемся момента чтобы луч попадал строго по центру, когда это получилось, устанавливаем зеркало на свое место при помощи двустороннего скотча, добиваемся попадения по центру на втором зеркале, но теперь на протяжении всей рабочей плоскости, если это не получается значит нарушена геометрия станка и зеркала не на одной оси, исправляем это и продолжаем. Крепим зеркало, добиваемся попадения по центру в голову, в четырех углах станка и по центру рабочего поля, последнее зеркало стреляет вниз, я ложил снизу обычное зеркалце чтобы было видно скотч и на максимально выдвинутом сопле добивался попадения в центр, звучит как лютый геморой, но по факту я с этим справился за пару часов и больше к зеркалам можно не прикасаться.

Последний элемент оптической системы это линза, они бывают на разное фокусное расстояние от 38.1мм до 101.6мм, если представить как распространяется луч, то ставится понятно их отличие и области применения, линзы с коротким фокусом в основном приминяются для гравировки, а с длинным для реза, т.к. область луча с высокой концентрацией будет больше и соответственно материал можно прожигать глубже. Я для начала рекомендую взять 50.8мм можно нормально и гравировать и резать.

Линзу нужно охлаждать, для этого в сопло подается воздух из компрессора, одновременно он дует на рабочую поверхность и выдувает продукты горения. На компрессор нужно повесить фильтр, иначе частички масла будут осаждаться на линзе и в итоге она придет в негодность. Кстати все действа что я сейчас описал должны в обязательном порядке происходить в защитных очках под 10600нм, именно такая длина волны у данного лазера, весь процесс омрачается тем что лазер невидим человеческим глазом. После юстировки, подключаем обратно высоковольтную плату, настраиваем значения шагов на миллиметр в грбл для каждой оси, выставляем зазор от сопла до поверхности реза и можно запускать программу! Еще хочу пройтись по моментам которые можно улучшить, как я уже говорил это контроллер, я заказал несколько разных плат, проведу тесты и все покажу по этой теме, крепления для линз, я конечно проделал отличную работу, но покупные крепления будут получше, так что если не жалко баксов 50, купите нормальные, станок требует вентиляцию рабочей поверхности, я купил вот такой вентулятор на 20вт ну и как бы, он абсолютно ничего не вытягивает, нужен нормальный ветродуй. Еще момент, нужен нормальный стол из ламелей, подкладывать под всякую херню под детали это конечно здорово, но нет, про стол тоже сделаю видос. Давайте подведем итоги, потрачено 342 бакса на детали с али по старому курсу это 22тысячи, плюс накинем 5к на все что было куплено на месте, лист фанеры, вентилятор, алюминивый профиль, болтики, гаечки и все вот это, итого 27к на сборку станка с полем 700 на 800мм, поглядим что предложит китайская промышленость, допустим вот такая моделька с полем 1000мм на 600мм, да тут труба 100вт, ну давайте баксов 400 вычтем, охладитель cw3000 это воздушный аппарат, т.е. по сути вам продают радиатор с вентилятором и канистру для жижи, это можно сделать самому, действительно охлаждает модель 5000, в любом случае даже если взять 2к баксов это 130к по старому курсу и 160к по новому, против грубо говоря тридцатки у меня. Надеюсь хоть что-то было понятно, и кто-нибудь захочет повторить этот проект.