Laser für RF1000 läuft

[georg-AW]

Hallo

Was lange währt, wird endlich gut. Heute hat mein Laser Cutter - Gravierer den ersten Schnitt getan. Der Aufwand war schon recht happig.
In der Folge findet ihr Bilder und Links zu Videos ( Lange und kurze Versionen ).
Der erste Schnitt war ein schlichter Karton wo ich mein Logo rein gebrannt habe.
Der Dioden- Laser hat eine Leistung von ca. 3.5 - 3.8 Watt bei einer Wellenlänge von ca. 445 nm ( blau ). Minimaler Brennfleckdurchmesser 0.3mm.
Derzeitiger Fokalabstand 50mm. Die Schneidegeschwindigkeit war falsch eingestellt, zu langsam.
Es ist möglich, Papier, Karton, Holz ( auch Buche ), diverse Kunststoffe bis 5mm Dicke, auch Plexi ( vorab farbig ) bis 5mm, auch Plexi mattiert farblos transparent ( HesaReflo 1.5mm) zu gravieren oder zu schneiden. Völlig klares Plexi geht nicht.
Sehr gut geht Leder bis 1.5mm Dicke, PLA ist super gut zu schneiden, ebenso ABS bis 4mm. Auch geschäumte Kunststoffe zb expandiertes PVC geht gut, stinkt aber heftig ( zudem Salzsäureabspaltung ! ) Ich bin noch am testen anderer Materialien. Bericht folgt.
Allen muss aber klar sein, dass das Schneiden von Metallen mit dieser Laserleistung unmöglich ist. Auch kein Gravieren. Allenfalls können auf Metallen Decklacke entfernt werden. ( Platinenherstellung ! )

Die Lasereinheit ist so eingebaut, dass sie auf dem X-Wagen verbleiben kann. Die max. Breite ( X ) ist beim 3D Drucken oder beim Lasern um ca. 25mm reduziert. Der Lasertreiber ist in einem Anbau aussen am RF1000 untergebracht. Er liefert den eingeprägten Strom welcher beim Schneiden entweder 0 oder max. ist. Beim Gravieren wird der Strom zwischen 0 und 2.5A geregelt ( 8Bit). Es sind die gcode Befehle M107 und M106 S... welche die Leistung des Lasers definieren. Dazu wird das Lüftersignal herangezogen. Ein wenig Elektronik ist dazu im Laserkopf untergebracht.
Leider hat der RF1000 einen sehr tiefen Takt am Lüfter. Es sind lediglich ca. 270ms bzw. 3.8Hz. Das Flackern ist vorab bei niedriger Duty bzw.< 40% etc gut sichtbar. ( hier ist noch etwas Software und Hardwarearbeit zu tun.
Dr Laserkopf enthält nebst der Laserdiode mit Kollimatorlinse ( Nichia Multimode Transversal Diode ) einen zusätzlichen 30x30 mm Lüfter, eine Überwachung der Kühlblechtemperatur und den Umschalter von 3D Druck auf Laserbetrieb. Zusätzlich ist noch eine Focal- Hilfe ( Kreuz LED ) eingebaut. Diese funzt aber noch nicht so gut.
Damit die ganze Sache möglichst sicher ist, sind Ausgänge für Türschalter, Not-Aus etc. vorhanden. Die Treiberschaltung enthält einen Schlüsselschalter und eine Wiederanlaufsperre mit einer Resettaste. Der Laser kann im CW Betrieb oder im TTL Betrieb verwendet werden. Die Laserleistung lässt sich auch hardwaremässig in 5 Schritten einstellen. Ebenso ist eine Feineinstellung möglich.
Gehäusemässig ist alles in Alu oder PLA o. ABS ( gedruckt ) . Die Temperaturen in den Gehäusen sollen nicht über 35°C steigen. Sonst müsste der Laserkopf mit tieferer Leistung gefahren werden.

Ich habe vor, eine detailliertere Bauanleitung zu posten sobald das möglich ist. Der Selbstbau ist möglich, erfordert aber etwas Geschick und eine entsprechende Ausrüstung. Man muss mechanische Arbeiten erledigen und auch zb. löten können.
Vorsicht: Die Kosten sind nicht zu vernachlässigen. ( > 700€ ) Noch können wir keinen Mengenrabatt beanspruchen.

Zur Herstellung des gcodes für den Laserschnitt verwende in die Software Inkscape mit einem speziellen Plugin. Die Graviersoftware ist PicLaser,
beim Gravieren wird im Gegensatz zum Schneiden das ganze Objekt diagonal gelasert wobei die Laserleistung zwischen 0 und 100% gesteuert wird,
8Bit Auflösung ).
Es ist möglich Corel Draw Files in Inkscape zu importieren. Bei dickerren oder schlecht zu schneidenden Materialien, muss man evl. mehrere Male
dieselbe Kontur schneiden ( passes ). Die Höhe eines Passes ( der Z Hub ) ist einstellbar ebenso die Anzahl der Durchgänge ( passses ).

Schlussendlich wird der Laserschnitt mt Hilfe von RepetierHost an die Maschine ausgegeben. Der Schnittanfang lässt sich beliebig händisch legen.
Die genaue Einstellung dr optimalen Focaldistanz ist etwas kniffelig, weil hier auch Unfälle passieren können. In jedem Falle ist eine Laserschutzbrille zu verwenden. Man kann sonst sehr schnell erblinden !!

das wärs für heute

ciao Georg

Videos: Kurzversion: https://share.ols.inode.at/8269RRFIMH2X ... DRXJ1OAG8X
Normalversion zb für VLC: https://share.ols.inode.at/9CVCFDVIAVMR ... 68Z1KFEFYO

[georg-AW]

Hier noch der Link zur Kurzversion. Etwas lief schief.

ciao Georg

https://share.ols.inode.at/8269RRFIMH2X ... DRXJ1OAG8X

[3D]

Bei Udo schneit hier, obwohl ausgerechnet heute soll bis zu +17°C sein!

Völlig klares Plexi geht nicht.

Das geht durchaus, aber mit dem Trick, dass man dieses mit dunkelfarbiger Folie überklebt, so wird das durch die Folie dann graviert.

Vorsicht: Die Kosten sind nicht zu vernachlässigen. ( > 700€ ) Noch können wir keinen Mengenrabatt beanspruchen.

Heißt das, dass man hier mit Ausweis (d.h. keine Abgabe an Minderjährige) eine Sammelbestellung und Anfertigung machen könnte?

VIDEO: Videos haben an sich, dass man zu lange zeigt wie was gebrannt oder gefräst wird, aber zu wenig wirklich das interessanteste, wie die Mechanik in Bewegung aussieht.
O.k., hierzu wurden extra Bilder dazu gefügt. Das ist aber bei YouTube-Videos leider oft der Nachteil dabei, dass man quasi halbe Stunde starrt auf das, wie was (z. B. durch Fräsen) entsteht, aber nicht, wie die Maschine dabei auch noch genau aussieht…

SCHUTZBRILLE: Da die Höhe immer gleich bleibt und von vorne der Laserstrahl (Diode) abgedeckt ist, könnte man vorne am Rand der X-Platte entlang zu der Nähe der Kante des Drucktisches ein orangefarbiges ~2mm Plexiglas (leicht abnehmbar und aufhängbar) montieren, welcher die Reflexion des blauen Lichtes „bricht“.
Professionelle Schutzbrille von gar paar Hundert Euro würden sich erübrigen, zumal man nur Weichmaterialien graviert oder schneidet… =?
Der Hersteller dieser Sachen nimmt auch nur so eine Art „Plexiglas“ (auch wenn das nicht irgendein Plexiglas ist)…
= Meinung dazu?
(Ich habe einige Folien mit spektraler Ausmessung)…

ABSAUGUNG: Was gar nicht erwähnt wurde, ist die Absaugungsmöglichkeit des Rauchs, und wie man das lösen will. Denn mal schnell nur Stück Pappe „durchzubrennen“ ist eine Sache, aber bei Kunststoffen etc., da sollte man im Keller bei geöffneten Fenster mit einer „Vollgesichtsgasmaske“ ( ) dabei sein, oder gar nicht dabei sein, oder wenn, dann eine Absaugvorrichtung haben.

Beste Grüße aus Austria!
3D

[georg-AW]

Hi

Nach dem Hinweis von 3D möchte ich es nicht unterlassen, hier die letzte Version meiner Rauchabsaugung zu zeigen. Nachdem diverse andere Versuche nicht zum gewünschten Erfolg geführt haben ( Nagelbett mit Absaugung unten , Absaugung in Form einer Zeile welche unterhalb der oberen massive Deckplatte im RF1000 montiert war ), bin ich auf die folgende Lösung gekommen. Sie vereint die Rauchabsaugung mit der Werkstückhalterung im gleichen System.
Es handelt sich um eine Box mit Deckel worin 25 Bohrungen mit Durchmesser 7.5mm in einem gewissen Raster gebohrt wurden. Die sonst dichte Kunststoffbox ( PA ) wurde mit einem Stutzen und Flansch versehen. Daran angeschlossen ist ein flexibler Wellschlauch aus Silikon wie er im
Krankenhaus als Atemschlauch eingesetzt wird. Am Ende des Schlauches ist ein Adapter für die Saugvorrichtung, in diesem Falle ein Staubsauger von Miele mit 1700 Watt ( in der EU nicht mehr erhältlich ) , angeschlossen.
Das Werkstück darf die Dimensionen von 140x250mm bzw. 200x200 mm nicht überschreiten. Dadurch bleiben immer mindestens 10 Löcher frei für den Rauchabzug, die anderen Löcher in der Deckplatte saugen das Werkstück an und halten es fest. Glatte Werkstücke kann man nur mit Gewalt abziehen.
Der Rauch wird ausgezeichnet in die Box reingezogen. Der Staubsauger ( Miele Sonata ) besitzt sog. HEPA Filter welche auch kleinste Partikel zurückhalten können. Zusätzlich ist es möglich, die Box mit Aktivkohle ( Granulat in einem Strumpf ) zu füllen, die Aktivkohle bindet viele Rauchgase und unangenehmen Geruch.
Beim Laserbetrieb entstehen teilweise massiv Rauch und Abgase sowie abgespaltene Säuren ( zb Salzsäure bei chlorierten Kunststoffen zb PVC > schlecht für den Drucker da korrosiv )
Es kann gewaltig stinken und gewisse Familienmitglieder haben mir auch schon den Rauswurf aus meinem Haus angedroht. Ich hoffe, damit eine Lösung gefunden zu haben. Bei der Unzahl von möglichen Materialien ist es mir aber noch nicht möglich, definitive Resultate zu zeigen. Es schaut hoffnungsvoll aus. Die Kiste ist derzeit noch etwas gross und mit 530 gr auch relativ schwer. Es wird aber sicher möglich sein, das Gewicht zu reduzieren.

ciao Georg

[3D]

Eine gute Lösung mit dem Staubsauger (Absaugtisch), aber für mich kommt die nicht in Frage, zumal das alles viel zu laut ist und ich in der Mehrparteienwohnung das (still und heimlich ) betreiben möchte.
Momentan habe ich da die Idee von einem „Trichter“ in der Nähe des Auftrittes des Laserstrahls mit solchen zwei Schläuchen zu verbinden, und dazwischen ein leiser Ventilator … Aber das muss noch entsprechend durchdacht werden.

Am Rande möchte ich erwähnen, dass ich mir gerade einen 6W 445nm Laser bestellte, und das aus Deutschland. Alles von Bauweise viel kleiner, und im Vorgang der Bestellung unkomplizierter (da ich Englisch nicht kann) und ohne Zollprobleme, und bald nach Österreich lieferbar. Am Dienstag sollte ich das bekommen.

Stromversorgung müsste dann extern laufen, weil der 2x Anschlüsse braucht mit 5 V und ca. 7,5 V. Die Steuerung über den Lüfter, da kenne ich mich um nur zu probieren nicht so aus…

Beste Grüße aus Österreich!
3D

[georg-AW]

Hi
Nachdem ich nun die Absaugebox ( suction box ) montiert habe, hat sich die Situation der Feinstaub-und Rauchentwicklung massiv verbessert.
Ebenso die Geruchsemissionen. Es ist alles etwas gross geraten und passt deshalb gerade noch so in den RF1000 rein. Die Resultate sind aber vielversprechend. Ich kann nun die Möglichkeiten meines Laser Cutter und Gravierers ausloten.
Schnittmuster bzw. Graviermuster werden folgen.

Im Video Link hier: https://share.ols.inode.at/8X8IAMCN0U9T ... GWEOEOBRCK

kann man übrigens gut sehen, wie der Rauch nach hinten und zur Seite abgezogen wird.
Das Gravieren von 1.6mm Leder ist aber eher ein" Schneiden" geworden, ein einziger Pass hat genügt, das Leder an vielen Stellen schon zu schneiden.
Fast zufrieden bin ich beim Muster der Gravur auf einer Kunststoffverbundfolie von 0.6mm Dicke. Die Gravur ist sehr fein geworden obwohl der Focalabstand erst relativ grob eingestellt ist.
Wenn die Resultate genügen, werde ich die Box überarbeiten um Gewicht und Dimensionen etwas zu reduzieren.

ciao Georg

[georg-AW]

Hi
Wie versprochen auf Weihnachten eine weitere Arbeitsprobe.
Der Laser am RF1000 schneidet Plexiglas 4mm orange, klar. Er braucht dazu allerdings 8 Durchgänge.( passes ) Das dauert seine Zeit.
Das Resultat ist mit einer Ausnahme, wo vermutlich ein Bug im speziellen gcode plugin im Inkscape einen Fehler produziert, gut . ( der Laser fährt
auf die 0-Linie dh untere Kante des definierten Feldes.) Wieso ist noch nicht klar.
Der Absaugtisch funktioniert, der Gestank ist drastisch reduziert. Aber Plexi stinkt auch nicht sehr stark.

schöne Weihnachten

ciao Georg

Video Link: https://share.ols.inode.at/MMYMHG97HCA0 ... DSMCE5SNAA

[georg-AW]

Hi

Hier noch ein Versuch mit meinem Laser. Er graviert eine Verbundfolie. Die Software welche den gCode produziert hat, war PicLaser Vollversion.
Die Auflösung ist 8 Bit. Auf dem Papier, in der Praxis ist das sehr schwierig zu erreichen. Je nach Material gehts mal, mal nicht. Da hilft nur üben.
Das Schneiden ist wesentlich einfacher ( schwarz - weiss )
Im Video ist u.a. auch das Lüftersignal im RepetierHost zu sehen wie es entsprechend schnell ändert und damit den Laser steuert.
Es gilt jetzt Versuche zu fahren welche zeigen ob das Signal synchron den Fahrbefehlen folgt. und welche Verzögerungen auftreten.
Die Gravur wird dann unscharf.

ciao Georg

Video Link: https://share.ols.inode.at/DXYPUZW7UB23 ... 7JL69G65MZ

[JoBo]

Georg,

das sieht schon mal cool aus. Hast du auch ein Stück GCode?

Jörg

[georg-AW]

Hallo Jörg

Hier ein gCode eines Laserversuches.
Die Methoden des Laserschnittes sind völlig anders wie der Lasergravur. Beim Schnitt bleibt die Laserleistung während des Schnittes konstant.
Der Laser wird einfach durch die Befehle M107 bzw. M106 ein-bzw. ausgeschaltet. Beim Gravieren wird durch den Zusatz S... noch die Leistung gesteuert. Das wäre mit einer Auflösung von 8 Bit möglich. Das zu gravierende Material ist allerdings nicht in der Lage eine 8 Bit Abstufung darzustellen. Es braucht viele Versuche bis man mit einem bestimmten Material halbwegs gute Resultate hinkriegt.
Beim Schneiden ist das viel einfacher. Da muss man auch nur die Anzahl der Durchgänge bestimmen damit das Material ganz geschnitten wird.
Ich bin hauptsächlich am Schneiden von Acrylglas interessiert. Ich habe ganze Musterkästen von Röhm Plexi ( plexiglas.net )
Da versuche ich das optimale Material zu finden. Generell kann man sagen, dass dunkle Pleximaterialien meist schneller geschnitten werden wie helle oder transparente. Es gibt aber auch da Ausnahmen. Natürlich ist die Materialdicke bestimmend für die Schnittzeit. Gewisse Materialien gehen gar nicht oder nur mit Tricks.
Bei Papier, Karton, Holz ist es ein Problem wegen des Rauches, das Material gerät schnell in Brand, wegen des Rauchabzuges geht das sehr schnell. Der zieht unheimlich.
Hier muss ich die Laserleistung ziemlich herunterfahren. Die Schnittverfahrgeschwindigkeit kann man nicht beliebig heraufsetzen weil sonst eine grosse
Diskrepanz zwischen dem Start des Lasersignales und dem Fahrbefehl bzw. realem Fahrstart entsteht. Dadurch entstehen Fahnen am jeweiligen Schnittende. Das Problem ist hier der langsame Maschinentakt. Man müsste den Faktor 10 erhöhen können. Derzeit am Lüfter ca. 270ms.
Ich bin aber erst am Anfang der Versuche. Es gbt viel zu lernen.

ciao Georg

Beilage: gCode Beispiel