Как сделать лазерный гравер по дереву своими руками – самодельный гравировальный резак (ЧПУ) на Ардуино

На уроке инженерии в старшей школе нам была предоставлена возможность сделать независимый мастер-проект. Я широко использовал классный лазерный гравер ЧПУ, и я подумал, что будет круто сделать мой собственный, так как он объединит несколько различных дисциплин, включая электротехнику и машиностроение. Конечно, я также был мотивирован желанием иметь свой собственный лазерный резак.

После четырех месяцев работы я очень доволен результатами! Всего 2 Вт, он не очень мощный, но он может гравировать на дереве и пластике и может резать бальзовое дерево. Это уже пригодилось для вырезания шаблонов для использования в других проектах. Наконец, я нашел способ как сделать гравер своими руками. Надеюсь, это поможет и / или вдохновит некоторых из вас сделать самодельный лазерный гравер на Ардуино!

Вот ссылка на полный перечень материалов, а также все используемые файлы STL, аннотированные изображения, показывающие детали, и принципиальные схемы.

Также я добавил PDF-файл с инструкцией для Inkscape и Universal Gcode Sender, чтобы создавать и отправлять рисунки в гравер.

Файлы

Шаг 1: Макет дизайна в Inventor

Я начал с того, что создал базовую рамку в Autodesk Inventor. Дизайн изменялся и совершенствовался на протяжении всего процесса сборки, но каркас остался в основном таким же.


Шаг 2: 3D-печать и сборка оси Y

Первый элемент для печати служит трем целям:

  1. Удержание шагового двигателя по оси Y
  2. Поддержка стальных стержней оси Y
  3. Скольжение вдоль одного из стержней оси X

После печати вставляются два маленьких бронзовых подшипника. Эти подшипники пропитаны маслом для уменьшения трения. Я обнаружил, что они являются дешевой и эффективной альтернативой более дорогим подшипникам линейного перемещения, предназначенным для 3D-принтеров и тому подобного.

Стальные стержни — простые буровые штанги 8мм из нержавеющей стали, которые прекрасно работают. Я разрезал одну 90-сантиметровую штангу пополам ножовкой, чтобы сделать две 45-сантиметровых детали.

Файлы

Шаг 3: Доделываем ось Y

Лазер, который я использовал, представлял собой диод M140 мощностью 2 Вт. Он поставляется с металлическим корпусом и проводами, но для безопасной работы без перегрева требуется радиатор. Я сделал простой радиатор из блока алюминия и нескольких ребер охлаждения от старого контроллера робота. Я просверлил отверстие 12 мм в блоке 25 х 25 мм для лазера, а также добавил стяжной винт с одной стороны. Затем я прикрутил его к другой части, напечатанной на 3D-принтере, которая скользила бы вдоль оси Y и зажимала ремень ГРМ.

Готовый узел радиатора был надвинут на стержни оси Y из шага 2. Затем другой конец был снабжен напечатанной на 3D-принтере деталью для удерживания натяжного шкива и скольжения вдоль другого стержня оси Х. Шаговый двигатель по оси Y был привинчен на место, и шкивы и зубчатые ремни были прикреплены.

Файлы

Шаг 4: Построение рамы и оси X

Я построил каркас из дерева (подробности в перечне из начала статьи). Самым сложным было убедиться, что два стержня оси X выровнены и идеально параллельны. Вместо того, чтобы использовать два двигателя для привода оси X или использовать сложную систему шкивов и ремней для одновременного привода обеих сторон, я выбрал двигатель оси X и приводной ремень в центре крана оси Y. Это выглядит немного некрасиво, но все просто и работает.

Сначала поперечная балка, соединяющая ремень с любым концом крана Y-оси, была слегка приклеена суперклеем. Однако это оказалось проблематичным, поэтому, как вы увидите на последующих этапах, в конечном итоге его заменили на более прочный L-образный кронштейн из 3D-печати.

Файлы

Шаг 5: Тестирование и установка электроники

На первом рисунке показан использованный мной лазерный диод M140, хотя теперь у него еще более мощные модули. Мне потребовался объектив для фокусировки и регулируемый источник питания, поэтому я купил драйвер и объектив G-2. Они были установлены на радиатор с термопастой. Обратите внимание, что крайне важно использовать красные лазерные защитные очки при работе с этими лазерами!

Я временно подключил всю электронику вне рамки для проверки (схема прилагается). Я также использовал компьютерный кулер для вентиляции. Машина управляется Arduino Uno с запущенным grbl, и я использую Universal Gcode Sender для потоковой передачи команд gcode. Чтобы фактически превратить векторные изображения в gcode, я использую Inkscape с плагином gcodetools. Я использовал направляющий штифт шпинделя для включения и выключения лазера, поскольку это было легко сделать с помощью gcodetools.

Третье изображение показывает успешную первую гравюру. На данный момент лазерный гравер технически готов, но чтобы он выглядел немного лучше и был намного безопаснее, далее мы построим корпус вокруг всего этого.

Файлы

Шаг 6: Сборка корпуса

Я построил стороны из материала для рисовальных досок и прикрутил их. Для задней стенки мне пришлось вырезать прямоугольное отверстие, так как шаговый двигатель торчал слишком далеко. Я также вырезал отверстия для вентиляции, для шнура питания и USB-порта, а также для компьютерного кулера. Углы лицевой и верхней части были закрыты той же доской, а центр оставлен открытым для прозрачной акриловой крышки. Наконец, поверх электроники была добавлена плоская деревянная платформа 3 мм, служащая основой для гравировки.

На пятой картинке я гну оранжевый акрил, который станет крышкой. Она оранжевая, чтобы заблокировать синий свет лазера, даже отраженные лучи могут серьезно повредить ваше зрение! Я закрепил её шарниром после сокращения длины, и вуаля! Готовый лазерный гравер. Гравировальный станок своими руками почти похож на то, что вы можете купить в магазине.

Шаг 7: Тесты

Вот лишь несколько примеров того, что я выгравировал с помощью этого лазерного гравера. Мона Лиза получилась не очень хорошо, но более простые черно-белые рисунки, такие как дракон, выглядят довольно симпатично. Он может также вырезать тонкую древесину бальзы, как Вы можете видеть на третьем рисунке. Спасибо за прочтение!

Игорь Самоделов
Игорь Самоделов

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *