Лазер для резки фанеры своими руками: особенности технологии и основные элементы конструкции. Как сделать простой газовый резак по металлу Как сделать лазерный резак своими руками

Для изготовления своими руками газового резака понадобятся: капельницы, игла, сосок от камеры, пустая бутылка, медная проволока. Что с этим делать - далее.

Для того чтобы изготовить газовый резак своими руками, достаточно желания, некоторого количества свободного времени и нескольких самых простых составных частей. Российские умельцы давно придумали несколько вариантов конструкций, которые могут быть собраны любым желающим. По своим характеристикам таким изделия, конечно же, уступят изготовленным в заводских условиях. Тем не менее, они окажутся полезными при необходимости выполнить незначительные объемы по резке металла.

Газовые резаки или автогены пользуются популярностью из-за простоты и удобства работы с ними. При некоторой кустарности изготовления, газовый резак, выполненный своими руками, обладает вполне сносной производительностью и мощностью. Самостоятельное изготовление изделия позволяет сэкономить значительное количество средств, и вполне окупиться при необходимости выполнения небольших объемов работ с металлом.

В результате становится понятным, почему российские изобретатели не остались в стороне, не придумав какого-нибудь простейшего способа как сделать резак по металлу.

Необходимые материалы и инструменты

• двумя капельницами достаточно большого размера;
• иглой, при помощи которой накачивают обычные мячи для игры в футбол;
• обыкновенной бутылкой из пластика объемом 1,5-2 л. или, в качестве альтернативного варианта, компрессором для аквариума;
• баллоном, которым заправляют обычные зажигалки, наполненным пропан-бутаном;
• проволокой из меди;
• автомобильным соском для камеры;
• набором инструментов, содержащим паяльник, термо-клей, нож обычный или канцелярский, надфиль, точильный брусок или камень и т.д.

Изготовление

1. Изготавливается подающая газ игла, исполняющая роль наконечника газового резака. На игле, применяющейся чтобы накачивать мячи, на расстоянии около 2 см от конца делается маленький надрез при помощи надфиля.
2. Изготавливается подающая воздух (кислород) игла. Для этого необходимо взять иглу из капельницы, спилить острый наконечник точилом, изогнуть под 45 градусов на том же расстоянии (около 2 см). После этого изогнутая игла вставляется в отверстие, которое заранее было проделано в большой.
3. При необходимости торчащие концы получившейся конструкции из двух игл выравниваются надфилем или точильным камнем.
4. Для герметизации стыка и фиксации соединения игл друг к другу необходимо обмотать его проволокой из меди, заранее приготовленной и зачищенной от окиси. После этого обмотка покрывается флюсом, используемым для пайки, и тщательно, но аккуратно пропаивается оловом.
5. К задним окончаниям игл присоединяются трубочки капельниц. При этом зажимы с них не снимаются, так как они будут использоваться для регулирования размера пламени.
6. Изготавливается емкость для кислорода (или обычного воздуха, находящегося под давлением). Для этого в дне приготовленной бутылки из пластика вырезается отверстие под сосок из автомобильной камеры, который туда и устанавливается с использованием клея и специальной гайки. Такая конструкция позволит накачать в бутылку обыкновенным автонасосом сжатый воздух. В качестве альтернативного и более удобного варианта может быть использован компрессор для аквариума или даже электрический автонасос.
7. В крышке ПВХ бутылки изготавливается отверстие для установки в нем капельницы, которая предварительно разрезается до так называемой «юбки». Место соединения крышки и капельницы также должно быть тщательно загерметизировано с использованием термо-клея.
8. Получившаяся конструкция соединяется при помощи трубки капельницы с отверстием маленькой иглы. Таким образом, часть резака, по которой должен будет проходить сжатый воздух, практически выполнена.
9. Изготавливается вторая магистраль, предназначенная для прохождения газа из баллона, который используется для заправки зажигалок. В пластмассовой крышке баллончика необходимо изготовить отверстие, диаметр которого должен совпадать с трубкой капельницы. Затем трубка вставляется в полученное отверстие. На ее конец устанавливается специальная насадка, которая обычно поставляется вместе с баллоном. Соединение должно быть максимально плотным, герметичным и прочным. После этого трубка с установленной насадкой фиксируется в пластиковой крышке таким образом, чтобы в закрытом положении она оказывала давление на сосок баллона.

Свой собственный газовый резак по металлу готов.

Работа с изготовленным резаком

После выполнение всех перечисленных процедур необходимо открыть ограничительные зажимы, расположенные на трубках капельниц. После этого из каждой из игл должен начать выходить, соответственно, воздух и газ. Для начала работы резаком достаточно поднести огонек зажигалки или спичку к кончику резака.

Появившееся пламя необходимо отрегулировать вращением зажимов до ровного голубого цвета. Резак, режущий металл, готов к использованию. Производительности и мощности вполне хватит, чтобы с легкостью резать листовой металл до 1-2 мм толщиной. При этом температура пламени может доходить до 1,5 тысяч градусов.

Другим часто встречающимся вариантом газового резака, выполненного собственными силами, является водородный автоген, использующий в работе электролизный принцип. Его изготовление несколько сложнее и требует более значительных затрат средств и времени.

Заключение

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.

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.
• . 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.

Как сделать ручной лазерный гравер

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 . С этой же целью можно использовать антистатические браслеты.

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.

Шаг 4: Оптика лазера

Для резки листа металла нужен лазерный луч с плотностью теплового потока 1550 Вт/мм2 .

100 Вт лазер может достичь такой плотности потока при размерах пятна 0,6452 мм2 (280 микрон) . Однако при той оптике, что использовалась в проекте, диаметр пучка составлял от 1,6 до 2,3 мм. В случае 1,6 мм при троекратном увеличении луча получаем диаметр 4,8 мм .

Расчет диаметра = 0.013 * M 2 * (фокусное расстояние/D), где M 2 равен 1, а D диаметр входного пучка.

Если заменить M 2 на 1.5, то получается диаметр 150 мкм. Согласно расчетам, плотность для этого пучка должна составлять 1550 Вт/мм2.

Расстояние от лазера (мм) = Диаметр пучка (мм)

• 0 мм = 1.9 мм;
• 250 мм = 2.9 мм;
• 500 мм = 4.7 мм;
• 750 мм = 6.7 мм;
• 1000 мм = 8.7 мм;
• 1500 мм = 12.9 мм;
• 2000 мм = 17.2 мм.

Таким образом, при расстоянии от лазера в 500 мм без каких-либо расширений диаметр пучка составит (предположим, что M 2 = 1.5) = 0.013 * 1.5 * (38,1/4.7) = 0.158 мм

Шаг 6: Часто задаваемые вопросы

Я хочу сделать режущую систему. Чтобы вы сделали по-другому? Существует ли способы, чтобы сэкономить время при покупке комплектующих?

Большинство механических частей, таких как: ЧПУ стол, охлаждающая система, рама, лазер довольно дешёвые. Процесс покупки не занимает много времени. Возможно самая большая техническая проблема, что стала передо мной – это использование сварочного аппарата, который может быть не у всех.

Оптика в значительной степени была самодельной и я не думаю, что она прослужит долго. Есть некоторые виды оптики, которые специально предназначены для лазера. Это позволит просто взять оптику из коробки, подключить к системе и начать резку.

Электроника. У вас должны быть двигатели, несколько контроллеров, концевые выключатели и аварийный рубильник. Соединить это все в одну интегрируемую систему было большой работой.

Есть примеры на ebay, когда продаются лазерные резаки достаточной мощности для резки металла. Они очень дорогие, требуют вентиляции и охлаждения. Прекрасный вариант для тех, у кого есть деньги.

Короткий ответ на вопрос: если у вас нет лишних $50000, то думаю большинство элементов системы следует сделать самостоятельно.

Смогу ли я резать латунь?

Нет не сможете. Проблема заключается в том, что в меди и латуни тепло распространяется довольно быстро. Из-за этого не получится сосредоточить тепловой поток в определенной точке. Металл не будет испаряться.

Сколько это все будет стоить?

При грубом подсчете… общая стоимость составляла около 15 тис. $. Стоимость лазера составила порядка $6500, стол с ЧПУ – $500, оптика – $2500. Система охлаждения – $500. Было много других непредвиденных расходов, таких как: электронные компоненты, двигатели, контроллеры, проводка для 220 В и вентиляция. На постройку лазера пошло 2 года.

Глядя на все эти станки мне пришла в голову идея переделать свой 3 D принтер в ЧПУ.

Не думаю, что это будет работать. Проблема в состоит в боковой тяге.

Во время работы принтера, положите руку на пути следования печатающей головки. Вы увидите, что даже не большое сопротивление будет препятствовать работе. Теперь подумайте о том, чтобы вместо печатающей головки установить на принтер гравер.

Представьте себе, какие проблемы возникнут при работе режущего инструмента с инерцией. Если тяжелый режущий инструмент движется в одном направлении, то быстро изменить направление движения не получится. При попытках экстренного изменения направления возможно повреждение ремней, шестерёнок или шаговиков. Большинство таких систем страдают тем, что присутствуют неточности в перемещении механизма. У системы есть люфт.

Может ли лазер нанести порез? Он оставляет ожоги?

Нет, не может. Одной из причин, по которым лазер не сможет этого сделать – это использование СО2. Луч не может проникнуть через воду, которая входит в состав кожных покровов. Другой причиной является то, что мощность пучка быстро рассеивается. В качестве эквивалентного примера – стрельба из дробовика по мишеням при расстоянии в километр. Если и получится получить порез, то кровь в ней сразу запечётся.

Шаг 7: Галерея

Различные предметы, что были сделаны с помощью лазера.

Спасибо за терпение! ЧПУшных Вам самоделок !

Все фото из статьи

Трудно ли собрать аппарат для лазерной резки фанеры своими руками? Каких проблем можно ожидать на разных стадиях реализации проекта? Что из оборудования придется покупать? В статье мы постараемся найти ответы на эти вопросы.

Плюсы и минусы лазерной резки

При реализации любого масштабного проекта всегда встает вопрос его целесообразности. Мы попробуем помочь читателю дать на него самостоятельный ответ.

Выгоды

• Прибор для лазерной резки фанеры на практике способен работать не только с ней. В списке обрабатываемых материалов – кожа, ткани, оргстекло, пластики, словом, все материалы, которые имеют невысокую теплопроводность и сравнительно низкую температуру горения;
• Благодаря ЧПУ станок позволит резать с высочайшей точностью , создавая детализованные контуры;
• Резкой его возможности не ограничиваются. Лазерные станки для резки фанеры вполне способны выполнять функции гравера. Варьируя скорость передвижения каретки и мощность луча, они могут создавать сложные изображения с переходами тонов;
• Благодаря фокусировке луча ширина разреза может быть минимальной – от 1/100 мм, что опять-таки положительно влияет на точность изготовления деталей или детализацию наносимого на заготовку изображения.

Проблемы

Разумеется, без них тоже не обойдется:

• Цена закупаемого оборудования будет отнюдь не копеечной. Наиболее популярное решение для недорогих самодельных граверов – извлеченный из пишущего DVD-привода лазерный диод – для резки фанеры не походит категорически ввиду малой мощности. Минимальная мощность лазера для резки фанеры – 20 ватт; при сколь-нибудь значительной толщине материала ее лучше увеличить до 40 – 80;

Справка: углекислотная лазерная трубка такой мощности при заказе непосредственно у китайских производителей обойдется заказчику в 15 – 20 тысяч рублей по текущему курсу. К расходам на лазер добавится стоимость сложной и дорогой системы фокусировки, DSP -контроллера, драйвера шаговых моторов и кареток.

• Жизненный цикл трубки составляет от 3 до 8 тысяч часов , после чего ей требуется замена;
• Лазеру требуется жидкостное охлаждение. В промышленных условиях для этой цели используется охладительная установка, работающая по принципу теплового насоса – чиллер. Минимальная стоимость такого агрегата составляет 35 – 45 тысяч рублей;

Однако: при незначительной продолжительности работы можно обойтись баком емкостью в 80 – 100 литров и водяной помпой, которая будет прокачивать его содержимое через рубашку трубки.

• ЧПУ подразумевает наличие не только особого программного обеспечения , но и эскизов контура изготавливаемого изделия. Чертежи для лазерной резки фанеры найти не так уж легко; самостоятельное же их построение займет весьма продолжительное время;
• Наконец, резка материала осуществляется за счет его быстрого нагрева и испарения. При этом края реза неизбежно обугливаются, а помещение заполняется дымом. Раз так – придется конструировать закрытый корпус с прозрачной крышкой и системой интенсивной принудительной вентиляции.

Конструктивное исполнение

Итак, как устроен самодельный лазер для резки фанеры?

Основа станины – алюминиевая профтруба размером 40х60, скрепленная мебельным уголком и саморезами по металлу. Корпус собран из недорогой ЛДСП – он не испытывает значительных нагрузок в процессе работы.

Обратите внимание: по периметру корпуса пущена 12-вольтовая светодиодная лента. Подсветка позволит визуально контролировать процесс резки.

Непосредственно на трубах станины закреплены направляющие, обеспечивающие движение кареток по поперечной оси.

К кареткам прикручена продольная труба с еще одной направляющей – уже под каретку, обеспечивающую непосредственно движение головки.

А вот и сама лазерная головка для резки фанеры. Фольга использована для герметизации соединения трубки с штуцером.

Лазерный резак ЧПУ своими руками

Теперь, когда каждый может зайти в интернет и приобрести довольно приличный 3D-принтер за 200 долларов, они официально вышли из арсенала «элитного хакера» и являются обычными, правда узкоспециализированными, устройствами. Это в целом хорошо для сообщества 3D-печати, но как насчет тех, кто хочет быть в стороне от технологии? Если вы расскажете, что у вас дома есть 3D-принтер, это уже не вызовет такого изумления, как раньше. Что же делать l33t-хакеру? Делаем лазерный резак своими руками.

Изучите лазерный резак/гравер: он похож на принтер, но его легче изготовить и он обладает большей способностью причинять телесные повреждения! С помощью этого лазерного модуля также можно производить гравировку на нержавеющей стали и резать тонкую древесину.

Несмотря на то, что есть пара хороших вариантов комплектов и сборок под ключ, но, как и в первые дни 3D-принтеров, некоторые из лучших машин по-прежнему собираются на дому.

Чтобы сделать лазерный резак своими руками, в данном случае были разобраны четыре принтера и восстановлены семь высококачественных линейных стержней диаметром 8 мм, что уже само по себе является отличным советом по экономии средств. Добавив несколько дешевых подшипников LM8 UU и распечатанных на 3D-принтере кронштейнов для них, мы собрали 2D платформу с плавным ходом всего за пару сотен рублей. Рама машины собрана из алюминиевой трубы квадратного сечения, которую можно найти в хозяйственном магазине. Никакой дорогостоящей экструзии.

Для самого лазера был применен 6-ваттный лазерный модуль . Он оснащен интегрированным драйвером и охлаждением, поэтому все, что вам нужно сделать, это обеспечить его питанием и стабильными средствами перемещения над заготовкой. Они даже предлагают магнитную док-станцию, которая позволяет снимать лазер с крепления для обслуживания или замены инструмента без каких-либо приспособлений. C помощью этого лазерного модуля можно производить гравировку на нержавеющей стали и резать тонкую древесину.

Главная » Гараж » Лазер для резки фанеры своими руками: особенности технологии и основные элементы конструкции. Как сделать простой газовый резак по металлу Как сделать лазерный резак своими руками