Изработване на лазерни гравюри със собствените си ръце

Устройството и принципът на работа

Основният елемент на гравьора е полупроводниковият лазер. Той излъчва фокусиран и много ярък лъч светлина, който изгаря обработвания материал. Чрез регулиране на радиационната мощност можете да промените дълбочината и скоростта на изгаряне.

Лазерният диод се основава на полупроводников кристал, чийто връх и дъно са Р и N региони. Към тях са свързани електроди, през които се подава ток. Между тези зони е кръстовище P-N.

В сравнение с конвенционалния лазерен диод изглежда гигантски: кристалът може да се гледа с безпомощен външен вид.

Стойностите могат да бъдат дешифрирани както следва:

1. P (положителна) област.
2. P - N преход.
3. N (отрицателна) област.

Краищата на кристала се полират до идеалното състояние, така че той работи като оптичен резонатор. Електроните, които текат от позитивно заредения регион до отрицателния, възбуждат прехода на фотоните в P-N. Отразявайки се от стените на кристала, всеки фотон генерира две подобни, които от своя страна също се разделят и т.н. ad infinitum. Верижната реакция, настъпваща в полупроводников лазерен кристал, се нарича процес на изпомпване. Колкото повече енергия се подава към кристала, толкова повече се изпомпва в лазерния лъч. На теория тя може да бъде изпълнена с безкрайност, но на практика всичко е различно.

По време на работа, диодът се нагрява и трябва да се охлади. Ако захранването на кристала непрекъснато се увеличава, рано или късно ще дойде време, когато охладителната система престане да се справя с отстраняването на топлината и диодът ще изгори.

Силата на лазерните диоди обикновено не надвишава 50 вата. Ако тази стойност бъде превишена, става трудно да се направи ефективна охладителна система, така че мощните диоди са изключително скъпи в производството.

Има полупроводникови лазери за 10 или повече киловата, но всички са композитни. Техният оптичен резонатор се изпомпва с диоди с ниска мощност, броят на които може да достигне няколкостотин.

При гравьорите не се използват съставни лазери, тъй като тяхната мощност е твърде висока.

Създаване на лазерни гравюри

За проста работа, като например модели на изгаряне на дървото, не се нуждаете от сложни и скъпи устройства. Достатъчно е да имате самостоятелно изработен лазер, който работи на батерията.

Преди да направите гравьор, е необходимо да се подготвят следните части за нейното сглобяване:

1. Лазерен диод от DVD-RW устройство.
2. Фокусиране на обектива.
3. Алуминиев U-образен профил или тръба от цветни метали с вътрешен диаметър 15-20 mm.
4. Електролитичният кондензатор е 50 V, 2200 μF.
5. Резистор 5 Ohm.
6. Кондензаторът на филма е 100 nF.
7. Бутон за часовник.
8. Превключвателят.
9. Термично проводимо лепило.
10. Типът батерия е 18650 и държач за него.
11. Кутия от под гъбата за обувки.
12. Скоч, включително двустранно.
13. Залепете термо пистолета с консумативи.
14. Контролер за зареждане.
15. Съединител 2.1 х 5.5 мм.

Извадете главата за писане от DVD устройството.

Внимателно издърпайте насочени обектива и разглобявате тялото на главата толкова дълго време, докато не видите 2 лазер скрити в teploraspredelyayuschie черва.

Един от тях е инфрачервен, за да прочетете информация от диска. Втората, червена, е писател. За да ги различите, приложете напрежение от 3 волта към техните клеми.

Конекторите констатации:

Преди да тествате, не забравяйте да носите тъмни очила. Не проверявайте лазера, когато гледате прозореца на диода. Трябва само да видите отражението на лъча.

Необходимо е да изберете лазер, който е осветен. Останалите могат да бъдат отхвърлени, ако не знаете къде да го приложите. За да се предпази от статични, спойка всички заключения на диода заедно и го отстрани. Прегледайте секция от 15 см от профила. Пробийте дупка в него под бутона на часовника. Направете в кутията изрезите на профила, гнездото за зареждане и превключвателя.

Схемата на лазерния гравьор от DVD с неговите ръце изглежда така:

Zaludite контактни зони на борда за управление на заряда и стопанството:

Използвайки проводниците към контактите B + и B-контролера, зареждайте отделението за батериите. Контакти + и - отидете на гнездото, останалите 2 - на лазерния диод. Първо, чрез шарнирно монтиране, свържете лазерната електрическа верига и я изолирайте с лепяща лента.

Уверете се, че терминалите на радио компонентите не се затварят заедно. Свържете към захранващата схема лазерен диод и бутон. Поставете сглобеното устройство в профила и лепете лазера с топлопроводимо лепило. Оставете останалите части към двустранната лента. Задайте бутона часовник на мястото му.

Поставете профила в кутията, свалете проводниците и я фиксирайте с лепило за топене. Закачете превключвателя и го поставете. Направете същата процедура със слота за зареждане. С терморелето лепете отделението за батериите и контролера за зареждане на място. Поставете батерията в държача и затворете кутията с капака.

Преди да започнете да използвате, трябва да настроите лазера. За да направите това, на 10 сантиметра от него, поставете лист хартия, която ще бъде целта на лазерния лъч. Поставете фокусиращата леща пред диода. Като го издърпате и приближите, постигнете изгарянето на целта. Залепете лещата до профила на мястото, където е постигнат най-големият ефект.

Сглобеният гравьор е идеален за малки работи и развлекателни цели, като изстрелвания на мачове и изгаряне на балони.

Не забравяйте, че гравьорът не е играчка, не можете да я дадете на децата. Лазерният лъч при контакт с очите причинява необратими ефекти, така че устройството да не се допуска до деца.

Производство на CNC устройства

С голямо количество работа конвенционалният гравьор не може да се справи с товара. Ако ще го използвате често и много, ще ви е необходимо устройство с цифров контрол.

Сглобяване на вътрешността

Дори у дома, можете да направите лазер. За тази цел трябва да се свалят стъпкови двигатели и водачи от принтера. Те ще карат лазера.

Пълният списък с необходимите подробности е както следва:

• Лазерен диод от устройството за писане.
• Радиатор за диод.
• 3 стъпков мотор.
• 6 кръгови водачи.
• Поставки за водачи.
• 3 двойни или 6 единични колички.
• Захранване 5 V, 4 A.
• Arduino ООН.
• 2 драйвери на стъпкови двигатели.
• 2 превключвателя.
• Лист от метал 50 x 50 см и дебелина 2 мм (за основата).
• Голям лист шперплат.
• Ъгли за закрепване на шперплат.
• Самонарезни винтове.
• 2 мебелни контури.
• Проводници с напречно сечение от 0,5 mm².
• Подвижен кабелен тръбопровод.
• Пластмасови кабелни връзки.
• Транзистор IRFZ44.
• 2 притискащи ролки.
• 5 предавки.
• Метален прът (ос за зъбни колела и ролки).
• 4 лагера.
• Зъбен ремък.
• Конверторът DC-DC е 2 A.
• Четири крайни превключвателя.
• Бутон за часовник.
• Джак 2.1 х 5.5 мм.
• 4 гумени или силиконови крака.
• Термично проводимо лепило.
• Епоксидна смола с втвърдител.

Диаграма на свързване за всички компоненти:

Изглед отгоре:

Обяснение на символите:

1. Полупроводников лазер с радиатор.
2. Каретата.
3. Направляващите на оста X.
4. Захващащи ролки.
5. Стъпков двигател.
6. Двигателна предавка.
7. Зъбен ремък.
8. Скрепителни елементи за водачи.
9. Gears.
10. Стъпкови двигатели.
11. Основа от ламарина.
12. Направляващи релси на оста Y.
13. Колички на оста Х.
14. Зъбчати ремъци.
15. Подпори на крепежни елементи.
16. Лимитирани превключватели.

Измерете дължината на водачите и ги разделете на две групи. В първия ще има 4 къси, а вторият - 2 дълги. Водещите релси от една и съща група трябва да имат еднаква дължина.

Добавете към дължината на всяка група релси от 10 сантиметра и нарязани на размера на основата. От остатъците, огънете U-образните опори на анкерните закрепвания и ги залейте към основата. Маркирайте и пробийте дупките за болтовете.

Пробийте дупка в радиатора и лепете лазера там с помощта на топлопроводимо лепило. Свържете кабелите и транзистора към него. Болтовете закрепват радиатора към шейната.

Инсталирайте двете монтажни опори за водачите и ги фиксирайте с винтове. Поставете монтажните шини Y ос в свободните си краища плъзнете превоз ос X. Те Промушете останалите релси са инсталирани на лазерната глава. Износването на ръководството за Y ос и завийте ги закрепване на опорите.

Пробийте отвори в местата за закрепване на електродвигателите и зъбните оси. Монтирайте стъпковите двигатели на местата им и поставете зъбните предавки върху техните валове. Поставете осите, предварително отрязани от металния вал, в отворите и ги фиксирайте с епоксидно лепило. След като се втвърди, поставете върху пиньона и захващащите ролки с лагерите, поставени в тях.

Монтирайте коланите, както е показано на диаграмата. Преди да ги фиксирате, затегнете ги. Проверете подвижността на оста X и лазерната глава. Те трябва да се движат с малко усилие, като въртят през ремъка всички ролки и зъбни колела.

Свържете проводниците към лазера, двигателите и кабелните краища и ги затегнете с съединители. Получените снопове се поставят в подвижните кабелни канали и се закрепват към вагоните.

Води кабелите.

Извършване на делото

Пробийте дупки в ъглите на основата. Издърпайте от краищата си 2 сантиметра и изчертайте правоъгълник.

Неговата ширина и дължина повтаря размерите на бъдещия корпус. Височината на корпуса трябва да бъде такава, че вътрешните механизми да са поставени в него.

Обяснение на символите:

1. Loop.
2. Бутон за часовник (старт / стоп).
3. Превключвател за захранване Arduino.
4. Лазерен ключ.
5. Гнездо 2.1 х 5.5 mm за подаване на 5 V захранване.
6. Защитна кутия DC-DC инвертор.
7. Проводници.
8. Защитна кутия Arduino.
9. Поставки за тялото.
10. Ъгли.
11. Основата.
12. Крака от нехлъзгащ се материал.
13. Покрийте.

Изрежете всички детайли на кутията от шперплат и ги закрепете с ъгли. Използвайки пантите, прикрепете капака към тялото и го завийте към основата. В предната стена изрежете дупката и прекарайте проводниците през нея.

Съберете защитните капаци от шперплата и изрежете дупките за бутона, ключове и контакти. Инсталирайте Arduino в корпуса, така че USB конекторът да е в съответствие с отвора, предназначен за него. Задайте DC-DC преобразувателя на 3 V при ток от 2 ампера. Прикрепете го към корпуса.

Поставете бутона, контакта, превключвателите и електрическата верига на гравьора на място. След като запопите всички кабели, поставете капачките върху тялото и ги завийте с винтове. За да работи гравьорът, трябва да попълните фърмуера в Arduino.

След фърмуера включете гравитатора и натиснете бутона "Старт". Оставете лазера на разстояние. Натискането на бутона ще стартира процеса на калибриране, през който микроконтролерът ще измери и запомни дължината на всички оси и ще определи позицията на лазерната глава. След завършването си гравиторът ще бъде напълно готов за работа.

Преди да започнете да работите с гравьора, трябва да преведете изображенията във формат, подходящ за ардуино. Можете да направите това с Inkscape Laserengraver. Преместете избраното изображение върху него и кликнете върху Преобразуване. Полученият файл се изпраща по кабел на Arduino и стартира процеса на печат, като включи лазера.

Такъв гравьор може да се справя само с предмети, състоящи се от органични вещества: дърво, пластмаса, тъкани, покрития за бои и лакове и други. Не могат да бъдат гравирани метали, стъкло и керамика.

Никога не включвайте гравьор с отворен капак. Лазерният лъч, който се вкарва в очите, се концентрира върху ретината, като я повреди. Рефлексовото затваряне на клепачите няма да ви спести - лазерът ще има време да изгори пластира на ретината, преди да се затвори. В този случай не можете да почувствате нищо, но с течение на времето ретината ще започне да се ексфолира, което може да доведе до пълна или частична загуба на зрение.

Ако сте хванали лазерен "зайче", възможно най-скоро се свържете с офталмолог - това ще ви помогне да избегнете сериозни проблеми в бъдеще.