Как превратить ваш 3D принтер в лазерный гравер/резак

Если вы хотите создать нечто большее, чем детали, напечатанные на 3D принтере, или просто расширить набор материалов, с которыми вы работаете, лазерная резка и гравировка - отличный выбор. Он позволяет работать с другими материалами и не требует особого опыта.

Но, пожалуй, самое приятное то, что эту технологию можно без проблем использовать, модернизировав ваш 3D принтер. Система движения 3D принтеров намного превосходит требования для лазерной резки, а лазерные диодные модули могут быть такими же маленькими, как узлы хот-энда.

Преобразование 3D принтера в лазерный резак и гравер - довольно серьезное решение. В этой статье мы поговорим о лазерных технологиях в целом, а затем обсудим основные этапы преобразования вашего 3D принтера.

Что такое лазерная резка и гравировка?

Лазерная резка - это процесс, в котором лазерный луч выборочно удаляет материал по определенной траектории, испаряя его. Гравировка в основе такая же, но вместо удаления материала она маркирует поверхность, изменяя ее внешний вид за счет окисления.

Для изготовления настольных станков в основном используются две лазерные технологии: CO2 и диодная. CO2-лазеры достаточно мощные для резки большинства материалов, в том числе некоторых металлов, и широко используются в промышленности.

Однако станки с CO2-лазером громоздкие и требуют довольно дорогого и хрупкого оборудования, такого как трубки CO2, зеркала и линзы. С другой стороны, диодные лазеры легки и относительно дешевы, поскольку состоят в основном из одного небольшого модуля.

Диодные лазеры намного менее мощные, чем CO2, они больше всего подходят для гравировки и резки тонких листов бальзы и фанеры. Для сравнения: CO2-лазер может выдавать мощность до 400 Вт, а диодные лазеры - только 10 Вт максимум.

Нужно ли вам преобразовать 3D принтер в лазерный гравер?

Преобразование 3D-принтера в установку для лазера CO2 может оказаться довольно сложной задачей, учитывая размеры трубок и сложную систему зеркал. По этой причине гораздо лучше использовать диодные лазеры.

Однако имейте в виду, что с помощью этих лазеров можно резать только некоторые материалы, такие как бумага, картон, бальза и фанера толщиной от 3 до 5 мм. Из-за длины волны лазера он не может резать или гравировать прозрачные материалы, такие как акрил.

Также помните о требованиях безопасности при использовании лазеров. Лазеры класса 4 опасны для глаз, поэтому использование защитных очков обязательно. Кроме того, продукты сгорания, выделяющиеся во время работы лазера, могут быть вредными для нашего здоровья, поэтому требуется ограждение и надлежащая вентиляция.

Примите все это во внимание, прежде чем принимать решение о преобразовании вашего 3D принтера в лазерную машину. Учитывая связанные с этим риски, особенно важно соблюдать меры предосторожности.

Как превратить 3D принтер в лазерный резак/гравер?

Процесс преобразования 3D принтера в лазерный станок различается, но обычно включает одни и те же этапы.

Прежде всего, нам нужно выбрать лазерный модуль, который наилучшим образом соответствует нашим требованиям (например, по функциональности и цене). Затем нам нужно выяснить, как адаптировать его к электронике и физическому интерфейсу 3D принтера.

Лазерный модуль

Мощные твердотельные лазеры - относительно недавняя разработка, но рынок быстро догнал спрос на диодные лазерные модули.

Мощность лазера неизменно составляет от 1 до 10 Вт. Некоторые лазеры с белой этикеткой, которые вы видите в Интернете, указаны как 30 или даже 40 Вт, но это определенно не выходная оптическая мощность.

Мощность будет определять, какие материалы можно гравировать и можно ли резать такие материалы, как дерево (и какой толщины). Производители лазеров обычно предоставляют список материалов, которые можно гравировать и вырезать, поэтому обязательно проверьте его.

Регулируемое фокусное расстояние, которое вы иногда видите как рекламируемую функцию, здесь не очень важно, поскольку ось Z 3D-принтера может поднимать или опускать модуль, чтобы соответствовать фиксированному расстоянию.

Подача воздуха - интересная особенность, поскольку она нагнетает воздух прямо на поверхность, чтобы рассеять частицы, мешающие работе лазера, обеспечивая более чистые разрезы. В некоторых лазерах есть эта встроенная функция.

Совместимость и подключение

Большинство лазерных модулей можно подключить непосредственно к плате управления 3D принтером. Вентилятор с частичным охлаждением на 3D принтере требует регулируемой выходной мощности для управления его скоростью, и именно этот порт может питать и управлять лазером.

Для некоторых лазеров требуется специальный вход питания 12 В. Обычно это осуществляется через отдельную плату драйвера, которая может получать питание либо от блока питания принтера, либо от внешнего источника питания. Эта установка также требует подключения к принтеру через порт вентилятора.

Обратитесь к документации производителя лазера для получения инструкций по правильному подключению.

Установка

Установка и монтаж лазерного модуля, пожалуй, единственное серьезное изменение оборудования во всем процессе преобразования. Хотя некоторые лазеры поставляются с нестандартными кронштейнами, всегда потребуется какая-то адаптация.

К счастью, у вас уже есть 3D принтер, так что все возможно. Возможно, вы сможете найти подходящие проекты на таких сайтах как Thingiverse. В противном случае, возможно, пришло время попробовать какое-нибудь программное обеспечение для 3D моделирования, например Tinkercad или подобное. Модель не обязательно должна быть изысканной, просто стык между отверстиями и винтами, который будет использоваться для удержания хотэнда.

После того, как вы прикрепили лазерный модуль к 3D принтеру, готово! Однако, чтобы начать гравировку или резку, вам может потребоваться новая прошивка.

Следующие шаги

Лазерный резак и гравер - одна из самых крутых машин, которые могут быть у нас дома, поскольку они позволяют нам изготавливать вещи из более широкого спектра материалов, чем экструдированная пластиковая нить. Преобразование 3D принтера в лазерный - недорогой вариант, и, в конце концов, вы всегда можете вернуться к 3D-печати.

Кстати, для пользователей Ender и CR-10 Creality предлагает специальные лазерные комплекты для добавления (не замены) лазерных модулей в эти принтеры.

Обязательно ознакомьтесь с некоторыми пошаговыми руководствами в интернете. Например, пользователь Instructables Госс Адема задокументировал преобразование Anet A8 в лазерный резак и гравер, а на канале TeachingTech на YouTube есть отличные пошаговые инструкции, как это сделать на любом 3D принтере.