Электроискровой карандаш своими руками
Часто возникает необходимость сделать надпись или рисунок на металлической панели создаваемого прибора. Существует много способов выполнения надписей или рисунков на металле: химическое травление, механическая гравировка и целый ряд других. Мы расскажем об одном из них — электроискровой гравировке.
Для этого способа потребуется источник переменного тока напряжением 18-20 В, желательно регулируемый, и держатель электрода — электроискровой карандаш.
В качестве источника тока можно применить трансформатор мощностью порядка 200 Вт. Один из выводов вторичной обмотки трансформатора при помощи зажима типа «крокодил» соединяют с заготовкой или деталью, на которую требуется нанести надпись. Другой вывод соединяют с электродом, зажатым в электроискровом карандаше. Соединения выполняют изолированным многожильным проводом сечением не менее 1,5 мм2, обеспечивающим работу с токами более 10 А. Схема соединений приведена на рис. 1.
Рис.1 Схема соединения электроискрового карандаша к сети 220 вольт
Электроискровой карандаш представляет собой простейший зажим для электрода, в качестве основы которого можно использовать обычный цанговый карандаш (рис. 2). Однако, из-за высокой степени нагрева во время гравировки, его пластмассовый корпус требуется заменить другим, изготовленным из термостойкого изоляционного материала, например, из текстолита или эбонита. Провод, идущий от трансформатора, пропускают через отверстие в корпусе и припаивают к цанге.
Рис. 2 Электроискровой карандаш на базе обычного цангового карандаша
Электродом может служить заостренный металлический стержень, диаметром 02-3 мм, желательно из тугоплавкого металла, например, вольфрама. Но можно применять стержни из других материалов, скажем, из менее дефицитного графита. Гравирующий конец стержня представляет собой конус с углом при вершине около 30°.
При включении трансформатора в сеть по приведенной схеме на электроде появляется напряжение. Касание концом электрода металлической поверхности вызывает появление искрового разряда, который, оплавляя поверхность металла, оставляет на ней заметный след.
Опыт показывает, что наиболее качественные надписи получаются при рабочем напряжении для вольфрамового электрода- 8-1 0 В, для графитового- 16-18 В. Перед нанесением надписи поверхность металла необходимо очистить от загрязнений и обезжирить. Надписи и рисунки наносят отдельными точками, касательными движениями.
‘При желании, в электрическую цепь «электроискрового карандаша» можно ввести электромагнитный прерыватель, последовательно включенный в разрываемую им же цепь, а карандаш снабдить соленоидом (в сердечнике которого закрепляют цангу) и пружиной, возвращающей цангу с электродом в исходное состояние после размыкания цепи. Это несколько упростит процесс гравировки, но усложнит конструкцию электрокарандаша.
При эксплуатации описанного устройства необходимо соблюдать меры электробезопасности, особенно при использовании в качестве источника напряжения ЛАТР. Для предохранения глаз надо обязательно применять защитные очки. Не допускайте перегрева трансформатора, делайте перерывы во время работы.
С. ИВАНОВ, г. Курск
Принцип работы
Основные этапы работы ЭМ:
Очистка обрабатываемой поверхности от грязи, жира и оксидной пленки. Это нужно сделать для увеличения проводимости металла и возможности использования сравнительно небольшого рабочего напряжения в пространстве между электродами.
Внимание! Если проводимость металла будет низка (например, из-за загрязнения его поверхности), то потребуется увеличение рабочего напряжения
А это приведет к малой скважности разряда и более грубым следам обработки на металле. Подключение обрабатываемой металлической детали к ЭМ с помощью зажима и кабеля. Подключение обрабатываемой металлической детали к ЭМ с помощью зажима и кабеля
Подключение обрабатываемой металлической детали к ЭМ с помощью зажима и кабеля.
Внимание! Часто в комплект поставки ЭМ входит особая металлическая пластина. На ней удобно размещать деталь и подключать к ней кабель питания
Покрытие поверхности металла однородным слоем минерального масла
Масло, являясь диэлектриком, помогает сконцентрировать выделяемую тепловую энергию и ощутимо снизить прилагаемое усилие для отрыва электрода от поверхности в случае его залипания. Кроме перечисленного масло помогает избежать короткого замыкания
Покрытие поверхности металла однородным слоем минерального масла. Масло, являясь диэлектриком, помогает сконцентрировать выделяемую тепловую энергию и ощутимо снизить прилагаемое усилие для отрыва электрода от поверхности в случае его залипания. Кроме перечисленного масло помогает избежать короткого замыкания.
Внимание! Категорически не рекомендуется использовать вместо минерального масла другие жидкости, например, воду или вовсе электролиты
На приборе выставляются стартовые рабочие характеристики тока: 30 В, 40 мА.
Внимание! Большинство современных ЭМ относится ко второму классу электробезопасности
Необходимо тщательно соблюдать стандартные предосторожности при работе с электрооборудованием. Также нельзя работать в помещениях с повышенной влажностью (более 70%). Также нельзя работать в помещениях с повышенной влажностью (более 70%)
Также нельзя работать в помещениях с повышенной влажностью (более 70%)
Регулируется частота колебаний вибратора (согласно инструкциям производителя).
Производится тестовое касание детали рабочей частью ЭМ. В зависимости от необходимых параметров наносимых лунок меняются настройки прибора.
Внимание! На большинстве современных ЭМ присутствует защитный экран — он предотвращает поражение глаз ярким светом электрической искры. Но надеяться только на него не стоит, как и проявлять излишнюю беспечность
Производится собственно нанесение цифровой, буквенной или иной информации на поверхность
При этом скорость перемещения рабочей части ЭМ по обрабатываемой поверхности должна колебаться от 1.5 до 10 мм в секунду.
Производится собственно нанесение цифровой, буквенной или иной информации на поверхность. При этом скорость перемещения рабочей части ЭМ по обрабатываемой поверхности должна колебаться от 1.5 до 10 мм в секунду.
Внимание! Нормальный износ рабочего электрода не должен превышать 0.2 мм за одну обработку среднего объема. При более интенсивном износе электрода нужно изменить рабочие параметры в сторону их уменьшения.
После завершения работы ЭМ обесточивают и отсоединяют от обрабатывавшейся детали
Ее поверхность очищается от масла.
После завершения работы ЭМ обесточивают и отсоединяют от обрабатывавшейся детали. Ее поверхность очищается от масла.
Цветная гравировка
Для того чтобы рисунок смотрелся более четко и красиво используют карандаш-стеклограф или тушь.
Для того чтобы эффект от использования данных инструментов оставался как можно дольше, поверхность покрывают бесцветным лаком.
Сделать рисунок более четким можно с помощью иглы и масляных красок. Такой набор позволяет процарапать вспомогательные линии узора, которые впоследствии покрываются краской.
Художественная цветная гравировка позволяет сделать изделие цветным. Для этого те элементы, которые прокрашивать не нужно, покрываются прозрачным лаком.
Видео:
Как сделать чернение металлического предмета? Специальное оборудование для этого не используется, но необходимы следующие вещества: сера и поташа (карбонат калия) в пропорции 1:2.
Данный состав необходимо поставить на огонь, для этого его пересыпают в жестяную банку. Смесь необходимо постоянно мешать, а огонь не должен быть большим.
Смесь снимают с огня, когда она становится черного цвета. Перед этим ее нужно будет перетереть в ступе, после огня ее также кладут в ступу и снова перетирают (охлажденную).
Чернение происходит следующим образом:
- В полученную смесь добавляется вода (1:9);
- В раствор кладется предмет из латуни;
- Подогревается до тех пор, пока не изделие не приобретет нужный оттенок.
Сделать фон темным можно перед нанесением рисунка. Лак в таком случае не понадобится.
Коричневый цвет предмета можно сделать своими руками, выдержав его в растворе хлористого цинка и медного купороса с добавлением воды (100г, 100г, 200г соответственно).
Ручная покраска в серо-стальной цвет получается из 1 литра воды, двух грамм обычной соли и двух грамм смеси серы и поташи.
Оранжево-красный цвет получается из раствора сернистого калия: 1 грамм вещества на 250 грамм воды.
По окончании работ лак стирается.
Чернение предмета и известная нам чернь – разные вещи. Техника, которая применяется для создания черни, механическая, своими руками выполнить ее не получится.
Гравировка в домашних условиях. Способы
Выше была представлена общая технология нанесения рисунка на металлическую поверхность.
Гравировка на металле в домашних условиях может выполняться любым острым предметом. Рассмотрим несколько способов.
Нанесение выполняется, используя специальный прибор
Для создания качественного рисунка лучше использовать инструмент, который называется гравер. Можно приобрести целый набор для создания линий различных по толщине (см. фото).
Рисунок на поверхности предмета нужно делать, соблюдая следующую технологию:
- Узор можно сделать на предмете самому, воспользовавшись карандашом или маркером, а можно воспользоваться копировальным листком;
- Следующим шагом будет нанесение рисунка гравером на поверхность предмета. Фрезы нужно двигать в одном направлении при хорошем освещении;
- Получившийся результат закрепляется тонким слоем воска или бесцветным лаком.
Нанесение рисунка, используя подручный набор материалов
Что включает в себя набор:
- лак для ногтей;
- зубочистка (спичка);
- соль;
- зарядное устройство для телефона;
- стакан и жидкость для снятия лака.
Цена такого набора – минимальная, фрезы не понадобятся.
Предмет покрывается толстым слоем лака. С помощью зубочистки (спички) царапается узор. В стакан необходимо положить 2 ст. л. соли, залить водой и размешать.
Зарядка от телефона прикладывается к предмету плюсом, а минусом – ко второму любому металлическому предмету.
Делать так нужно в течение пяти минут (можно чуть меньше – в зависимости от желаемой глубины травления). По окончанию работ необходимо стереть лак.
Данный метод хорош тем, что не используются фрезы, паста или другие инструменты, только то, что под рукой и цена будет невысока. Таким образом, в домашних условиях можно делать именные ложки, вилки, декоративный набор и прочее и все это своими руками.
Гравирование можно сделать бормашиной
Этот инструмент работает по тому же принципу, как и аппарат в кабинете стоматолога.
Цена прибора составляет около 5000 рублей, поэтому машинка приобретается, когда изделия планируется делать не единожды.
Помимо самого аппарата необходимо приобрести набор насадок, средняя цена одной насадки составляет около 50 рублей.
Нужно отметить, что для работы бормашиной по металлу своими руками нужен фрезерный набор, а цена его тоже впечатляет.
Инструмент и станок сначала тестируются для достижения хорошего результата.
Самодельный электроискровой карандаш.
Всем доброго времени суток.
Кто не знал или забыл электроискровой карандаш это электромеханическая система в которой под воздействием… думаю на картинке будет понятнее:
В итоге родился такой агрегат:
(по размерам привязывался к обычному маркеру)
Сабж в разобранном виде:
Финальных чертежей нет, есть предварительные эскизы но т.к. они не соответствуют реальным размерам выкладывать не буду. Далее по фото по порядку.
Колпачок задний:
Выточен из эбонита (материал очень понравился прочности и обрабатываемости), наружный диаметр 17мм как и у всего карандаша.
Неподвижный магнитный сердечник:
Из Ст3 нужен для увеличения концентрации магнитного потока катушки электромагнита.
Каркас катушки с направляющей втулкой сердечника:
Материал эбонит, втулка бронза или латунь, каркас катушки латунная трубка диаметром 8мм (трубку продают в магазинах стройматериалов).
Колпачок передний:
Материал эбонит, втулка бронза или латунь.
Корпус/экран катушки элелектромагнита:
Нержавеющая сталь. Возможно, данный материал не лучшее решение т.к. катушка при работе греется и соответственно и корпус/экран нагреваются, но я сделал так и переделывать, пока не планирую.
Подвижный сердечник:
Выточен из куска направляющей струйного принтера, диаметром 7,5мм магнитится хорошо. Лыски S-4мм нужны для фиксации сердечника от поворота при затяжке гайки фиксации электрода.
Возвратная пружина:
Добыта из отечественного автоматического выключателя АП-50, стоит на выбросе пусковой кнопки.
Параметры пружины:
— диаметр проволоки 0,4мм,
— наружный диаметр 7мм,
Токоподвод:
Медь, проводник кусок медной косички (используется для подвода питания к щеткам электродвигателей и т.п.). Токоподвод крепится к подвижному сердечнику винтом М2,5.
Зажимная гайка:
Материал любой я чисто из эстетических соображений взял латунь.
Электрод:
Кусок L=30мм вольфрамового сварочного электрода диаметром 1,6мм (можно было взять электрод и 1мм).
….
+ навигация по теме:
Съемка сабжа термокамерой
Электрод после ~1 часа наработки
Небольшое видео работы
Последовательность обработки деталей для получения соосности подшипников скольжения
Эскизы на электрокарандаш 1
Эскизы на электрокарандаш 2
Краткая инструкцияИзменено 16 ноября, 2015 пользователем AlexAlcoa
Оборудование для граверных работ лазерами
Для организации бизнеса по лазерной гравировке на изделиях из металла потребуется следующее оборудование: компьютер со всеми принадлежностями и программным обеспечением и лазерный гравер. Учитывая, что самый недорогой лазерный гравер будет стоить не меньше 20 000 рублей, а верхняя граница цены таких устройств уходит и далеко за миллион рублей, то в самом начале бизнеса следует определиться с требуемым качеством предполагаемых работ и с ассортиментом вариантов гравировок.
Ели планируется не особо высококачественный, любительский бизнес, то предпринимателя вполне устроит и дешёвое оборудование для гравировки. А вот для того, чтобы очень быстро в клиентской среде заработать себе известность и хорошую репутацию, тут уже дешёвым гравировальным станком не обойтись.
Вероятнее всего, к граверному станку и компьютеру понадобятся и дополнительные устройства, которые позволят выполнять гравировки не только на плоскости, но и на предметах округлой формы в виде бутылок, термосов, стаканов и чашек. С дорогими граверами, цена которых превышает сто и двести тысяч рублей, такие приспособления идут в комплекте основной поставки, а чтобы выполнять аналогичные работы на дешёвом оборудовании, их придётся покупать отдельно. Обычно стоимость этих приспособлений невелика, но вот подобрать их так, чтобы они удачно совмещались с основным оборудованием, не всегда бывает просто.
Если говорить обо всей области применения граверных станков по металлу, то это, прежде всего продукция рекламного и сувенирного направления, ювелирные украшения и медицинские инструменты. Лазерные комплексы способны обеспечивать очень высокое качество выполнения работ и точность изображений не зависимо от их сложности. Обычно площадь поверхности, покрываемой гравировками, не превышает нескольких квадратных сантиметров
Но у лазерных гравировальных машин есть очень важное преимущество перед фрезерными станками – они при символолазерной гравировке на металле на заказ не оказывают значительное тепловое или механическое воздействие на само изделие заказчика, не подвергают его износу, что характерно для других видов обработки металлов. Для работы лазерным устройством нет надобности использовать красители или другие химические соединения. С помощью лазерного оптоволоконного маркера возможна и цветная гравировка на металле
Это оборудование позволяет получить на металлической поверхности изображения и надписи спектрально-чистых цветов, насыщенные и яркие. Работая совместно с программным комплексом, лазерное устройство даёт возможность без особого труда выполнить цветную маркировку изделий, обладающую высокой износостойкостью и химической устойчивостью
С помощью лазерного оптоволоконного маркера возможна и цветная гравировка на металле. Это оборудование позволяет получить на металлической поверхности изображения и надписи спектрально-чистых цветов, насыщенные и яркие. Работая совместно с программным комплексом, лазерное устройство даёт возможность без особого труда выполнить цветную маркировку изделий, обладающую высокой износостойкостью и химической устойчивостью.
Большинство лазерных граверов используют в своём принципе работы иттербиевые волоконные технологии накачки. Такие излучающие элементы в отличие от фрез для гравировки механическим путём характеризуются большим сроком службы. Именно волоконные лазерные устройства в настоящее время преобладают на рынке высокотехнологичного оборудования для нанесения гравировки на металл. Такие устройства дают возможность свести к минимуму все производственные затраты, получать высокую точность изготавливаемых копий. Устройства с иттербиевыми излучателями позволяют выполнять гравировки лазером на металле, а также на многих других материалах. Эти аппараты просты в эксплуатации, обладают практически неограниченными технологическими характеристиками.
Далее разберёмся, как сделать гравировку на металле своими руками. Для этого обычно не требуется какое-то сложное и дорогое оборудование. Мастера обходятся ручными инструментами или простыми гравировальными машинками.
Как сделать электроискровой карандаш
Для работы данного устройства также понадобится понижающий трансформатор на 10-12 Вольт. Смысл устройства заключается в том, что при прикосновении стальной иглы с металлом возникает искра, которая и оставляет след на поверхности металла.
Чтобы сделать электроискровой карандаш своими руками будут нужны:
- Понижающий трансформатор;
- Медная или латунная трубка;
- Пружина;
- Медная проволока для намотки катушки;
- Стальная игла для изготовления электрода.
Корпусом устройства служит латунная трубка, в которую вставляется сердечник с медной обмоткой. Один из выводов катушки припаивается к электроду, а другой, во избежание повреждения, спаивается с более толстым проводом для его подключения к понижающему трансформатору.
В схеме также присутствует пружина, которая все время отталкивает электрод, когда тот убирается от поверхности металла. Пружина изготавливается из стальной проволоки и устанавливается между электродом и катушкой. Для соединения с выводом катушки следует предусмотреть пластину, которая бы замыкала контакт.
Устройство лазерного гравёра для домашнего пользования и его принцип работы
Основой лазерного принтера является оптическая система. По своей сути это неоднородные линзы, собранные воедино. Их задача – сфокусировать световой поток от лазерного светодиода в мельчайшую точку, усилив его.
Также нельзя умалять и роль трансмиссионной и контрольной систем. Первая включает в себя сервоприводы, синхронизирующие лазер с заданной программой. Вторые, состоящие из датчиков и вычислительных схем, обеспечивают безошибочную работу систем оборудования.
ФОТО: bing.comЛазерный гравёр заводского производства
Механическая часть состоит из основных опорных частей и вспомогательных механизмов, которые составляют устройство самого агрегата. И наконец, охлаждение. Без этой системы кулеров, радиаторов лазер бы моментально перегрелся и сгорел – при работе он очень сильно нагревается.
Фрезерная гравировка металла
Самым быстрым и самым точным методом нанесения гравировок на металл является фрезерная технология. Таким путём можно обрабатывать металлы разной природы и разного состава с целью декорирования их поверхности. Фрезерная и лазерная гравировки не являются конкурирующими технологиями, скорее они дополняют одна другую. В одних случаях больше подходит лазерное оборудование, в других – фрезерное.
Современное фрезерное оборудование уже давно не походит на своих «прародителей» из 18 века. Это станки с программно-числовым управлением, которое в автоматическом режиме руководит движением фрез разного диаметра сверхпрочного состава. Конечно, работа, выполненная фрезой, может уступать лазерному методу по точности, своей филигранности контуров, но вот по производительности и глубине воздействия она превосходит лазерную обработку. Фрезерные методы потребляют значительно меньше энергии, но они не позволяют выполнять сверхтонкие перегородки между соседними штрихами.
Для нанесения изображений в форматах 3D гравировки массово применяется фрезерное оборудование. К таким изделиям относятся в первую очередь:
- изделия ювелирного класса в виде различных колец, медальонов, запонок и браслетов;
- ремни и кошельки из кожи, сумки и портмоне;
- приборы столового и кухонного назначения;
- изделия оружейной принадлежности, как холодное оружие, так и горячее;
- элементы памятников культуры и истории из камня натуральных и искусственных составов;
- управляющие элементы компьютерных устройств;
- сувенирные изделия из обычных материалов и драгоценных, полудрагоценных камней.
Общая технология
Техника выполнения бывает ручная и механическая (используется различное оборудование).
Также она подразделяется на штриховую и обронную:
- Техника штриховой гравировки выполняется нанесением контурных линий и штрихов на предмет. Резьба по металлу не глубокая, затрагивает только поверхность предмета;
- Обронная, иначе ее называют трехмерной, механическая глубокая техника позволяет добиться объемного рисунка. См. фото.
Резцовая гравировка выполняется специальным инструментом – штихелем.
Если задаться вопросом, как сделать ее самому и где приобрести эти инструменты, то ответ прост: данный инструмент продается в тех же магазинах, где можно найти различные художественные принадлежности.
Тончайшие линии делаются мессер-штихелем. Если понадобится сделать параллельные линии, то делаются они реп-штихелем.
Фото:
Для выполнения качественных работ данный инструмент необходимо заточить, для этого используют мелкозернистый брусок, который предварительно смачивают водой, можно маслом.
Доводят штихель «до готовности» изделием из кожи (можно взять старый ремень), покрытым окисью хрома.
Ручная обработка мелких предметов в домашних условиях предполагает наличие специальной подушки, ее легко можно сделать своими руками: берутся два куска материи одинаковых размеров (круглые или квадратные), сшиваются между собой по краю, отступив от него немного, но необходимо оставить небольшой промежуток для того, чтобы можно было засыпать внутрь песок.
Инструмент для гравирования в виде подушки готов.
Как правильно держать инструмент в руке?
Делать это нужно так, словно вы держите обычную шариковую ручку: указательный палец должен находиться сверху клинка (так называется металлическая часть резца), а большой – придерживает его сбоку.
Работы необходимо выполнять от себя.
В случае, когда нужно изменить направление рисунка, разворачивают подушку с предметом, на котором выполняется нанесение элемента, но не меняют направление движения руки.
Что еще полезно знать о резцах?
Для выполнения гравировки своими руками в домашних условиях сначала желательно потренироваться, чтобы резьба в итоге получилась красивой.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Оборудование для литья алюминия в домашних условиях
Лучше приобрести набор инструментов: квадратным сечением резцов лучше наносить закругленные линии, круглым сечением лучше делать прямые линии.
Шабер можно сделать самому. Для этого потребуется напильник, с граней которого нужно сточить насечку.
Перед нанесением поверхность необходимо зачистить мелкой наждачкой и отполировать. Для полировки используется специальная полировочная паста.
Паста легко заменяется окисью хрома (масляная краска). Поверхность предмета необходимо тщательно и энергично растереть. Паста растирается кожаным толстым кусочком.
Далее: Опасный электрический карандаш на 220 вольт
Данное устройство на 220 вольт отличается от предыдущей модификации своей опасностью. Его применение не только опасно, но и не оправдано, так как вполне эффективны электроискровые карандаши с тем же принципом действия, но с понижающим трансформатором с выходным напряжением на 12-20 вольт.
Для наглядности приведем здесь видео с данным устройством
Обратите внимание, что даже сам автор едва не касается незащищенной рукой металлических частей предмета, к которому подведен ток с опасным напряжением 220 вольт. Если делать свою конструкцию такого электроискрового карандаша, то следует обязательно включить в цепь понижающий трансформатор и довести его до напряжения 12-20 вольт. Скачайте разработку такого устройства с трансформатором из №11 журнала Радио, 1971 год
Скачайте разработку такого устройства с трансформатором из №11 журнала Радио, 1971 год.
Как известно, стержень карандаша состоит из графита. Графит, пропускает ток. Это свойство можно применить для для рисования на любых токопроводящих поверхностях под электрическим током. Рисунок получается очень качественный и его невозможно удалить простыми способами.
Для эксперимента потребуется простой карандаш, два кусочка провода, на конце которого находится крокодильчик, кусок провода с вилкой, простая лампочка с патроном, резиновые перчатки, любая поверхность из металла, на которую будет выполнен рисунок.
В заключение для полной картины приведем промышленный образец электроискрового инструмента для гравировки
Источник
