Лазерный станок + фанера + макет = готовое изделие.
Если вы хотите заняться резкой фанеры и других материалов на лазерном станке, то без правильно подготовленного макета не обойтись.
Векторные макеты простых фигур с псевдо-гравировкой.*
Для качественной и правильной резки заготовок на лазерном станке, векторная графика должна быть оптимизирована, это значит, что у векторов нет наложения линий двух фигур, проходящих по одной траектории, и нет пересекающихся и накладывающихся друг на друга фигур.* псевдо-гравировка – это прочерчивание (в режиме резки) рисунка по контуру на малой мощности лазерного излучателя. Возьмем для примера векторный макет Деда мороза (Санта Клауса).
Фото1. Так выглядит векторный макет с градиентной заливкой фигур.
Уберем заливку фигур и включим контуры (абрисы). Картинка станет совсем другой, глядя на неё отчетливо видно множество пересекающихся и накладывающихся объектов.
Фото 2. Так выглядит макет без заливки, с контурами (абрисами) фигур.
Как вы понимаете, данный макет абсолютно не пригоден для лазерной обработки (резки, гравировки). Оптимизация заключается в удалении лишних узлов и векторов, в вычитании одних фигур из других и последующем удалении накладывающихся линий.
Для примера возьмем три объекта (три фигуры), бороду, туловище и оторочку шубы. Вычитаем центральную часть туловища из большей части, из получившейся фигуры вычитаем бороду и оторочку шубы.
Фото 3. Вычитание фигур.
Фото 4. Накладывающиеся друг на друга векторы.
Очень хорошо видно, как дуга верхней части рукава накладывается на участок бороды, расположенной параллельно проекции этой дуги, в этом месте луч лазера пройдет дважды, очерчивая бороду и очерчивая рукав.
Фото 5. Удаление накладывающихся векторов.
Разрываем узлы и удаляем дуги верхней части рукавов. Теперь лазерный луч пройдет здесь только один раз, очерчивая бороду. По такому же принципу оптимизируем все вектора данного макета, в результате получим вектор показанный ниже.
Фото 6. Оптимизированный для лазерной резки векторный макет.
Так выглядит макет, оптимизированный для лазерной резки и псевдо-гравировки. Красный и черный цвет – это резка насквозь, зеленый цвет – прочерчивание (псевдо-гравировка). На картинке справа, для наглядности, разными цветами контуров обозначены линии, из которых состоит Дед Мороз.
Фото 7. Разобранный оптимизированный векторный макет.
Если разобрать макет на отдельные фигуры, видим, что он состоит как из отдельных линий, так и из отдельных целых объектов, но они нигде не накладываются и не пересекаются, это значит, что лазерный луч не будет проходить по одному и тому же месту дважды, а так же программа управления лазерным станком корректно обработает вектор и не будет потерянных линий на готовом изделии.
Фото 8. Заготовка из фанеры.
Заготовка для раскрашивания или другой техники декорирования, вырезанная из фанеры по данному макету. Скачав оптимизированные для лазерной резки и гравировки макеты, вы можете сразу приступить к резке, не тратя время на самостоятельную подготовку или принести их в электронном виде в любую фирму имеющую лазерный станок и получить готовую заготовку из фанеры.
Лазерные вырубки из тонкой фанеры
| Лазерные вырубки из тонкой фанеры — это не только основа для новогодних подвесок, а также прекрасны материал для создания поздравительных открыток или фотоальбомов в технике скрапбукинга. |
Из фанеры вырезать круг это стол, из сучков березы — стулья, дрова.
Вырубки это площади, на которых вырублен древостой, а молодняк не сомкнулся. И латы у на нас из берёзовой фанеры выклеены на водостокий клей это тоже не за один год работы создано умельцами, хотя, признаюсь, многие модели весьма несовершенны.
Купить скрапбукинг машинка для вырубки это не только облегчить свою интересную и в то же время непростую работу, но и освободить время для новых поисков и свершений в творческих поисках.
Разновидности оборудования
Различные образцы лазерных станков могут отличаться по своему функционалу, способу управления, мощности и габаритам.
По функционалу
По заявленным функциональным возможностям существует следующее разделение. Во-первых, это гравировальные станки с относительно слабым световым лучом, достаточным лишь для выполнения поверхностных операций. В случае их перенастройки, сопровождающейся увеличением длины волны, такие мини-агрегаты могут использоваться для резки фанерных листовых заготовок, шпона.
И, во-вторых, это оборудование с повышенной мощностью лазерного пучка, способного не только резать дерево, но и фрезеровать его. Они также располагают функцией гравировки, которая реализуется за счёт перенастройки лазерного луча по мощности.
По типу управления
Согласно этому признаку все известные образцы лазерных станков для резки делятся на следующие классы:
- станки для обработки древесины с ручным управлением, относящиеся к категории самых простых, дешёвых и доступных агрегатов. Несмотря на это, с их помощью могут изготавливаться уникальные изделия;
- более дорогие устройства с числовым управлением, обеспечивающие высокое качество обработки и гравирования;
- универсальные станки.
Последний тип оборудования совмещает в себе возможности ручного и автоматического управления.
По мощности и размеру
По этим параметрам выделяются следующие три типа оборудования для резки фанеры.
К первому типу относят компактный настольный прибор для гравировальных работ с заявленной мощностью до 80 Ватт. Этот станок предназначен для производства небольших по размерам изделий из разряда сувениров, он также может использоваться для резки не очень толстых листов фанеры.
Профессиональные модели мощностью от 80 до 195 Ватт и стоимостью от 150 тысяч рублей предназначены для резки дерева и фанеры. Они имеют значительные габариты и применяются для производства серийных изделий в виде небольших партий.
И, наконец, образцы промышленного оборудования для обработки древесины, способные не только вырезать фанеру, но и растачивать заготовки и гравировать поверхности. Эти станки имеют довольно внушительные размеры и могут устанавливаться на крупных деревообрабатывающих производствах.
Отдельные рейтинговые образцы лазерной техники могут совмещать в себе сразу несколько функций, существенно облегчающих процесс обработки изделий из фанеры.
Процесс изготовления лазерного резака
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.
- 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.
- 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.
Лазерная указка
На этапе подключения диода к питанию от аккумуляторных батарей важно четко соблюсти полярность. На последнем этапе проверяют, насколько надежно зафиксированы все элементы лазера, правильно подключены провода, соблюдена полярность и ровно установлен лазер
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.
Выбор прибора
При выборе лазерного ЧПУ необходимо учитывать следующие показатели:
Параметр точности. Он определяет качество изготовления текстурных элементов.
Мощность. Этот показатель определяет производительность аппарата. Станки с высокой мощностью способны обрабатывать большое количество деталей за малый временной промежуток.
Функциональность
При покупке станка важно узнать, подойдет ли аппарат для гравировки или фрезеровки фанеры.
Материал. Рабочие механизмы и угловые части станка должны быть изготовлены из нержавеющей стали.
При покупке лазерного прибора важно обращать внимание на марку производителя. По состоянию на 2021 г. наибольшей популярностью среди покупателей пользуются устройства следующих брендов: Kokie, Mazak, Trumpf, ESAB и Bystronic
Они отличаются высоким сроком службы и многофункциональностью. Лазерные установки собираются также на территории России. Ведущим российским производителем является научно-производственный центр “Лазеры и аппаратура”, расположенный в Московской области
наибольшей популярностью среди покупателей пользуются устройства следующих брендов: Kokie, Mazak, Trumpf, ESAB и Bystronic. Они отличаются высоким сроком службы и многофункциональностью. Лазерные установки собираются также на территории России. Ведущим российским производителем является научно-производственный центр “Лазеры и аппаратура”, расположенный в Московской области.
Оборудование
Можно купить заводской станок или сделать лазерный резак для фанеры самостоятельно.
Готовое устройство
Для правильного выбора требуется оценка нескольких основных параметров.
По мощности выделяют следующие варианты:
- Бытовые или ручные (4–8 Вт). Это самые простые приборы, которые работают за счет диодного лазера. Хорошо подходят для гравировки, но могут применяться и в качестве резака.
- Настольные или отдельно стоящие (до 80 Вт). Рекомендуются для несложных процессов и раскроя небольших заготовок.
- Профессиональные. Позволяют обработать детали разного формата и вырезать нужную фигуру за короткий промежуток времени.
- Промышленные. Такие устройства имеют высокую мощность и используются на крупных предприятиях с особыми требованиями к качеству, где есть постоянная линия резки.
Принцип действия и перечень основных узлов во всех лазерных агрегатах похожи, разница заключается лишь в мощности, размерах и способности резать материалы с разной плотностью
По площади рабочего поля:
- 500 х 300 мм;
- 600 х 900 мм;
- 1000 х 600 мм;
- 1200 х 900 мм;
- 1600 х 1000 мм.
Этот показатель позволяет сразу определить предельный размер обрабатываемого изделия.
Сборка лазерного резака своими руками
Самодельный инструмент можно изготовить разными способами. Например, в домашних условиях реально сделать лазер из DVD-привода. Понять процесс изготовления такого оборудования поможет видео.
Учитывается, что устройства, изготовленные из DVD-привода, не являются полноценной рабочей моделью и подходят исключительно для выжигания узоров.
Для получения функционального приспособления, которое позволит осуществлять распил фанеры, понадобятся следующие комплектующие:
- Контроллеры. Это «мозг» резака. Применяются преимущественно варианты типа Arduino, M2 Nano или автономные разновидности. Дополнительно требуется прошивка или подходящие драйверы.
- Программы. Необходимы для составления схемы. Должны иметь функцию преображения в нужный формат. Это исключит необходимость использования дополнительных приложений при загрузке на станок.
- Лазер. Диодное приспособление с малой мощностью или трубка на основе углекислоты, которые имеют разные характеристики. Учитывается, что СО2 лазеры нуждаются в охлаждении, для этого подходит вода.
- Линзы. Диодные варианты уже оснащены необходимым элементом, для более мощных устройств используются детали, которые производятся из селенида цинка (ZnSe) и арсенида галлия (GaAs). Нужно правильно выбрать диаметр: для гравировки подходят короткофокусные, для резки – длиннофокусные линзы.
- Зеркала. Служат для передачи излучения. Предпочтительны разновидности из молибдена.
- Компрессор для обдува или кулер. Подача воздуха необходима для нейтрализации испарений, рассеивающих луч, и улучшения качества реза.
- Рельсы типа MGN/SBR или каретка с направляющими.
- Профиль для гипсокартона или брус под раму.
- Ремни HTD (15 мм).
- Источник ВВ-напряжения. Блок питания подбирается под мощность трубки.
- Лазерная головка. Передает излучение за счет установленных отражающих и преображающих элементов.
- Насос и датчик для воды.
- Шаговый электромотор, оснащенный ремневой передачей и редуктором.
- Расходники, метизы.
Если не брать в расчет изготовление корпуса, то создание лазерного станка с ЧПУ основано на узловой модульной сборке
Технология сборки:
- Формируется рама и корпус. Размеры подбираются индивидуально, но с учетом кареток.
- Закрепляются направляющие для поперечного хода устройства. Все проверяется на точность, для этого постоянно проводятся замеры.
- К основным передвижным деталям фиксируется элемент для рельсы, который понадобится для монтажа каретки под лазерную головку.
- Осуществляется установка электромотора. Похожие агрегаты используются в принтерах и плоттерах. Для простоты и синхронности можно задействовать только один мотор, который подключается к валу на всю длину передвижения головки.
- Подсоединяется блок питания и управляющие платы, устанавливаются драйверы.
- В разделенном отсеке выставляется трубка с подведенным охладителем.
- Проводится тестирование и настройка оборудования.
Принцип работы и виды приборов
Рабочий элемент устройства — лазерный луч, то есть мощный световой пучок. Когда он контактирует с поверхностью фанеры, то место соприкосновения подвергается сильному нагреву, и волокна древесины попросту выгорают. Так происходит бесконтактная лазерная резьба. Мощность лазера зависит от модели оборудования и его конфигурации. Эта характеристика определяет и сферу использования прибора. В продаже встречается несколько видов приборов:
- Настольный. Подходит для маленькой мастерской или дома, так как предназначен для обработки небольших заготовок. Показатели мощности — от 80 Вт, стоимость — от 40000 рублей.
- Профессиональный станок для фигурной резки фанеры используется в сегменте малого бизнеса при гравировке и изготовлении дизайнерских элементов. Мощность — от 200 Вт, стоимость от 160 000 рублей.
- Промышленный. Мощность лазера для резки фанеры — от 2 кВт. Это полноценные комплексы, имеющие высокую производительность. Такое оборудование применяется на предприятиях для производства больших партий продукции. Стоимость — от 400 000 рублей.
Для малого/среднего бизнеса не требуется покупка полноценного промышленного и профессионального оборудования. Его стоимость достаточно высока, а при работе такого прибора не будут задействованы все имеющиеся в нем функции.
Лазер для резки дерева и фанеры своими руками: миф или реальность?
Простейший лазерный резак можно сделать из подручных средств, однако он не справится с древесиной и толстыми листами фанеры. Для создания целого станка потребуется закупка дорогостоящих деталей:
- шаговые двигатели или электромоторы от принтера для перемещения устройства по осям;
- транзисторы и платы для управления двигателями;
- регулятор DC-DC;
- кулер для излучателя;
- электронная плата с цифровым дисплеем для вывода информации;
- контроллеры;
- лазер мощностью не менее 30 Вт;
- концевые выключатели;
- зубчатые ремни и шкивы;
- корпус;
- компьютер и USB-кабель для связи с контроллером резака;
- доски для изготовления рабочей рамы аппарата;
- металлические стержни диаметром 10 мм.
Кроме того, понадобятся подшипники, болты, стяжки, винты и т. д. Станок для лазерной резки является устройством челночного типа. Его подвижные элементы и направляющие служат для перемещения рабочей головки по двум осям, регулируют глубину резки. Шаговые двигатели, двигающие лазерную головку, крепятся на неподвижных частях рамы каркаса и соединяются с подвижными деталями посредством зубчатых ремней.
Для выполнения гравировки по фанере и дереву на ПК загружают специальную программу, передающую команды на контроллер. Он регулирует перемещение каретки с лазером, подгоняя движения рабочей головки под выбранный рисунок. Профессиональное ПО позволяет нанести на фанеру изображения любой сложности с высокой точностью, присущей технологии лазерной резки.
Таким образом, при должной подготовке и наличии необходимых деталей можно самостоятельно собрать лазерный станок средней мощности, способный резать тонкие листы древесины или фанеры.
Лазерный модуль для резки фанеры
Основным узлом станка для резки фанеры является лазерный модуль, включающий источник излучения, оптические элементы, блок питания, систему регулировки, управления и охлаждения. Модули различаются по типу лазерной головки. Кроме того, они классифицируются по виду излучения: коллимированные и сфокусированные. В последнем случае луч собирается в точку. В коллимированном исполнении можно получить леску, решетку, окружность. Для резки и гравировки более подходит сфокусированный вариант.
Модули различаются по длине волны. Она может варьироваться в широком диапазоне — от ультрафиолетовой до инфракрасной зоны
В устройствах важно обеспечить стабильность этого параметра. Для этого качественные аппараты имеют систему термостабилизации излучателя. Для подстройки в небольших пределах применяются специальные механизмы
Для подстройки в небольших пределах применяются специальные механизмы.
Лазер 2,1 Вт
Диодный лазер (2,1 Вт) способен разрезать картон и фанеру толщиной до 1–1,2 мм. Обычно его используют для гравировки, но и для резки он пригоден. Наибольший эффект достигается при работе с бумагой и картоном, которые не обугливаются после воздействия луча.
На фото показан готовый лазерный модуль такой мощности — Endurance 2,1. Он обеспечивает гравировку на дереве и фанере со скоростью до 20 мм/с. Может резать лист толщиной 1–2 мм в 5–30 заходов.
Лазер 3,5 Вт
Диодный лазер мощностью 3,5 Вт может резать фанеру толщиной 2–3 мм. При резке многослойной фанеры такой толщины потребуется 20–25 заходов. Программа CNCC LaserAxe может обеспечить скорость порядка 50–150 мм/мин. На фото показана шкатулка, изготовленная на станке с лазером мощностью 3,5 Вт.
Лазер с короткофокусной линзой 5,6 Вт
Лазер мощностью 5,6 Вт гораздо быстрее справляется с резкой фанеры. Он способен раскраивать листы толщиной 3–5 мм. Станок Endurance 5,6 может работать в таком режиме:
- фанера толщиной 3 мм — до 4 заходов на скорости до 250 мм/мин;
- при толщине 4 мм — 8 заходов на скорости до 200 мм/мин;
- при толщине 5 мм — 9–10 заходов на скорости до 100 мм/мин.
При установке такого лазера рекомендуется использовать короткофокусную линзу G-2.
Как усилить мощность лазера для резки металла
Понадобятся следующие детали и приборы:
- пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый или неисправный), со скоростью записи больше 16х;
- аккумуляторы по 3,6 вольт – 3 шт.;
- конденсаторы на 100 пФ и на 100 мФ;
- сопротивление 2-5 Ом;
- коллиматор (вместо лазерной указки);
- стальной светодиодный фонарь;
- паяльник и провода.
К диоду нельзя подключать источник тока напрямую, иначе он сгорит. Диод берет подпитку от тока, а не от напряжения.
Лазерный коллиматор
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.
Как выбрать лазерный станок для резки фанеры
Сперва-наперво вам необходимо знать, листы фанеры какой площади вы будете раскраивать. Под большую выбираем лазерный станок с большим рабочим полем, под меньшую — с маленьким (типа мини, настольный). Цена лазерного станка для резки фанеры зависит от его размера
С другой стороны, если вы имеете возможность разрезать крупноформатные листы фанеры на небольшие части, к примеру, фрезером или циркуляркой, то можете сразу обратить внимание на средне- или даже малоформатные аппараты лазерной резки. Так, к примеру, поступают на производствах мелких элементов и деталей из фанеры
Такие станки подходят для дома. Однако в этом случае нужно будет позаботиться о системе вентиляции.
Помимо площади вы должны знать, фанеру какой толщины вы будете резать. При этом помните, что если на лазерном станке с ЧПУ раскраивать толстую фанеру, то края реза у вас останутся обугленными. Да, есть один лайфхак, который поможет вам решить эту проблему, но о нем чуть ниже. С другой стороны, некоторые конечные изделия с черными краями получаются привлекательными.
Когда вам требуются чистый торец, то лучше для резки толстой фанеры использовать другие станки, среди которых могут быть фрезерные, а лазерное оборудование применять уже для гравировки.
Толщина фанеры, которую вы будете резать, влияет на мощность лазерного излучателя СО2 и, как следствие на стоимость лазерного станка для резки фанеры. Для его выбора можете ориентироваться на эти данные:
- Фанера до 6 мм — 50 Вт
- Фанера до 8 мм — 60 Вт
- Фанера до 10 мм — 80 Вт
Принцип работы
Принцип работы лазерных установок очень простой и заключается в воздействии высокоэнергетического луча на фанерный лист, что приводит к его резке. В результате, обработка происходит бесконтактным путем. В точке, где происходит соприкосновение луча с деревом, стремительно повышается температура и начинается испарение металла.
При выполнении лазерной резки шлифованного дерева или фанеры, можно создавать идеально ровные края, что по-особому необходимо при вырезании мелких и ажурных деталей. Из недостатков — возможность появления темного оттенка на краях заготовки, что связано с обугливанием под воздействием лазера. Чтобы компенсировать недостаток, некоторые модели оснащаются вентиляционной системой и устройством обдува, которое избавляет конструкцию от продуктов сгорания.
Чтобы добиться лазерного излучения необходимо применить трубку из газа и смеси, в составе которой азот, гелий и диоксид углерода. При подаче напряжения происходит появление монохромного излучения, которое посредством зеркал перемещается на обрабатываемую конструкцию. Оптимальная мощность лазера для резки фанеры составляет как минимум 20 Вт, хотя в продаже доступны и менее мощные модели.
В числе плюсов лазерной технологии резки дерева и высокая точность заданного рисунка. Чтобы края были ровными и соответствовали установленным параметрам, необходимо установить специальную программу. На отмену от классического лобзика, такое оборудование режет конструкцию очень быстро и просто без приложения ручного труда. Из-за малых размеров издаваемого луча и множества компьютерных проблем, процесс резки занимает всего лишь несколько минут.
Оператору достаточно задать ряд параметров и составить эскиз. Всё остальное станок выполнит самостоятельно.
Лазерная резка фанеры: особенности
Устройство аппарата для лазерной резки.
Фрезерная резка имеет аккуратные крайние части реза, что является дополнительным преимуществом. Данным способом достаточно удобно производить гравировку и вырезание небольших ажурных элементов. Однако следует заметить, что крайние части швов приобретут темный оттенок из-за обугливания под воздействием высоких температур. Этот недостаток можно частично компенсировать конструкцией для обдува.
В качестве источника излучения лазера в большинстве случаев применяется газовая труба со смесью СО2, гелия и азота. В процессе подачи напряжения от трансформаторной конструкции смесь будет инициировать излучение, которое путем зеркальной системы направится на разрезаемое основание. Мощность лазера для фанерной резки должна быть более 20 Вт, однако в некоторых конструкциях могут применяться и аналоги с низкой мощностью.
Другим преимуществом лазерной резки является высокая точность. Чтобы выполнить фрезерную резку или гравировку своими руками, не нужно будет прилагать физические усилия. Это достигается благодаря небольшому диаметру луча и наличию числового управления программой.
Это управление позволяет реализовывать непростые операции путем использования программ, в результате чего процесс резки и гравировки упрощается. Понадобится лишь подготовить эскиз, который составлен в цифровом формате. Это преимущество отличает подобные аппараты от конструкций, которые управляются вручную.
