Incisore laser fai da te: materiali, assemblaggio, installazione software. Realizzare un incisore laser basato su Arduino Incisore laser fai-da-te da una stampante

Gli incisori sono ampiamente utilizzati in vari settori non solo per incidere vari materiali, ma anche per praticare fori in miniatura, lucidare, levigare e fresare. Le stesse operazioni possono essere eseguite a casa con il loro aiuto. Se ciò è necessario solo occasionalmente o se vuoi semplicemente risparmiare sull'acquisto di uno strumento, puoi realizzare tu stesso un mini-trapano con attrezzature non necessarie, che spesso rimangono inutilizzate nei garage o nei magazzini. Con l'aiuto di trapani fatti in casa, puoi eseguire le stesse operazioni di uno strumento di fabbrica di potenza simile, devi solo utilizzare gli accessori appropriati.

In base alle caratteristiche del loro funzionamento, gli incisori si dividono in fresatori e laser. Nel primo, il materiale viene lavorato con vari accessori. Nei modelli laser, tutto il lavoro viene svolto dal raggio laser: questo metodo di incisione senza contatto. Inoltre, tale dispositivo appartiene alla categoria delle apparecchiature ad alta tecnologia. Ma un incisore fatto in casa può essere realizzato a casa.

Per creare un incisore laser con le tue mani, avrai bisogno delle seguenti parti, strumenti e materiali:

• motori passo-passo da un'unità DVD;
• Piattaforma informatica Arduino;
• Scheda prototipo con display;
• finecorsa per motori;
• modulo laser (ad esempio potenza 3 W);
• dispositivo per la regolazione del valore della tensione costante;
• sistema di raffreddamento laser;
• MOSFET (transistor);
• schede per l'assemblaggio di elementi di comando di motori elettrici;
• telaio;
• pulegge dentate e cinghie per essi;
• cuscinetti di varie dimensioni;
• tavole di legno: 2 pezzi da 135x10x2 cm e altri due da 125x10x2 cm;
• 4 aste metalliche tonde con sezione di 10 mm;
• lubrificante;
• fascette, bulloni con rondelle e dadi;
• vice;
• utensili per fabbri;
• trapani;
• seghetto alternativo o sega circolare;
• lime o carta vetrata;
• computer o portatile.

I motori passo-passo possono essere presi non solo da un DVD, ma anche da una stampante praticamente non utilizzata.

La macchina è assemblata secondo il seguente algoritmo:

• creare una fondazione;
• installare guide con carrelli mobili;
• assemblare un circuito elettrico;
• installare i programmi necessari sul computer;
• eseguire la regolazione (sintonizzazione) della testa laser;
• verificare la funzionalità della macchina.

Schema di collegamento I motori elettrici passo-passo prelevati da una stampante a getto d'inchiostro o da un DVD sono mostrati nella foto sotto.

L'intera sequenza di azioni che ti consente di assemblare un incisore laser utilizzando Arduino è mostrata in dettaglio nel video qui sotto.

L'incisore CNC creato avrà un costo molto più economico rispetto a qualsiasi modello laser prodotto in fabbrica. Può essere utilizzato per realizzare timbri, per fotoresist, per lavorare con legno, compensato, plastica, cartone, polistirolo espanso e fogli di sughero. È anche possibile l'incisione su metallo.

Assemblare un incisore elettrico con treppiede e albero flessibile

Un incisore elettrico è il tipo più comune di questo tipo di strumento a casa. Per realizzare tu stesso un dispositivo funzionalmente completo, in grado di competere con analoghi prodotti industrialmente, avrai bisogno di un motore elettrico che funzioni con corrente alternata a 220 V. Tali motori elettrici possono essere presi dalle seguenti apparecchiature:

• Registratori a bobina in stile sovietico;
• Lettori DVD;
• lavatrici;
• smerigliatrici angolari;
• macchine da cucire elettriche.

L'ultima opzione è ottimale perché è possibile regolare la velocità su un intervallo abbastanza ampio utilizzando il reostato integrato.

Per l'uso domestico è sufficiente un trapano con un motore al minimo fino a 6mila giri al minuto.

Tenere in una mano un motore elettrico di uno qualsiasi dei tipi di apparecchiature elencati è scomodo e nella maggior parte dei casi è semplicemente impossibile. Pertanto avrai bisogno albero flessibile per incisore. In questo caso, la vista generale del futuro dispositivo risulterà approssimativamente come nella foto qui sotto.

La funzionalità del dispositivo di incisione creato dipenderà dai materiali e dai meccanismi utilizzati durante l'assemblaggio. Il motore può essere posizionato sul tavolo, ma è più comodo farlo treppiede per incisore, o meglio la sua somiglianza.

Produzione di alberi flessibili

Con un albero flessibile tutto è relativamente semplice. Può essere fatto in diversi modi:

• da un vecchio albero motore, ad esempio da un trapano dentale;
• utilizzando il cavo del tachimetro di una moto o di un'auto.

È possibile utilizzare anche l'accessorio dell'albero di lavoro da un trapano oppure realizzalo tu stesso con materiali diversi, ad esempio legno, textolite, tubi di plastica. Da testolite Il dispositivo (maniglia) per trattenere l'attrezzatura è realizzato così:

• tagliare 2 platini di textolite (lo spessore della sfoglia dovrebbe essere di circa 1 cm) misurando circa 2 x 10 cm;
• unirli insieme e macinarli con una lima o smeriglio dall'esterno per formare un cilindro;
• le scanalature sono lavorate dall'interno;
• anelli metallici fissano le parti tra loro;
• un tubo è inserito nella parte anteriore dell'impugnatura, sotto una cartuccia costituita da due metà separate collegate da un bullone.

Il risultato finale sarà una maniglia come quella nella foto qui sotto.

Il foro interno praticato tra le piastre di textolite deve avere una sezione tale da non interferire con la libera rotazione del cavo. Sarà possibile inserire nel mandrino ugelli con diametro del gambo da 2 a 5 mm.

Assemblaggio dell'unità di incisione

È molto semplice realizzare un treppiede (una base per l'installazione di un motore elettrico) da compensato o dallo stesso PCB. Per fare ciò, fai questo:

• ritagliare da un foglio di materiale alcuni pezzi (ne bastano 4) corrispondenti alla dimensione del motore elettrico;
• un motore è fissato a uno dei frammenti mediante morsetti;
• assemblare la scatola;
• Nella parte anteriore è praticato un foro per l'albero flessibile.

La struttura creata è appesa al muro.

Comodo da usare supporto di fabbrica con morsetti per l'incisore, se le dimensioni del motore elettrico lo consentono. Il supporto si collega a qualsiasi tavolo. Ma un dispositivo del genere dovrà essere acquistato in aggiunta.

L'ulteriore assemblaggio del dispositivo di incisione viene eseguito nella seguente sequenza:

• mediante un giunto ricavato da un bullone forato collegare il cavo all'albero del motore elettrico;

• mettere un tubo di gomma del diametro appropriato sul cavo e attaccarvi la maniglia;

• installare un pulsante di avvio;
• collegare le apparecchiature alla rete;

• verificare la funzionalità del dispositivo realizzato.

Un trapano fatto in casa ti consentirà di lavorare pezzi in legno, osso, metallo, vetro, plastica, ceramica, nonché vari metalli, pietra naturale e artificiale.

Puoi anche utilizzare i motori elettrici quando crei smerigliatrici diritte fatte in casa, progettato per 380 V, ma se possono essere regolati a 220. In questi casi, dovrai armeggiare un po' di più. Ci sono molte informazioni su questo problema sia su Internet che nei libri di ingegneria elettrica.

Realizzare un mini trapano da un motore

Succede che a casa è necessario praticare piccoli fori nel legno o nella plastica e le punte del trapano non sono adatte. In questi casi, sarà utile un mini trapano fatto in casa realizzato con un motore. Può anche essere usato per esibirsi incisione su legno. E se sei interessato alla radio amatoriale, utilizzando lo strumento creato puoi forare e tagliare le tavole.

Per creare un dispositivo fatto in casa, dovrai prendere un motore elettrico in miniatura da un vecchio registratore. Sono adatti anche vari modelli di motori di giocattoli per bambini. Se si utilizza come unità il minimotore di un registratore a nastro da 12 V, saranno necessari anche i seguenti materiali e parti:

• alimentatore o più batterie (batteria) con uscita 12 V;
• un pezzo di tubo di plastica (lungo circa 10 cm) con una sezione tale da poter inserire al suo interno un motorino elettrico in miniatura;
• colla resistente al calore;
• pulsante di accensione;
• cablaggio per i collegamenti elettrici.

Puoi assemblare tu stesso un mini-trapano utilizzando il seguente algoritmo:

• utilizzando un trapano elettrico o un coltello, praticare un foro nel tubo per l'interruttore;
• lubrificare il motore con colla per fissarlo all'interno del futuro alloggiamento;

• inserire il motore elettrico nel tubo;
• uno qualsiasi dei fili attraverso i quali viene alimentato il motore viene inserito in un foro precedentemente praticato nell'alloggiamento e l'altra estremità viene lasciata sul lato posteriore dell'alloggiamento;

• inserire un filo dall'alimentatore nel foro sotto il pulsante;
• saldare l'interruttore alle estremità sporgenti utilizzando un saldatore, isolando accuratamente i contatti;

• I due fili rimanenti dall'estremità del tubo (dal pulsante e dal motore) sono collegati al connettore per il collegamento dell'alimentazione;

• tagliare il collo di qualsiasi bottiglia di plastica;
• fare un foro al centro del coperchio per il connettore e incollare insieme queste parti;
• incollare il collo al tubo;

• collegare il mini trapano assemblato all'alimentazione;

• Premendo un pulsante controllano la funzionalità del prodotto fatto in casa.

Tensione di alimentazione deve essere selezionato in modo che corrisponda alla tensione operativa del motore elettrico utilizzato.

Per rendere autonomo un mini trapano, è sufficiente collegarvi le batterie.

Dremel fatto in casa da un trapano e un frullatore

Se hai un frullatore vecchio o non necessario, è anche facile ricavarne un mini-trapano. Questo elettrodomestico è già dotato di una comoda maniglia. Oltre al frullatore stesso, avrai bisogno anche dei seguenti dispositivi e parti aggiuntive:

• strumenti per smontare il dispositivo (cacciaviti con punte diverse, pinze);
• calibro o righello;
• pinza;
• saldatore con kit di saldatura;
• lima di finitura, carta vetrata;
• interruttore.

Puoi fare a meno dell'ultima parte, ma poi dovrai premere costantemente il pulsante di accensione con la mano mentre lavori con la smerigliatrice diritta.

Un incisore da un frullatore viene creato in questo modo:

• smontare attentamente gli elettrodomestici;
• estraggono le parti interne: il motore elettrico e il circuito stampato che controlla il funzionamento del dispositivo;
• utilizzando un calibro misurare il diametro del mandrino per poter acquistare una pinza adatta allo stesso;
• se il motore elettrico è contaminato da qualcosa, ad esempio ruggine, allora va pulito accuratamente, con cura per non danneggiare gli avvolgimenti;
• fissare la pinza di serraggio acquistata (o quella realizzata indipendentemente) sul mandrino;
• il pulsante di accensione già presente sul frullatore viene sostituito con un interruttore: i contatti del filo sono saldati;
• adattare un foro nel corpo dell'elettrodomestico per un nuovo interruttore;
• installare il motore elettrico con la scheda al suo posto all'interno della custodia;
• ritirare lo strumento.

A seconda del modello del frullatore che stai convertendo, potrebbe essere necessario farlo fori aggiuntivi nel suo corpo o espandere quelli esistenti utilizzando un file. Non ci saranno problemi nel farlo

L'intero processo descritto di assemblaggio di un Dremel da un frullatore è dimostrato in dettaglio nel video qui sotto.

Non è necessario rifare il frullatore, ma è sufficiente collegare ad esso un albero flessibile per un incisore di fabbrica. Il metodo di aggancio è mostrato nel video qui sotto.

Puoi anche creare un incisore da un trapano. Il montaggio delle opzioni con e senza albero flessibile è mostrato nei video seguenti.

Realizzare un incisore da una stampante 3D

Una normale stampante 3D è una buona base per creare un incisore, con il quale puoi tagliare vari materiali, realizzare lavori manuali ed eseguire altre operazioni. Per aggiornare un dispositivo esistente, ne avrai bisogno di ulteriori installare la scheda, che alimenterà i circuiti operativi dell'apparecchiatura e del modulo laser.

Nel video seguente viene mostrata una macchina per incidere creata da una stampante 3D.

Oltre ai metodi più semplici considerati per creare una macchina per incidere fatta in casa da una stampante 3D, un piccolo motore elettrico, un piccolo motore elettrico, un frullatore e un trapano, ci sono anche altre opzioni. In questo caso, sia questa tecnica che altri utensili elettrici vengono utilizzati come base. Gli artigiani introducono costantemente nuove modifiche, mostrando immaginazione progettuale. Quando implementi una delle opzioni di cui sopra o lo sviluppo indipendente nella pratica, dovresti garantire la sicurezza prodotto fatto in casa creato. Per fare ciò, è necessario isolare adeguatamente i contatti elettrici e assemblare in modo affidabile l'apparecchiatura.

A volte devi firmare magnificamente un regalo, ma non è chiaro come farlo. La vernice si diffonde e svanisce rapidamente, un pennarello non è un'opzione. L'incisione è più adatta a questo scopo. Non devi nemmeno spendere soldi per questo, dal momento che chiunque sappia saldare può realizzare un incisore laser da una stampante con le proprie mani.

Progettazione e principio di funzionamento

L'elemento principale dell'incisore è un laser a semiconduttore. Emette un fascio di luce focalizzato e molto brillante che brucia attraverso il materiale in lavorazione. Regolando la potenza della radiazione, è possibile modificare la profondità e la velocità della combustione.

Il diodo laser si basa su un cristallo semiconduttore, sopra e sotto il quale si trovano le regioni P e N. A loro sono collegati gli elettrodi, attraverso i quali viene fornita la corrente. Tra queste regioni c'è una giunzione P - N.

Rispetto ad un normale diodo laser, sembra un gigante: il suo cristallo può essere esaminato in dettaglio ad occhio nudo.

I valori possono essere decifrati come segue:

1. Area P (positiva).
2. Transizione P-N.
3. Zona N (negativa).

Le estremità del cristallo sono lucidate alla perfezione, quindi funziona come un risonatore ottico. Gli elettroni, che fluiscono da una regione carica positivamente a una negativa, eccitano i fotoni nella giunzione PN. Riflettendo dalle pareti del cristallo, ogni fotone ne genera due simili, che a loro volta si dividono anch'essi, e così via all'infinito. La reazione a catena che avviene in un cristallo laser a semiconduttore è chiamata processo di pompaggio. Maggiore è l'energia fornita al cristallo, maggiore sarà l'energia pompata nel raggio laser. In teoria puoi saturarlo all'infinito, ma in pratica è tutto diverso.

Durante il funzionamento, il diodo si riscalda e deve essere raffreddato. Se aumenti costantemente la potenza fornita al cristallo, prima o poi arriverà il momento in cui il sistema di raffreddamento non sarà più in grado di far fronte alla rimozione del calore e il diodo si brucerà.

La potenza dei diodi laser solitamente non supera i 50 Watt. Al di sopra di questo valore diventa difficile realizzare un sistema di raffreddamento efficace, quindi i diodi ad alta potenza sono estremamente costosi da produrre.

Esistono laser a semiconduttore da 10 kilowatt o più, ma sono tutti compositi. Il loro risonatore ottico è pompato da diodi a bassa potenza, il cui numero può raggiungere diverse centinaia.

I laser composti non vengono utilizzati negli incisori perché la loro potenza è troppo elevata.

Creazione di un incisore laser

Per lavori semplici, come la masterizzazione di modelli su legno, non sono necessari dispositivi complessi e costosi. Sarà sufficiente un incisore laser fatto in casa alimentato da una batteria.

Prima di fare un incisore, è necessario preparare le seguenti parti per il suo assemblaggio:

Rimuovere la testina di scrittura dall'unità DVD.

Rimuovi con attenzione la lente di messa a fuoco e smonta l'alloggiamento della testa finché non vedi 2 laser nascosti negli involucri di distribuzione del calore.

Uno di questi è a infrarossi, per leggere le informazioni dal disco. La seconda, rossa, è quella della scrittura. Per distinguerli applicare ai loro terminali una tensione di 3 volt.

Disposizione:

Assicurati di indossare occhiali scuri prima del test. Non testare mai il laser guardando la finestra del diodo. Devi solo guardare il riflesso del raggio.

È necessario selezionare il laser che si illumina. Puoi buttare via il resto se non sai dove usarlo. Per proteggersi dall'elettricità statica, saldare insieme tutti i terminali del diodo e metterli da parte. Segare una sezione di 15 cm dal profilo. Praticare un foro per il pulsante dell'orologio. Praticare dei ritagli nella scatola per il profilo, la presa di ricarica e l'interruttore.

Il diagramma schematico di un incisore laser DVD fai-da-te è simile al seguente:

Stagnare i contatti sulla scheda di controllo della carica e sul supporto:

Utilizzando i cavi ai pin B+ e B- del regolatore di carica, saldare il vano batteria. I contatti + e - vanno alla presa, i restanti 2 vanno al diodo laser. Innanzitutto, saldare il circuito di alimentazione del laser utilizzando un'installazione a montaggio superficiale e isolarlo bene con nastro adesivo.

Assicurarsi che i terminali dei componenti radio non vadano in cortocircuito tra loro. Saldare un diodo laser e un pulsante al circuito di alimentazione. Posizionare il dispositivo assemblato nel profilo e incollare il laser con colla termoconduttiva. Fissare le parti rimanenti con nastro biadesivo. Reinstallare il pulsante tattile.

Inserisci il profilo nella scatola, fai uscire i fili e fissalo con colla a caldo. Saldare l'interruttore e installarlo. Fate la stessa procedura con la presa di ricarica. Usando una pistola per colla a caldo, incolla il vano batteria e il controller di carica in posizione. Inserire la batteria nel supporto e chiudere la scatola con il coperchio.

Prima di utilizzarlo, è necessario impostare il laser. Per fare ciò, posiziona un foglio di carta a 10 centimetri da esso, che fungerà da bersaglio per il raggio laser. Posizionare la lente di focalizzazione davanti al diodo. Spostandolo sempre più vicino, ottieni una bruciatura attraverso il bersaglio. Incolla la lente sul profilo nel punto in cui è stato ottenuto l'effetto maggiore.

L'incisore assemblato è perfetto per piccoli lavori e scopi di intrattenimento come accendere fiammiferi e bruciare palloncini.

Ricordatevi che l'incisore non è un giocattolo e non deve essere dato ai bambini. Il raggio laser provoca conseguenze irreversibili se entra in contatto con gli occhi, tenere quindi l'apparecchio fuori dalla portata dei bambini.

Produzione di dispositivi CNC

Per grandi volumi di lavoro, un incisore convenzionale non è in grado di far fronte al carico. Se lo utilizzerai frequentemente e molto, avrai bisogno di un dispositivo CNC.

Assemblaggio degli interni

Puoi persino realizzare un incisore laser a casa. Per fare ciò, è necessario rimuovere i motori passo-passo e le guide dalla stampante. Guideranno il laser.

L'elenco completo delle parti richieste è il seguente:

Schema di collegamento per tutti i componenti:

Vista dall'alto:

Spiegazione dei simboli:

1. Laser a semiconduttore con dissipatore di calore.
2. Trasporto.
3. Guide dell'asse X.
4. Rulli di pressione.
5. Motore passo-passo.
6. Ingranaggio di guida.
7. Cintura dentata.
8. Fissaggi guida.
9. Ingranaggi.
10. Motori passo-passo.
11. Base in lamiera.
12. Guide dell'asse Y.
13. Carrelli asse X.
14. Cinghie di distribuzione.
15. Supporti di montaggio.
16. Interruttori di limite.

Misurare la lunghezza delle guide e dividerle in due gruppi. Il primo conterrà 4 brevi, il secondo - 2 lunghi. Le guide dello stesso gruppo devono avere la stessa lunghezza.

Aggiungi 10 centimetri alla lunghezza di ciascun gruppo di guide e taglia la base alle dimensioni risultanti. Piegare i supporti a forma di U per i fissaggi dagli scarti e saldarli alla base. Segna e pratica i fori per i bulloni.

Praticare un foro nel radiatore e incollarvi il laser utilizzando colla termoconduttiva. Saldare i fili e il transistor ad esso. Imbullonare il radiatore al carrello.

Installare i supporti delle guide sui due supporti e fissarli con i bulloni. Inserire le guide dell'asse Y nei supporti, posizionare i carrelli dell'asse X sulle loro estremità libere. Inserire le guide rimanenti con la testa laser installata su di esse. Posiziona gli elementi di fissaggio sulle guide dell'asse Y e avvitali ai supporti.

Praticare dei fori nei punti in cui sono montati i motori elettrici e gli assi degli ingranaggi. Reinstallare i motori passo-passo e posizionare gli ingranaggi di trasmissione sui relativi alberi. Inserisci gli assi pretagliati da un'asta di metallo nei fori e fissali con colla epossidica. Dopo che si è indurito, posizionare sugli assi gli ingranaggi e i rulli di pressione con i cuscinetti inseriti al loro interno.

Installare le cinghie di distribuzione come mostrato nello schema. Tirarli saldamente prima di fissarli. Controllare la mobilità dell'asse X e della testa laser. Dovrebbero muoversi con poco sforzo, facendo ruotare tutti i rulli e gli ingranaggi attraverso le cinghie.

Collegare i cavi al laser, ai motori e agli interruttori finali e legarli insieme con le fascette. Posizionare i fasci risultanti in canali portacavi mobili e fissarli ai carrelli.

Portare fuori le estremità dei fili.

Produzione di custodie

Praticare dei fori nella base per gli angoli. Fai un passo indietro di 2 centimetri dai bordi e disegna un rettangolo.

La sua larghezza e lunghezza ripetono le dimensioni del corpo futuro. L'altezza della custodia deve essere tale da consentire l'inserimento di tutti i meccanismi interni.

Spiegazione dei simboli:

1. Loop.
2. Pulsante tattile (avvio/arresto).
3. Interruttore di alimentazione dell'Arduino.
4. Interruttore laser.
5. Presa 2,1 x 5,5 mm per l'alimentazione a 5 V.
6. Box di protezione per inverter DC-DC.
7. Fili.
8. Scatola protettiva per Arduino.
9. Fissaggi dell'alloggiamento.
10. Angoli.
11. Base.
12. Gambe in materiale antiscivolo.
13. Coperchio.

Ritaglia tutte le parti del corpo dal compensato e fissale con gli angoli. Utilizzando le cerniere, installare il coperchio sul corpo e avvitarlo alla base. Praticare un foro nella parete anteriore e inserirvi i cavi.

Assemblare le coperture protettive dal compensato e praticare dei fori per pulsanti, interruttori e prese. Posizionare Arduino nell'alloggiamento in modo che il connettore USB coincida con il foro previsto per esso. Impostare il convertitore DC-DC su una tensione di 3 V con una corrente di 2 A. Fissarlo nell'alloggiamento.

Reinstallare il pulsante, la presa di corrente, gli interruttori e saldare insieme il circuito elettrico dell'incisore. Dopo aver saldato tutti i fili, installare gli involucri sulla custodia e avvitarli con viti autofilettanti. Affinché l'incisore funzioni, è necessario caricare il firmware su Arduino.

Dopo aver eseguito il flashing del firmware, accendere l'incisore e premere il pulsante "Start". Lasciare il laser spento. Premendo il pulsante verrà avviato il processo di calibrazione, durante il quale il microcontrollore misurerà e ricorderà la lunghezza di tutti gli assi e determinerà la posizione della testa laser. Dopo il suo completamento, l'incisore sarà completamente pronto per il lavoro.

Prima di iniziare a lavorare con l'incisore, devi convertire le immagini in un formato comprensibile per Arduino. Questo può essere fatto utilizzando il programma Inkscape Laserengraver. Sposta l'immagine selezionata al suo interno e fai clic su Converti. Invia il file risultante via cavo ad Arduino e avvia il processo di stampa, accendendo prima il laser.

Un tale incisore può lavorare solo oggetti costituiti da sostanze organiche: legno, plastica, tessuti, rivestimenti di pitture e vernici e altri. Su di esso non è possibile incidere metalli, vetro e ceramica.

Non accendere mai l'incisore con il coperchio aperto. Il raggio laser, entrando negli occhi, si concentra sulla retina, danneggiandola. Chiudere di riflesso le palpebre non ti salverà: il laser avrà il tempo di bruciare un'area della retina anche prima che si chiudano. Potresti non sentire nulla, ma col tempo la retina inizierà a staccarsi, il che può portare alla perdita completa o parziale della vista.

Se prendi un "coniglietto" laser, contatta un oftalmologo il prima possibile: questo aiuterà a evitare seri problemi in futuro.

Per realizzare un incisore laser o una macchina CNC (controllo numerico computerizzato) avremo bisogno di:

DVD-ROM o CD-ROM
- Compensato spesso 10 mm (è possibile utilizzare 6 mm)
- Viti per legno 2,5 x 25 mm, 2,5 x 10 mm
- Arduino Uno (è possibile utilizzare schede compatibili)
- Driver motore L9110S 2 pz.
- Laser 1000 MW 405nm Bluviola
-Joystick analogico
- Pulsante
- Alimentatore 5V (userò un alimentatore per computer vecchio ma funzionante)
- Transistor TIP120 o TIP122
- Resistenza 2,2 kOhm, 0,25 W
- Collegamento dei fili
- Seghetto alternativo elettrico
- Trapano
- Punte per legno da 2 mm, 3 mm, 4 mm
- Vite 4 mm x 20 mm
- Dadi e rondelle 4 mm
- Saldatore
- Saldatura, colofonia

Passaggio 1 Smontare le unità.
Qualsiasi unità CD o DVD è adatta per l'incisore. E' necessario smontarlo e togliere il meccanismo interno, ne esistono di diverse misure:

È necessario rimuovere tutte le ottiche e il circuito stampato situato sul meccanismo:

Devi incollare un tavolo a uno dei meccanismi. Puoi realizzare un tavolo dallo stesso compensato ritagliando un quadrato con un lato di 80 mm. Oppure ritaglia lo stesso quadrato dalla custodia del CD/DVD-ROM. Quindi la parte che intendi incidere può essere pressata con un magnete. Dopo aver ritagliato il quadrato, incollatelo:

Al secondo meccanismo è necessario incollare una piastra alla quale verrà successivamente fissato il laser. Ci sono molte opzioni di produzione e dipende da cosa hai a portata di mano. Ho usato una piastra modello in plastica. Secondo me questa è l'opzione più conveniente. Ho ottenuto quanto segue:

Passaggio 2 Realizzazione del corpo.
Per realizzare il corpo del nostro incisore utilizzeremo del compensato spesso 10 mm. Se non ce l'hai, puoi prendere del compensato di spessore inferiore, ad esempio 6 mm, oppure sostituire il compensato con della plastica. Devi stampare le seguenti foto e utilizzare questi modelli per ritagliare una parte inferiore, una parte superiore e due parti laterali. Nei punti contrassegnati da un cerchio, praticare dei fori per viti autofilettanti con un diametro di 3 mm.

Dopo il taglio dovresti ottenere quanto segue:

Nelle parti superiore e inferiore è necessario realizzare fori da 4 mm per il fissaggio delle parti di trasmissione. Non posso contrassegnare immediatamente questi buchi, poiché sono diversi:

Durante il montaggio è necessario utilizzare viti per legno da 2,5 x 25 mm. Nei punti in cui vengono avvitate le viti, è necessario preforare i fori con una punta da 2 mm. Altrimenti il ​​compensato potrebbe rompersi. Se si intende assemblare la custodia in plastica, è necessario provvedere al collegamento delle parti con angoli metallici e utilizzare viti con un diametro di 3 mm. Per conferirgli un aspetto estetico, il nostro incisore dovrà carteggiare tutte le parti con carta vetrata fine, se lo si desidera, possono essere verniciate; Mi piace il nero, ho verniciato a spruzzo tutte le parti di nero.

Passaggio 3 Preparare l'alimentatore.
Per alimentare l'incisore è necessario un alimentatore da 5 volt con una corrente di almeno 1,5 ampere. Utilizzerò un vecchio alimentatore per computer. Taglia tutti i cuscinetti. Per avviare l'alimentazione è necessario cortocircuitare i fili verde (PC_ON) e nero (GND). Puoi mettere un interruttore tra questi fili per comodità, oppure puoi semplicemente attorcigliarli insieme e utilizzare l'interruttore di alimentazione, se presente.

Per collegare il carico, emettiamo fili rosso (+5), giallo (+12) e nero (GND). Il viola (standby +5) può emettere un massimo di 2 A o meno, a seconda dell'alimentatore. C'è tensione anche con i fili verde e nero aperti.

Per comodità, incolliamo l'incisore all'alimentatore con nastro biadesivo.

Passo 4 Joystick per il controllo manuale.
Per impostare la posizione iniziale dell'incisione utilizzeremo il joystick e il pulsante analogico. Posizioniamo tutto sul circuito stampato e tiriamo fuori i fili per collegarci ad Arduino. Avvitatelo al corpo:

Ci colleghiamo secondo il seguente schema:

Out X - pin A4 Arduino Out Y - pin A5 Arduino Out Sw – pin 3 Arduino Vcc - +5 Alimentazione Gnd – Gnd Arduino

Passaggio 5 Posizionare i componenti elettrici.
Posizioneremo tutti i componenti elettrici dietro il nostro incisore. Fissiamo Arduino Uno e il driver del motore con viti autofilettanti da 2,5 x 10 mm. Ci colleghiamo come segue:

Colleghiamo i fili dal motore passo-passo lungo l'asse X (tabella) alle uscite del driver del motore L9110S. Inoltre in questo modo:
B-IA – pin 7 B-IB – pin 6 A-IA – pin 5 A-IB – pin 4 Vcc - +5 dall'alimentazione GND - GND

Colleghiamo i fili dal motore passo-passo lungo l'asse Y (laser) alle uscite del driver del motore L9110S. Inoltre in questo modo:
B-IA – pin 12 B-IB – pin 11 A-IA – pin 10 A-IB – pin 9 Vcc - +5 dall'alimentazione GND – GND

Se al primo avvio i motori ronzano ma non si muovono, vale la pena sostituire i fili avvitati dei motori.

Non dimenticare di connetterti:
+5 da Arduino - +5 alimentazione GND Arduino – GND Alimentazione

Passaggio 6Installare il laser.
Internet è pieno di schemi e istruzioni per realizzare un laser da un diodo laser da un masterizzatore DVD-Rom. Questo processo è lungo e complicato. Pertanto, ho acquistato un laser già pronto con un driver e un radiatore di raffreddamento. Ciò semplifica notevolmente il processo di produzione dell’incisore laser. Il laser consuma fino a 500 mA, quindi non può essere collegato direttamente ad Arduino. Collegheremo il laser tramite un transistor TIP120 o TIP122.

Nello spazio tra la base del transistor e il pin 2 di Arduino deve essere inclusa una resistenza da 2,2 kOm.

Base – R 2.2 kOm – pin 2 Arduino Collettore – GND Laser (filo nero) Emettitore – GND (Alimentazione comune) +5 laser (filo rosso) - +5 alimentazione

Non ci sono molte connessioni qui, quindi saldiamo tutto a peso, lo isoliamo e avvitiamo il transistor sul retro del case:

Per fissare saldamente il laser, è necessario tagliare un'altra piastra dalla stessa plastica della piastra incollata sull'asse Y. Ad esso fissiamo il radiatore di raffreddamento del laser con le viti incluse nel kit laser:

Inseriamo il laser all'interno del radiatore e lo fissiamo con le viti incluse anche nel kit laser:

E avvitiamo l'intera struttura al nostro incisore:

Passaggio 7Ambiente di programmazione IDE Arduino.
Dovresti scaricare e installare l'IDE Arduino. Il modo migliore per farlo è dal progetto ufficiale.

L'ultima versione al momento della stesura delle istruzioni è ARDUINO 1.8.5. Non sono necessarie librerie aggiuntive. Dovresti collegare Arduino Uno al tuo computer e caricare al suo interno il seguente schizzo:

Dopo aver compilato lo schizzo, dovresti controllare che l'incisore funzioni come dovrebbe.

Attenzione! Un laser non è un giocattolo! Un raggio laser, anche non focalizzato, anche riflesso, danneggia la retina quando entra nell'occhio. Consiglio vivamente l'acquisto di occhiali protettivi! E tutti i lavori di test e regolazione vengono eseguiti solo con occhiali protettivi. Inoltre, non dovresti guardare il laser durante il processo di incisione senza occhiali.

Accendi l'alimentazione. Quando si cambia la posizione del joystick in avanti o all'indietro, il tavolo dovrebbe spostarsi e l'asse Y, ovvero il laser, dovrebbe spostarsi da sinistra a destra. Quando si preme il pulsante, il laser dovrebbe accendersi.

Successivamente, è necessario regolare la messa a fuoco del laser. Indossiamo gli occhiali protettivi! Posiziona un piccolo foglio di carta sul tavolo e premi il pulsante. Modificando la posizione della lente (ruotiamo la lente), troviamo la posizione in cui il punto laser sul foglio è minimo.

Passaggio 8 Preparazione dell'elaborazione.
Per trasferire l'immagine all'incisore utilizzeremo l'ambiente di programmazione Processing. È necessario scaricare da ufficiale

I laser fanno parte da tempo della nostra vita quotidiana. Le guide utilizzano puntatori luminosi, i costruttori utilizzano una trave per impostare i livelli. La capacità di un laser di riscaldare i materiali (anche fino al punto di distruzione termica) viene utilizzata per tagliare e decorare.

Un'applicazione è l'incisione laser. Su vari materiali è possibile ottenere modelli fini praticamente senza limiti di complessità.

Le superfici in legno sono ottime per la combustione. Particolarmente apprezzate sono le incisioni su plexiglass retroilluminato.

C'è un'ampia scelta di macchine per incidere in vendita, per lo più prodotte in Cina. L'attrezzatura non è troppo costosa, tuttavia non è consigliabile acquistarla solo per divertimento. È molto più interessante realizzare un incisore laser con le tue mani.

È solo necessario ottenere un laser con una potenza di diversi W e creare un sistema di movimento del telaio su due assi coordinati.

Macchina per incisione laser fai-da-te

La pistola laser non è l'elemento di design più complesso e ci sono opzioni. A seconda dei compiti, puoi scegliere una potenza diversa (in base al costo, fino all'acquisto gratuito). Gli artigiani del Medio Regno offrono vari design già pronti, a volte realizzati con alta qualità.


Con una pistola da 2 W puoi persino tagliare il compensato. La possibilità di mettere a fuoco alla distanza richiesta consente di controllare sia la larghezza dell'incisione che la profondità di penetrazione (per disegni 3D).

Il costo di un dispositivo del genere è di circa 5-6 mila rubli. Se non è necessaria una potenza elevata, utilizzare un laser a bassa potenza da un masterizzatore DVD, che può essere acquistato per pochi centesimi sul mercato radiofonico.

Ci sono soluzioni abbastanza praticabili, la produzione si prenderà un giorno libero

Non c'è bisogno di spiegare come rimuovere il semiconduttore laser dal drive, se sai come “fare le cose” con le mani, non è difficile. La cosa principale è scegliere una custodia resistente e confortevole. Inoltre, un laser "da combattimento", sebbene a bassa potenza, richiede il raffreddamento. Nel caso di un drive DVD è sufficiente un dissipatore passivo.

Molti di quegli artigiani domestici che producono e decorano prodotti in legno e altri materiali nel loro laboratorio hanno probabilmente pensato a come realizzare un incisore laser con le proprie mani. La presenza di tali apparecchiature, i cui modelli seriali sono piuttosto costosi, consente non solo di applicare disegni complessi sulla superficie del pezzo con elevata precisione e dettaglio, ma anche di eseguire il taglio laser di vari materiali.

Un incisore laser fatto in casa, che costerà molto meno di un modello seriale, può essere realizzato anche se non si hanno conoscenze approfondite di elettronica e meccanica. L'incisore laser del progetto proposto è assemblato sulla piattaforma hardware Arduino e ha una potenza di 3 W, mentre per i modelli industriali questo parametro è di almeno 400 W. Tuttavia, anche una potenza così bassa consente di utilizzare questo dispositivo per tagliare prodotti in polistirolo espanso, fogli di sughero, plastica e cartone, nonché per eseguire incisioni laser di alta qualità.

Materiali richiesti

Per realizzare il tuo incisore laser utilizzando Arduino, avrai bisogno dei seguenti materiali di consumo, meccanismi e strumenti:

• piattaforma hardware Arduino R3;
• Proto Board dotata di display;
• motori passo-passo, che possono essere utilizzati come motori elettrici da una stampante o da un lettore DVD;
• laser con una potenza di 3 W;
• dispositivo di raffreddamento laser;
• Regolatore di tensione CC-CC;
• transistor MOSFET;
• schede elettroniche che controllano i motori dell'incisore laser;
• finecorsa;
• un alloggiamento in cui è possibile posizionare tutti gli elementi strutturali di un incisore fatto in casa;
• cinghie dentate e pulegge per la loro installazione;
• cuscinetti a sfere di varie dimensioni;
• quattro assi di legno (due delle quali con dimensioni 135x10x2 cm e le altre due - 125x10x2 cm);
• quattro aste metalliche tonde del diametro di 10 mm;
• bulloni, dadi e viti;
• lubrificante;
• morsetti;
• computer;
• punte di vari diametri;
• sega circolare;
• carta vetrata;
• vice;
• set standard di strumenti per fabbro.

Parte elettrica di un incisore laser fatto in casa

L'elemento principale del circuito elettrico del dispositivo presentato è un emettitore laser, il cui ingresso deve essere alimentato con una tensione costante con un valore non superiore ai parametri consentiti. Se questo requisito non viene soddisfatto, il laser potrebbe semplicemente bruciarsi. L'emettitore laser utilizzato nell'impianto di incisione del progetto presentato è progettato per una tensione di 5 V e una corrente non superiore a 2,4 A, pertanto il regolatore DC-DC deve essere configurato per una corrente di 2 A e una tensione fino a 5 V.

Il transistor MOSFET, che è l'elemento più importante della parte elettrica di un incisore laser, è necessario per accendere e spegnere l'emettitore laser quando riceve un segnale dal controller Arduino. Il segnale elettrico generato dal controller è molto debole, quindi solo un transistor MOSFET può rilevarlo e quindi sbloccare e chiudere il circuito di alimentazione del laser. Nel circuito elettrico di un incisore laser, un tale transistor è installato tra il contatto positivo del laser e il contatto negativo del regolatore DC.

I motori passo-passo dell'incisore laser sono collegati tramite una scheda di controllo elettronica, che ne garantisce il funzionamento sincrono. Grazie a questa connessione, le cinghie dentate azionate da più motori non si abbassano e mantengono una tensione stabile durante il funzionamento, garantendo la qualità e l'accuratezza della lavorazione eseguita.

Va tenuto presente che il diodo laser utilizzato in una macchina per incidere fatta in casa non deve surriscaldarsi.

Per fare ciò, è necessario garantirne un raffreddamento efficace. Questo problema può essere risolto in modo molto semplice: accanto al diodo è installata una normale ventola del computer. Per evitare il surriscaldamento delle schede di controllo del motore passo-passo, accanto ad esse vengono posizionati anche i dispositivi di raffreddamento del computer, poiché i radiatori convenzionali non possono far fronte a questo compito.

Foto del processo di assemblaggio del circuito elettrico

Foto-1 Foto-2 Foto-3
Foto-4 Foto-5 Foto-6

Processo di costruzione

La macchina per incidere fatta in casa del progetto proposto è un dispositivo a navetta, uno dei cui elementi mobili è responsabile del movimento lungo l'asse Y e gli altri due, accoppiati, del movimento lungo l'asse X. che è anche specificato nei parametri di tale stampante 3D, viene presa la profondità alla quale viene bruciato il materiale in lavorazione. La profondità dei fori in cui sono installati gli elementi del meccanismo a navetta dell'incisore laser deve essere di almeno 12 mm.

Struttura della scrivania: dimensioni e tolleranze

Foto-1 Foto-2 Foto-3
Foto-4 Foto-5 Foto-6

Aste di alluminio con un diametro di almeno 10 mm possono fungere da elementi di guida lungo i quali si muoverà la testa di lavoro di un dispositivo di incisione laser. Se non è possibile reperire aste in alluminio, è possibile utilizzare per questi scopi guide in acciaio dello stesso diametro. La necessità di utilizzare aste esattamente di questo diametro è spiegata dal fatto che in questo caso la testa di lavoro del dispositivo di incisione laser non si abbasserà.

Realizzazione di un carro mobile

Foto-1 Foto-2 Foto-3

La superficie delle aste che verranno utilizzate come elementi di guida per il dispositivo di incisione laser deve essere pulita dal grasso di fabbrica e levigata accuratamente fino a renderla perfettamente liscia. Successivamente dovrebbero essere rivestiti con un lubrificante a base di litio bianco, che migliorerà il processo di scorrimento.

L'installazione dei motori passo-passo sul corpo di un dispositivo di incisione fatto in casa viene eseguita utilizzando staffe in lamiera. Per realizzare tale staffa, una lamiera di metallo la cui larghezza corrisponde approssimativamente alla larghezza del motore stesso e la cui lunghezza è doppia della lunghezza della sua base, viene piegata ad angolo retto. Sulla superficie di tale staffa, dove verrà posizionata la base del motore elettrico, vengono praticati 6 fori, 4 dei quali sono necessari per fissare il motore stesso, e i restanti due servono per fissare la staffa al corpo utilizzando normali automezzi. -viti autofilettanti.

Per installare un meccanismo di azionamento costituito da due pulegge, una rondella e un bullone sull'albero del motore elettrico, viene utilizzato anche un pezzo di lamiera di dimensioni adeguate. Per montare tale unità, da una lamiera metallica è formato un profilo a forma di U, in cui sono praticati dei fori per il fissaggio al corpo dell'incisore e per l'uscita dell'albero del motore elettrico. Le pulegge su cui verranno posizionate le cinghie dentate sono montate sull'albero del motore elettrico di azionamento e posizionate nella parte interna del profilo a forma di U. Le cinghie dentate poste su pulegge, che dovrebbero azionare le navette del dispositivo di incisione, sono collegate alle loro basi di legno tramite viti autofilettanti.

Installazione di motori passo-passo

Foto-1 Foto-2 Foto-3
Foto-4 Foto-5 Foto-6

Installazione del software

Il tuo coltivatore laser, che deve funzionare in modalità automatica, richiederà non solo l'installazione, ma anche la configurazione di un software speciale. L'elemento più importante di tale supporto è un programma che consente di creare i contorni del disegno desiderato e di convertirli in un'estensione comprensibile agli elementi di controllo dell'incisore laser. Questo programma è disponibile gratuitamente e può essere scaricato sul tuo computer senza problemi.

Il programma scaricato sul computer che controlla il dispositivo di incisione viene decompresso dall'archivio e installato. Inoltre, avrai bisogno di una libreria di contorni, nonché di un programma che invierà i dati sul disegno o sull'iscrizione creati al controller Arduino. Tale libreria (così come un programma per il trasferimento dei dati al responsabile del trattamento) è anche di pubblico dominio. Affinché il tuo prodotto laser fatto in casa funzioni correttamente e affinché l'incisione eseguita con il suo aiuto sia di alta qualità, dovrai configurare il controller stesso sui parametri del dispositivo di incisione.

Caratteristiche dell'utilizzo dei contorni

Se hai già capito la domanda su come realizzare un incisore laser portatile, è necessario chiarire la questione dei parametri dei contorni che possono essere applicati utilizzando tale dispositivo. Tali contorni, il cui interno non viene riempito anche se il disegno originale viene sovraverniciato, devono essere trasmessi al controllore dell'incisore come file non in pixel (jpeg), ma in formato vettoriale. Ciò significa che l'immagine o l'iscrizione applicata sulla superficie del prodotto lavorato utilizzando tale incisore non sarà composta da pixel, ma da punti. Tali immagini e iscrizioni possono essere ridimensionate a piacere, concentrandosi sulla superficie su cui devono essere applicate.

Utilizzando un incisore laser, è possibile applicare quasi tutti i disegni e le iscrizioni sulla superficie del pezzo, ma per fare ciò i layout del computer devono essere convertiti in formato vettoriale. Questa procedura non è difficile da eseguire: per questo vengono utilizzati programmi speciali Inkscape o Adobe Illustrator. Un file già convertito in formato vettoriale deve essere riconvertito affinché possa essere elaborato correttamente dal controllo della macchina per incidere. Per questa conversione viene utilizzato il programma Inkscape Laserengraver.

Allestimento finale e preparazione al lavoro

Dopo aver realizzato una macchina per incisione laser con le tue mani e aver scaricato il software necessario nel suo computer di controllo, non iniziare subito a lavorare: l'attrezzatura necessita di configurazione e regolazione finali. Cos'è questo aggiustamento? Innanzitutto bisogna assicurarsi che i movimenti massimi della testa laser della macchina lungo gli assi X e Y coincidano con i valori ottenuti durante la conversione del file vettoriale. Inoltre, a seconda dello spessore del materiale di cui è composto il pezzo, è necessario regolare i parametri della corrente fornita alla testina laser. Questo dovrebbe essere fatto per non bruciare il prodotto sulla superficie su cui si desidera incidere.