Laser Cutter/de
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Release status: unknown
| Description | Schlüsselfertige oder Eigenbau-Laser-Cutter-Module
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| CAD Models | |
| External Link |
Contents
RepRap Research/Writeups
Background
Information Laser_Cutter/Background
Forumsdiskussion
Discussion: http://forums.reprap.org/read.php?133,13836
... auch in Deutsch: http://forums.reprap.org/read.php?414,35812
... Start eines "Forums-Projekts" mit Aufbau eines einfachen Konstantstrom-Treibers und Lasermoduls mit einer fasergekoppelten IR-Laserdiode oder auch einer beliebigen anderen Laserdiode mit Anpassung des Maximalstroms dafür: http://forums.reprap.org/read.php?336,772536
Laser-Systeme
- CO2-Laser:
10 Watt "sealed" RF-CO2-Laser - Versorgung mit Netzteil = 30V@6A, Leistungssteuerung per TTL-PWM-Signal:
- Fiber-Laser ...
- NdYAG-Laser ...
- Verschiedene Laserdioden:
1 Watt 'pigtail' Diodenlaser mit Fokussier-Optik, verschiedene Laserdioden bis 25 Watt, verschiedene Laserdioden bis 500Watt:
IR-Dioden von Innen:
Geöffnete 5Watt-, 9Watt- + 25Watt@975nm-Dioden, 20Watt@808nm-Diode, 200Watt@976nm-Diode:
Betriebsbereite Module:
5 Watt 'pigtail' Diodenlaser mit 4xLM317-Stromkonstanter (hier etwa 2Watt Ausgangsleistung) unfokussiert auf eine Fluoreszenz-Platte:
komplettes 5 Watt 'pigtail' Diodenlaser-Modul mit 4x oder 5x LM317-Stromkonstanter, MOSFET, Microcontroller, Panzerschlauch und Fokussierkopf - Prototyp links, 2. Version rechts:
30Watt@975nm-Laserdiode mit 8.6A-Treiber, mit etwa 1Watt auf IR-Indikator fokussiert:
200Watt@976nm-Laserdiode mit etwa 20 Watt auf Keramikfliese und Edelstahl:
Anwendungen:
'real blue' 445nm-Diode mit 1Ampere Strom and etwa 1Watt optische Leistung. - Links = fokussierter Strahl, Mitte = gravieren ohne Filter, Rechts = mit UV-Filterplatte:
Kostenabschätzung
- kommerzielle 'pigtailed' Diodenlaser mit 8Watt@975nm aus einer 0.1mm Glasfaser: ~230 Euros (Bestellmengen ab 5 Stück).
- kommerzielle schlüsselfertige Module mit 10Watt@975nm, einem roten Pilot-laser and Fasestecker (ohne Faser): ~1000 Euros (Bestellmengen ab 5 Stück).
- 5Watt-Pumpdioden aus defekten DPSS- oder Faserlasern: ~50 bis 80 Euro (je nach Bearbeitung und End-Kopplung)
- komplette schlüsselfertige Eigenbau-Lasermodule mit recycelten 5Watt-Pumpdioden: ~300 bis 1000 Euro (je nach Aufbau und Ausstattung)
Komponenten
1. Laser-Quellen:
- CO2-Laser ... gekapselte Module oder 'nackte' Glas-Röhren
- Dioden-laser ... am Besten mit angekoppelter Glasfaser (=pigtailed)
- ...
2. Strahlführungs-Optik:
- CO2: - Spiegel
- Dioden-Laser: - Glasfasern und/oder Linsen und Spiegel
- ...
3. Fokussierung:
- CO2: - Germanium- or ZnSe-Linsen ... konkave Spiegel sind für die Fokussierung ebenfalls geeignet
- Dioden-Laser: - 'normale' optische Linsen, eventuell IR-Antireflex-Beschichtet
- ...
3.1. Einkopplung eines Pilotlasers als Fokussierhilfe oder Indikator:
4. Stromversorgung:
- CO2: - meist spezielle Netzeile: RF-CO2-Laser häufig unter 40 Volt DC, 'nackte' und Eigenbau-CO2-Röhren benötigen häufig über 1000 Volt
- Dioden-Laser: - Konstantstrom-Treiber, je nach erforderlicher Versorgungsleistung bis zu mehreren Ampere (z.B. mehrere LM317 parallel) -- Update: komplette Schaltung
- ein aufgebauter Treiber mit 5xLM317 und einem schaltenden MOSFET:
- modifizierter Treiber mit 2xLM317 (jeder 1 Ampere) und 3xLM338 (2, 2, und 2.6 Ampere) mit beliebiger Vorwahl von 1 bis 8.6 Ampere:
- ...
5. Leistungssteuerung:
- CO2: - RF-CO2-Laser: - meist im Netzteil eingebaute Elektronik mit TTL-Input und Schaltfrequenzen von einigen Zehn kHz
- Dioden-Laser: - Strom-Modulation und/oder PWM-Steuerung bis zu einigen kHz
- Laser allgemein: - AOM (AcoustoOpticalModulator) mit Schaltfrequenzen bis zu einigen Hundert kHz
- ...
6. Methoden der Ansteuerung:
- Erzeugung von 'geometrisch definierten' Pulsen aus den XY-Takten eines CNC-controllers:
Diese Schaltung eignet sich nur zum Schneiden extrem dünner Materialien oder zum Gravieren!
- Berechnung der erforderlichen Leistung realtiv zur Verfahrgeschwindigkeit des Laser-Spots
- ...
Anwendungen
CO2-Laser:
- Schneiden/Gravieren
Dioden-Laser:
- Schneiden/Gravieren
- Löten und Hartlöten:
- Sintern von Pulvern aus z.B. Kunststoff, Keramik oder Metall (DMLS)
Multi-Dioden-Laserköpfe:
- ähnlich zu einem Drucker können mehrere Laserspots in einer Linie angeordnet werden und so durch Parallelisierung die Bearbeitungsgeschwindigkeit erheblich erhöhen.
Mit immer weiter fallenden Preisen für Diodenlaser dürften derartige Multi-Dioden-Laserköpfe bald für unter 1000 Euro als Eigenbau-Versionen zu haben sein ...
Spezifikationen
optional zusätzlich erforderliche Komponenten
- Mikroskop/Kamera zur Feinjustierung und Prozeßbeobachtung - Laserschutz beachten!
- Schutzgas (Stickstoff, Argon) oder saubere, trockene Luft.
Gesundheit und Sicherheit
- Laser-Schutzbrillen sind für die Arbeit am offenen Laserstrahl ein absolutes Muß!
... Beispiel für eine Laserschutzbrille mit Filterbereichen von 700-1100nm (Dioden-Laser und NdYAG) und 10600nm (CO2-Laser)
- Rauch und Dämpfe sind extrem giftig und krebserregend!
Die giftigen Abgase müssen abgesaugt und am Besten mit einem Aktivkohlefilter neutralisiert werden.
Für den Eigenbau können z.B. Fritteusenfilter oder Lötdampf-Absorber verwendet werden.
Kommerzielle Laserrauch-Absorber sind teilweise sehr groß und sperrig, können aber auch viel mehr Schadstoffe absorbieren und neutralisieren als gebräuchliche Lötdampfabsorber:
- Bei Verwendung von Schutzgas in abgeschlossenen Räumen muß die ausreichende Versorgung mit Atemluft gewährleistet sein ...
Externe links
- "DiY. How to build a homemade Router Laser CNC." Eigenbau-Lasergravierer mit Teilen von alten Druckern.
