Как сделать простой газовый резак по металлу. Инструкция по изготовлению самодельного лазера Как сделать резак по металлу из лазера
своими руками .Шаг 4: Оптика лазера
Для резки листа металла нужен лазерный луч с плотностью теплового потока 1550 Вт/мм2 .
100 Вт лазер может достичь такой плотности потока при размерах пятна 0,6452 мм2 (280 микрон) . Однако при той оптике, что использовалась в проекте, диаметр пучка составлял от 1,6 до 2,3 мм. В случае 1,6 мм при троекратном увеличении луча получаем диаметр 4,8 мм .
Расчет диаметра = 0.013 * M 2 * (фокусное расстояние/D), где M 2 равен 1, а D диаметр входного пучка.
Если заменить M 2 на 1.5, то получается диаметр 150 мкм. Согласно расчетам, плотность для этого пучка должна составлять 1550 Вт/мм2.
Расстояние от лазера (мм) = Диаметр пучка (мм)
- 0 мм = 1.9 мм;
- 250 мм = 2.9 мм;
- 500 мм = 4.7 мм;
- 750 мм = 6.7 мм;
- 1000 мм = 8.7 мм;
- 1500 мм = 12.9 мм;
- 2000 мм = 17.2 мм.
Таким образом, при расстоянии от лазера в 500 мм без каких-либо расширений диаметр пучка составит (предположим, что M 2 = 1.5) = 0.013 * 1.5 * (38,1/4.7) = 0.158 мм
Шаг 6: Часто задаваемые вопросы
Я хочу сделать режущую систему. Чтобы вы сделали по-другому? Существует ли способы, чтобы сэкономить время при покупке комплектующих?
Большинство механических частей, таких как: ЧПУ стол, охлаждающая система, рама, лазер довольно дешёвые. Процесс покупки не занимает много времени. Возможно самая большая техническая проблема, что стала передо мной – это использование сварочного аппарата, который может быть не у всех.
Оптика в значительной степени была самодельной и я не думаю, что она прослужит долго. Есть некоторые виды оптики, которые специально предназначены для лазера. Это позволит просто взять оптику из коробки, подключить к системе и начать резку.
Электроника. У вас должны быть двигатели, несколько контроллеров, концевые выключатели и аварийный рубильник. Соединить это все в одну интегрируемую систему было большой работой.
Есть примеры на ebay, когда продаются лазерные резаки достаточной мощности для резки металла. Они очень дорогие, требуют вентиляции и охлаждения. Прекрасный вариант для тех, у кого есть деньги.
Короткий ответ на вопрос: если у вас нет лишних $50000, то думаю большинство элементов системы следует сделать самостоятельно.
Смогу ли я резать латунь?
Нет не сможете. Проблема заключается в том, что в меди и латуни тепло распространяется довольно быстро. Из-за этого не получится сосредоточить тепловой поток в определенной точке. Металл не будет испаряться.
Сколько это все будет стоить?
При грубом подсчете… общая стоимость составляла около 15 тис. $. Стоимость лазера составила порядка $6500, стол с ЧПУ – $500, оптика – $2500. Система охлаждения – $500. Было много других непредвиденных расходов, таких как: электронные компоненты, двигатели, контроллеры, проводка для 220 В и вентиляция. На постройку лазера пошло 2 года.
Глядя на все эти станки мне пришла в голову идея переделать свой 3 D принтер в ЧПУ.
Не думаю, что это будет работать. Проблема в состоит в боковой тяге.
Во время работы принтера, положите руку на пути следования печатающей головки. Вы увидите, что даже не большое сопротивление будет препятствовать работе. Теперь подумайте о том, чтобы вместо печатающей головки установить на принтер гравер.
Представьте себе, какие проблемы возникнут при работе режущего инструмента с инерцией. Если тяжелый режущий инструмент движется в одном направлении, то быстро изменить направление движения не получится. При попытках экстренного изменения направления возможно повреждение ремней, шестерёнок или шаговиков. Большинство таких систем страдают тем, что присутствуют неточности в перемещении механизма. У системы есть люфт.
Может ли лазер нанести порез? Он оставляет ожоги?
Нет, не может. Одной из причин, по которым лазер не сможет этого сделать – это использование СО2. Луч не может проникнуть через воду, которая входит в состав кожных покровов. Другой причиной является то, что мощность пучка быстро рассеивается. В качестве эквивалентного примера – стрельба из дробовика по мишеням при расстоянии в километр. Если и получится получить порез, то кровь в ней сразу запечётся.
Шаг 7: Галерея
Различные предметы, что были сделаны с помощью лазера.
Спасибо за терпение! ЧПУшных Вам самоделок
!
Для изготовления своими руками газового резака понадобятся: капельницы, игла, сосок от камеры, пустая бутылка, медная проволока. Что с этим делать - далее.
Для того чтобы изготовить газовый резак своими руками, достаточно желания, некоторого количества свободного времени и нескольких самых простых составных частей. Российские умельцы давно придумали несколько вариантов конструкций, которые могут быть собраны любым желающим. По своим характеристикам таким изделия, конечно же, уступят изготовленным в заводских условиях. Тем не менее, они окажутся полезными при необходимости выполнить незначительные объемы по резке металла.
Газовые резаки или автогены пользуются популярностью из-за простоты и удобства работы с ними. При некоторой кустарности изготовления, газовый резак, выполненный своими руками, обладает вполне сносной производительностью и мощностью. Самостоятельное изготовление изделия позволяет сэкономить значительное количество средств, и вполне окупиться при необходимости выполнения небольших объемов работ с металлом.
В результате становится понятным, почему российские изобретатели не остались в стороне, не придумав какого-нибудь простейшего способа как сделать резак по металлу.
Необходимые материалы и инструменты
Для работ по изготовлению небольшого газового резака необходимо предварительно укомплектоваться:- двумя капельницами достаточно большого размера;
- иглой, при помощи которой накачивают обычные мячи для игры в футбол;
- обыкновенной бутылкой из пластика объемом 1,5-2 л. или, в качестве альтернативного варианта, компрессором для аквариума;
- баллоном, которым заправляют обычные зажигалки, наполненным пропан-бутаном;
- проволокой из меди;
- автомобильным соском для камеры;
- набором инструментов, содержащим паяльник, термо-клей, нож обычный или канцелярский, надфиль, точильный брусок или камень и т.д.
Изготовление
Процесс изготовления происходит в несколько последовательно выполняемых этапов:- Изготавливается подающая газ игла, исполняющая роль наконечника газового резака. На игле, применяющейся чтобы накачивать мячи, на расстоянии около 2 см от конца делается маленький надрез при помощи надфиля.
- Изготавливается подающая воздух (кислород) игла. Для этого необходимо взять иглу из капельницы, спилить острый наконечник точилом, изогнуть под 45 градусов на том же расстоянии (около 2 см). После этого изогнутая игла вставляется в отверстие, которое заранее было проделано в большой.
- При необходимости торчащие концы получившейся конструкции из двух игл выравниваются надфилем или точильным камнем.
- Для герметизации стыка и фиксации соединения игл друг к другу необходимо обмотать его проволокой из меди, заранее приготовленной и зачищенной от окиси. После этого обмотка покрывается флюсом, используемым для пайки, и тщательно, но аккуратно пропаивается оловом.
- К задним окончаниям игл присоединяются трубочки капельниц. При этом зажимы с них не снимаются, так как они будут использоваться для регулирования размера пламени.
- Изготавливается емкость для кислорода (или обычного воздуха, находящегося под давлением). Для этого в дне приготовленной бутылки из пластика вырезается отверстие под сосок из автомобильной камеры, который туда и устанавливается с использованием клея и специальной гайки. Такая конструкция позволит накачать в бутылку обыкновенным автонасосом сжатый воздух. В качестве альтернативного и более удобного варианта может быть использован компрессор для аквариума или даже электрический автонасос.
- В крышке ПВХ бутылки изготавливается отверстие для установки в нем капельницы, которая предварительно разрезается до так называемой «юбки». Место соединения крышки и капельницы также должно быть тщательно загерметизировано с использованием термо-клея.
- Получившаяся конструкция соединяется при помощи трубки капельницы с отверстием маленькой иглы. Таким образом, часть резака, по которой должен будет проходить сжатый воздух, практически выполнена.
- Изготавливается вторая магистраль, предназначенная для прохождения газа из баллона, который используется для заправки зажигалок. В пластмассовой крышке баллончика необходимо изготовить отверстие, диаметр которого должен совпадать с трубкой капельницы. Затем трубка вставляется в полученное отверстие. На ее конец устанавливается специальная насадка, которая обычно поставляется вместе с баллоном. Соединение должно быть максимально плотным, герметичным и прочным. После этого трубка с установленной насадкой фиксируется в пластиковой крышке таким образом, чтобы в закрытом положении она оказывала давление на сосок баллона.
Свой собственный газовый резак по металлу готов.
Работа с изготовленным резаком
Перед началом работы на изготовленном собственноручно мини-резаке, необходимо накачать бутылку из пластика воздухом (при использовании компрессора или автомобильного электронасоса — включить их). Затем следует аккуратно закрыть крышку баллончика для зажигалок.После выполнение всех перечисленных процедур необходимо открыть ограничительные зажимы, расположенные на трубках капельниц. После этого из каждой из игл должен начать выходить, соответственно, воздух и газ. Для начала работы резаком достаточно поднести огонек зажигалки или спичку к кончику резака.
Появившееся пламя необходимо отрегулировать вращением зажимов до ровного голубого цвета. Резак, режущий металл, готов к использованию. Производительности и мощности вполне хватит, чтобы с легкостью резать листовой металл до 1-2 мм толщиной. При этом температура пламени может доходить до 1,5 тысяч градусов.
Другим часто встречающимся вариантом газового резака, выполненного собственными силами, является водородный автоген, использующий в работе электролизный принцип. Его изготовление несколько сложнее и требует более значительных затрат средств и времени.
Заключение
Давайте так: лазерный резак по металлу – это как мужские часы. Крутой и уникальный инструмент, необходимый современному мужчине, имеющем собственный гараж и умеющими что-то делать своими руками.
Этот инструмент можно сделать своими руками. Это нетрудно, если выполнять необходимые правила и инструкции. Мощность самодельного лазерного ножа выйдет не бог весть какая, но при необходимости ее можно увеличить несколькими способами.
Конечно, у вас не выйдет инструмента для промышленных нужд, но для бытовых домашних работ ваш вполне подойдет.
Во-первых, вы сможете обойтись подручными материалами, то есть вам не придется ничего специально покупать в магазине. Самое главное – найти старую лазерную указку.
Дополнительно вам понадобятся:
- отвертки разного калибра;
- матрица с лазерным приводом из бывшего в употреблении DVD-ROM;
- фонарь, имеющий питание от аккумуляторных батареек;
- паяльник.
С большой осторожностью и максимальной тщательностью разбираем лазерную указку и дисковод. Сначала нужно достать привод из компьютерного дисковода.
Важный нюанс: это привод должен быть не только читающим, но и пишущим. Такими свойствами обладают все приводы современных компьютеров, так что перед тем, как разобрать, уточните модель и характеристики привода.
Лазерный резак по металлу.
Второй шаг – найти и вытащить диод красного цвета, с помощью которого производится запись на диске в виде прожигания. Вынимается этот диод просто: нужно паяльником распаять крепления.
Все действия проводите с нежностью и осторожно: диоды и прочая мелочь, связанная с ними – вещи хрупкие и готовые испортиться при малейшей возможности. Снизить риск поломки просто. Для этого достаточно диод поменять на красную лампочку из провода DVD.
Теперь начинаем делать корпус резака из припасенного фонарика и аккумуляторных батареек, которые понадобятся . Использование фонарика позволит вам произвести компактную и комфортную для работы модель.
Не забудьте удалить из него защитное стекло, так как оно может стать преградой для лазерного луча в дальнейшем.
Важнейший момент при изготовлении корпуса – правильный выбор полярности тока.
Теперь нужно запитать диод с помощью его подключения к зарядке для аккумуляторных батареек.
В качестве финального шага и перед началом работ делаем проверку:
- крепка ли фиксация в зажимах и фиксаторах;
- полярность устройства;
- направление и фокус луча.
Что можно делать вашим резаком?
Не забывайте, что ваш новый самодельный не способен резать толстый металл – это ему попросту не под силу. Но вы можете усилить инструмент для выполнения работ с практически любым металлом, если это необходимо.
Чертеж плазменной резки металла.
Предварительно вам нужно будет запастись конденсатором, потому что нож с усиленной мощностью ни в коем случае нельзя будет включать в сеть напрямую. Поэтому сначала ток должен выходит на конденсаторы и только потом на батарейки.
Повысить мощность можно с помощью дополнительных резисторов. Добавочную мощность ваш нож получит от использования так называемого коллиматора, который служит для концентрации и скапливания лазерного луча.
Коллиматоры стоят очень недорого и продаются в любом отделе электрооборудования.
В случае повышения мощности одновременно повышается никому не нужная статичность. Она легко ликвидируется с помощью намотки алюминиевой проволоки вокруг диода.
Теперь нужны измерения: меряем силу тока на концах резака после их подключения к диоду. Показатели регулируются, самый подходящий диапазон – от 300 до 500 мА.
Зачем возиться?
Гаджет крутой и нужный. Но дорогой. Зато резак по металлу своими руками смастерить несложно даже для новичков. Так что мотивация заняться реализацией наших советов налицо.
Давайте-ка лучше разберемся с принципами действия лазерного ножа, это пригодится всем: тем, кто его купил и тем, кто сделал его своими руками.
Главный герой – сфокусированный лазерный луч, который благодаря направленности и излучению действует, к примеру, на металл. Сам луч чрезвычайно узкий – диаметр у него очень маленький. Благодаря этому срезы на заготовках отличаются высочайшей точностью.
Глубина прорезывания зависит лишь от мощности инструмента. Здесь, конечно, выигрывают профессиональные заводские модели с высокими показателями углубления. Что же касается нашего самодельного лазерного ножа, то глубина здесь доступна на уровне 10 – 30 мм.
Схема работы газового резака.
Резаки по металлу подразделяются на три вида:
Твердотельные резаки
Выполнены из специального стекла или светодиодов кристаллического состава. Это относительно дешевые модели, выпускаются и используются в промышленности.
Волоконные лазерные ножи
В этом случае используется оптическое волокно, вследствие чего эти модели очень эффективны с точки зрения глубины резки. По сути действия напоминают твердотельные устройства – близкие родственники. Но более эффективные и дорогие по цене.
Газовые резаки
Используемые газы – азот, углекислый газ, может быть гелий. Данные модели значительно эффективнее двух предыдущих видов. Они режут все – от полимеров и резины до самых «трудных» металлов.
Лазерный резак ЧПУ своими руками
Теперь, когда каждый может зайти в интернет и приобрести довольно приличный 3D-принтер за 200 долларов, они официально вышли из арсенала «элитного хакера» и являются обычными, правда узкоспециализированными, устройствами. Это в целом хорошо для сообщества 3D-печати, но как насчет тех, кто хочет быть в стороне от технологии? Если вы расскажете, что у вас дома есть 3D-принтер, это уже не вызовет такого изумления, как раньше. Что же делать l33t-хакеру? Делаем лазерный резак своими руками.
Изучите лазерный резак/гравер: он похож на принтер, но его легче изготовить и он обладает большей способностью причинять телесные повреждения! С помощью этого лазерного модуля также можно производить гравировку на нержавеющей стали и резать тонкую древесину.
Несмотря на то, что есть пара хороших вариантов комплектов и сборок под ключ, но, как и в первые дни 3D-принтеров, некоторые из лучших машин по-прежнему собираются на дому.
Чтобы сделать лазерный резак своими руками, в данном случае были разобраны четыре принтера и восстановлены семь высококачественных линейных стержней диаметром 8 мм, что уже само по себе является отличным советом по экономии средств. Добавив несколько дешевых подшипников LM8 UU и распечатанных на 3D-принтере кронштейнов для них, мы собрали 2D платформу с плавным ходом всего за пару сотен рублей. Рама машины собрана из алюминиевой трубы квадратного сечения, которую можно найти в хозяйственном магазине. Никакой дорогостоящей экструзии.
Для самого лазера был применен 6-ваттный лазерный модуль . Он оснащен интегрированным драйвером и охлаждением, поэтому все, что вам нужно сделать, это обеспечить его питанием и стабильными средствами перемещения над заготовкой. Они даже предлагают магнитную док-станцию, которая позволяет снимать лазер с крепления для обслуживания или замены инструмента без каких-либо приспособлений. C помощью этого лазерного модуля можно производить гравировку на нержавеющей стали и резать тонкую древесину.
Многие мастера изготавливают из неиспользуемого оборудования что-то новое, в том числе самодельные лазерные станки для резки металла. Хотя большой мощности достичь невозможно, для бытового использования функционала достаточно. Повысить его позволяется использование некоторых подручных средств.
Как собрать станок для лазерной резки металла самостоятельно
Умельцы изготавливают лазерные резаки своими руками из-за их высокой стоимости. В быту можно создать только твердотельный резак, обладающий мощностью, позволяющей врезаться в металл всего на 1-3 см. Этого достаточно для изготовления декоративных элементов. Лазер работает за счет кристаллов, используемых в светодиодном оборудовании, и специальных стекол.
Необходимые материалы
Главный элемент – лазер пишущего дисковода для компьютера, обладающего высокой скоростью записи (чем она выше, тем больше мощность). Кроме него требуется:
- фонарик на батарейках;
- лазерная указка;
- паяльник;
- слесарные инструменты.
Если нужен более мощный инструмент, потребуются дополнительные элементы для изготовления драйвера:
- резисторы 2-5 Ом;
- два конденсатора (емкость 100 пФ и 100 мФ);
- коллиматор (сборщик лучей света в пучок);
- светодиодный фонарик (корпус должен быть металлический);
- мультиметр.
Если нет драйвера между батареями и лампочкой, она может сгореть.
Еще большую мощность можно получить, если использовать приобретенный в магазине лазерный диод на 60 Вт.
Такой станок лазерной резки металла своими руками лучше всего установить на раму, для контроля использовать компьютер, оснащенный специальной программой. Поэтому кроме лазера потребуется:
- корпус, вмещающий все элементы;
- шаговые электромоторы (из DVD-плееров или принтеров);
- платы и транзисторы, управляющие электромоторами;
- регулятор, контролирующий напряжение на излучателе;
- зубчатые ремни и шкивы для них;
- листовая сталь для изготовления кронштейнов;
- шарикоподшипники, стяжки, гайки, болты, винты, хомуты;
- выключатели кольцевые;
- контроллер и USB-кабель, соединяющий его с компьютером, и плата с дисплеем;
- система охлаждения;
- доски и стержни из металла.
Из досок изготавливается рама, металлические стержни выполняют роль направляющих.
Важно! Существует возможность купить комплект для лазерных резаков для электронной начинки.
Процесс изготовления
Первый шаг – разборка дисковода, чтобы извлечь из него лампочку. Она установлена в каретке и укреплена. Крепления распаиваются паяльником. Во время работы не следует подвергать лампочку сильным механическим воздействиям, способным повредить ее.
Перед сборкой резака необходимо определиться, от чего он будет питаться, куда вмонтировать диод и как распределить токи.
Важно! Для диода требуется более мощный ток, чем для элементов указки.
Нужно осторожно разобрать указку и заменить диод лампочкой, извлеченной из дисковода. Для крепления лучше всего использовать клей. Важно, чтобы глазок лампочки расположился по центру отверстия.
Мощности указки для резака недостаточно, ее повышают при помощи батареек для фонарика. Для этого нижняя часть фонарика совмещается с частью указки, в которой размещена лампочка из дисковода. Из фонарика удаляется стекло, лампочка подключается, соблюдая полярность.
Внимание! Мощности достаточно для того, чтобы прожечь кожу на руках!
При повышении мощности драйвером нужно накрутить вокруг лампочки проволоку из алюминия, убирающую статичность, и вмонтировать ее в коллиматор. При изготовлении лазера для резки металла своими руками элементы резистора присоединяются к батарейкам по последовательной схеме. Требуется точность при определении полярности. Для изменения силы тока к диоду подключается мультиметр, позволяющий регулировать показатель в пределах 300 мА до 500 мА.
Корпусом устройства для ручной лазерной резки металла по-прежнему может служить металлический фонарик.
Для самого мощного варианта после монтажа корпуса из досок устанавливаются стержни. Предварительно их шлифуют и смазывают составом, содержащим литий.
Для монтажа пошаговых электромоторов требуются кронштейны из листовой стали, согнутой под прямым углом. Требуются 6 отверстий для крепления саморезами листа и двигателя. Кронштейны нужно сделать и для крепления привода, созданного из двух шкивов. Только листы нужно согнуть в форме буквы П. Так же необходимы отверстия для крепления профиля и выхода вала, на который потом насаживаются шкивы для ремней. Ремни с основанием соединяются при помощи саморезов.
Чтобы резак работал автоматически, нужна специальная программа, которую можно скачать и установить на компьютер бесплатно.
Важно! Если планируется выполнять гравировочные работы, то следует скачать библиотеку контуров. Для настройки программного обеспечения требуется время.
Конечная стоимость
Размер затрат зависит от того, какая мощность у готового изделия.
Цены на материалы
Материал и инструмент | Цена (рубли) |
Самый дешевый вариант |
|
Фонарик на батарейках | |
Паяльник | |
Усиленный дешевый вариант |
|
Резистор | |
Конденсатор | |
Коллиматор | |
Светодиодный фонарик | |
Мультиметр | |
Мощный на раме |
|
Светодиод 60 Вт | |
Транзисторы | |
Регулятор напряжения | |
Зубчатый ремень | |
Контроллер | |
USB-кабель | |
Самый простой резак можно сделать почти бесплатно, если дома есть фонарик, лазерная указка и паяльник. Чтобы усилить его, придется потратить 546-1520 рублей. Лазерная установка для резки металла своими руками на раме самая дорогая. Даже, если дома есть подручные материалы для изготовления корпуса и системы охлаждения, электромоторы, доски, куски стали, винты, гайки, выключатели, придется потратить около 5000 рублей.
Преимущества и недостатки домашнего метода резки
Резка металлов лазером обладает высокой точностью, не деформирует материал, позволяет получить качественную поверхность среза. Раскрой бесконтактный, без механического воздействия и пыли. Но этот метод не подходит для толстого металла, так как подкаливание может создать проблемы при последующей обработке.
Техника безопасности
Во время работы обязательно нужно надевать защитные очки и перчатки, стараться не смотреть прямо на луч. В помещении не должно быть веществ, которые легко воспламеняются. Рядом должен быть огнетушитель (не порошковый). Так как для человека опасен не только луч, но и его отражение, нельзя работать с металлами, имеющими светоотражающую поверхность. Регулярно нужно проверять на целостность проводку, по которой проходит ток.