Направи си сам технология за производство на горелки с ЦПУ. Коя CNC горелка е по-добра - тел или лазер? Консумативи и поддръжка

Всички снимки от статията

В художествената графика има такъв термин като пирография, което буквално означава рисуване с огън и за това се използва домашна или професионална машина за изгаряне на дърво. Но в същото време не трябва да забравяме, че тук може да се довърши не само масивно дърво, но и шперплат и корк, кожа и плътна тъкан, картон и филц.

Само върхът на самия инструмент, разбира се, ще се различава по размер и дори по конфигурация. Ще ви кажем какви са видовете устройства и дали можете да ги направите сами, а също така предлагаме на вашето внимание видеоклипа в тази статия.

Инструменти за пирография

Видове горелки

Забележка. Независимо от марката или дори марката на производителя, всички устройства за изгаряне могат да бъдат различни не само по отношение на съотношението цена-качество, но и по отношение на метода на рисуване.

• Най-често срещаното устройство за изгаряне на дърва е апарат с нихромов контур, който е именно носител на висока температура, действащ на принципа на спирала - на верига, тоест загрява, когато нулата и фазата са затворени през него. Фабричните устройства често имат превключвател на захранването, който може да бъде плавен или стъпаловиден (щракащ), което всъщност няма значение.
  Основното удобство на жичния контур е, че той се нагрява и напълно се охлажда за няколко секунди, следователно не е нужно да държите такова устройство включено през цялото време и това от своя страна ще има положителен ефект върху мощността консумация.

• Освен това за ръчна работа се използва апарат със сменяеми дюзи, както е на снимката по-горе, който може да се използва и като поялник при работа с калай и колофон (електрически устройства и табла). Такова устройство също се нагрява, подобно на конвенционален поялник, с помощта на вградена спирала в държача на дюзата, следователно процесът на нагряване и охлаждане отнема много време и по време на работа обикновено не се изключва от мрежата .
  Но този недостатък се компенсира до известна степен от превключвателя на захранването и така че дюзата да не се охлади напълно, превключвателят се превключва на най-слабия режим, въпреки че е по-добре да смените дюзите в студено състояние, тъй като металът се разширява при нагряване и държачът може да се счупи.

• В допълнение към обичайните, заострени дюзи, горелка, работеща на принципа на електрически поялник, може да се постави върху дюза под формата на печат, тоест ще бъде същата дюза, само с край в формата на равнина с релефно изображение. Такива устройства най-често се използват за маркиране или масово производство на всякакви занаяти и работят от 220V мрежа.

• Разбира се, най-скъпият инструмент е машината - лазерно изгаряне на дърва с висока точност е постижимо само при механизирана обработка с цифрово управление. Предимството на пирографа е, че се управлява през компютър и там можете да качите програма с желаното изображение (рисунка или надпис).

Сглобяване на устройството сами

Забележка. За да направим електрическа горелка за дърва със собствените си ръце, в този случай се нуждаем от поялник, старо захранване, например от отвертка или мобилен телефон (в нашия случай това ще бъде зарядно устройство от iPhone 5.1V 2A ), две дебели игли (от шприц и шивашка) и шишче за барбекю.
Освен това се нуждаем от конци за обувки, флюс (колофон) и спойка (калай).

Като начало отхапваме гнездото на дюзата от иглата за спринцовката - няма да ни трябва, но най-добре е да вземем второто копие не за медицински цели, а за шиене.

Сега вземаме шиш за барбекю (между другото, можете да го направите със собствените си ръце, като отчупите парче борова дървена летва) и закрепете иглите към него със синтетичен конец за обувки, така че да са разположени по протежение на дървения държач отсреща страни, както е показано на снимката по-горе. В същото време се опитайте да направите иглата за шиене малко по-дълга от медицинската, с около 2 мм.

Сега трябва внимателно да огънем върха на шевната игла към медицинската, така че върхът й да попадне точно в изходната част на отвора (така че фиксирането ще бъде по-надеждно). Но не се опитвайте да затворите краищата, така че да са в напрежение - леко докосване ще бъде достатъчно.

Продължаване на темата за проекта с отворен код*. Както всички истории започват с думи - беше вечерта ... В тази ситуация всичко е малко по-различно. Миналата година беше проектиран и сглобен (почти на залог) cnc рутер, отпечатан на 3D принтер. . Машината беше сглобена, пусната, окачен лазер от 5,5 вата. След "играта" с лазера самият рутер остана на заден план. Започна да гори. Както знаете, лазерът работи много добре с векторна графика, в това отношение може да се каже, че няма равен, но проблемите започват с растера. И тук влиза в сила човешкото “Искам още!”. Без колебание, първото нещо, което ми дойде на ум, беше нихромова горелка, която хвана окото ми преди няколко години. Да, и финансовите инвестиции изискват много по-малко от цената на самия лазер.

Как работи?
Принципът на работа може да се сравни или по-скоро да се тества с поялник под ръка. Загрявайки го до максимална температура, започнете бавно да рисувате върху дървена повърхност, колкото по-бавно преминавате, толкова по-тъмна става изгорялата повърхност, ако я нарисувате много бързо, повърхността няма да има време да изгори (твърде кратък контакт с повърхността) на фигурата можете да я изобразите така: алгоритъм и вграден софтуер)

При максимални скорости цветът остава практически непроменен спрямо повърхността.

Проектиране и монтаж

Първоначално дизайнът не трябва да бъде според класическата схема, но след малко размисъл реших да оставя класиката все пак, т.к. беше необходимо да се тества един конструктивен елемент, а именно оста X с шейна. Просто казано, как ще се държи каретката на два линейни лагера. Въпреки че машината не носи никакво натоварване по време на работа, но все пак две, това не е достатъчно, китайската реакция е безмилостна

Като цяло, с изключение на "малките неща" в дизайна, се използват само 8 печатни части, при които стартирането на машината вече е възможно, като цяло в момента има 11 части (хардуерна стойка, капак с охладители, и т.н.). Поради своята „простота“ на възлите, на теория размерът може да бъде всякакъв, на теория, тъй като 8 мм валове са над метър, мисля, че вече не е много добър. Да, и първоначално машината беше планирана в такъв размер, че лесно да се побере лист А3. Но поради факта, че, както се оказа по-късно, нямах 500 mm водачи за оста X, тъй като ги прекарах на рутера, но имаше 800 mm в кошчетата. Стана жалко да се режат, оставиха ги такива, каквито са, от което машината нарасна по размер. Както се оказа по време на работа, това е само огромен плюс.

Рамката е изработена от алуминиев квадратен профил 20х20 мм по периметъра, а "масата" е изработена от същия материал 12х12 мм, всичко е закрепено с нитове. Можете също да го завъртите с болтове, но не се занимавах с ненужни движения, нитовете изпълняват задачата си напълно

Какво е добро за такава рамка, така че окабеляването лесно да се скрие в тръбите, като по този начин печели цялостния външен вид

Обща форма:

електроника:

Всичко това е изградено на базата на Arduino UNO + cnc shield 3.0, съответно. Освен това щитът в моето домакинство има ролята на циганин, изпомпващ от машина на машина ... един за всички, един вид проститутка)) (банално е, че няма пари за допълнителна поръчка). Фърмуер GRBL 1.1. Тази икономика се захранва, включително блясъка на жилото, от 12-волтово захранване 40А (40 е твърде много, просто нямаше друго) 20 - 25 ампера, според предварителните изчисления, е напълно достатъчно.

Принудително охлаждане на драйвери

Софтуерна част:

За генериране на g-код използвам чудесна безплатна програма Converter Bmp to GCode. Това, което много ми хареса е, че има черни спийд тинктури, т.е. експериментално изберете с каква скорост се изгаря черната линия, без да разваляте повърхността "без да копаете в нея" и задайте тази стойност в програмата. Така стигнах до извода, че регулаторът на блясъка на върха по същество не е необходим, достатъчно е да зададете максималната топлина веднъж по време на монтажа и да намерите минималната черна скорост. В бъдеще, когато изгаряте, ако трябва да направите снимката по-светла, просто увеличете скоростта на черната стойност, жилото се движи по-бързо, следователно "начертаната" линия е по-лека. Максималният блясък може да бъде ограничен само от един параметър - максималната скорост на каретката и ускорението, в моя случай максималната скорост на каретката е 16700 mm / s, можете да увеличите скоростта, като поставите шайба на двигателя с по-голям диаметър. Експериментите с търсене продължават. След като кодовият файл е генериран, той вече може да бъде въведен във всяка програма, която "знае как" да изпрати код към arduino. Използвам LaserGrbl, вече съм свикнал с него, удобно е, че показва времето за изпълнение на програмата, можете да натиснете пауза и други екстри.

И сега механиката е сглобена, електрониката е свързана, ардуиното е флашнато и конфигурирано според параметрите на механиката, аз поставих параметрите в клавиатурата, като познах пръстите си, без да знам каква стъпка да направя в Y, като цяло има много въпроси и тестове предстоят в главата ми.
Първо изгаряне

Гледайки този позор, почесвайки тила си с интелигентни очи, на тази коза стана ясно, че е необходимо да се променят настройките на програмата въз основа на характеристиките на механиката. Реших да потърся малко в гугъл, да се заровя в темата. Тонове безполезни страници в мрежата, няколко века видеоклипове в YouTube, които просто показват как изгаря, без специални гласове, като цяло не научих нищо от никого, всичко е толкова красиво за всички, но не е ясно как. Попаднах на един "загадъчен" принтер, няма да му издавам името, мнозина ще го разберат, само ще кажа, че направо обърках цената му къде е лявото къде е дясното. И тогава най-накрая се замислих. Цената за него не е малка, вероятно има някакъв чип, от който се добавя такава сума, така че нещо се обърках ...
Разглеждайки внимателно първия тест за изгаряне, заключаваме, че скоростта на каретката е твърде висока, температурата на върха е ниска и стъпката между линиите е твърде голяма. Променете настройките, увеличете температурата, изгорете:

Добре, помислих си, но какви диви райета? Разбирам, че разстоянието между лентите е по-малко там, където има повече черно. Но факт е, че с течение на времето върху жилото, както и върху поялниците се появяват въглеродни отлагания и когато достигне критична маса, да кажем, въглеродните отлагания се отчупват и температурата на жилото се повишава рязко, т.к. в резултат на което се появява разлика в нюансите, а скоростта е постоянна. Тук не трябваше да измислям велосипед, всичко вече беше измислено от умни хора за мен, за които всичко е красиво и без задръствания. Владетел. Когато се приближи до координатата X = 0, жилото се сблъсква с метална линийка, буквално на сантиметър. Но и тук има малък трик, не намерих информация за това в мрежата, просто следвах логиката и грешките. Първият вариант НЕ е правилен:

Не е вярно, че когато се приближавате до владетеля, жилото, което получава известен натиск върху повърхността поради обичайната гумена лента в моя случай, трябва да се „изкачите“ върху повърхността на нашия почистващ препарат и колкото по-дебел е, толкова по-тъжно така е, така че линийката трябва да е най-евтината, т.е. най-тънкият, но това не е достатъчно, поради факта, че жилото е в горещо състояние, а нихромът не е толкова твърд материал, удряйки остър ъгъл, просто огъва жилата в рога на овен. Изход. Заточете малко ръба:

Това може да стане с помощта на дъщерята на българин или по друг начин, няма смисъл да го правите супер рязко, доказано е. Просто заточете ъгъла и проблемът е решен.
Нека опитаме следното:

Резултатът е буквално на лице. И това е, ето, започна се! Изгорете целия шперплат в колибата!

Няма да качвам много снимки, т.к. все още не всичко е перфектно, предстоят тестове, тестове и още тестове, трябва да намерите максималните му възможности, като по този начин увеличите скоростта. Това не е бързо удоволствие, последните две обгорени снимки се отпечатваха средно по 5 часа и половина, размер 310x410. В същото време средната скорост на базата на кода е около 50-60% от възможностите й. Това е много кратко, но толкова. Приблизителното количество компоненти за сглобяване на тази машина shaitan е около 4t.r (по-късно ще дам по-точна сума) В зависимост от това дали ще ви бъде интересно по-нататък, ще последва следващата статия с готов проект и неговия финал възможности.
Връзка към проекти на Kirviks

Какви характеристики трябва да има CNC горелка, как се различават продуктите и възможно ли е да ги проектирате сами? Експертите предупреждават, преди да отидете в магазина за устройството или да се опитате да го сглобите, трябва да разберете механизма на машината с ЦПУ и да помислите кой ще бъде оптимален.

Напоследък пирографията се развива и придобива особено търсене, хората поръчват картини и портрети, изгорени върху дърво, от професионалисти като сувенири и подаръци. Ето защо опитни занаятчии и любители на тази дейност имаха идеята да отворят собствен малък бизнес, базиран на изгаряне на изображения.

Лазерната CNC горелка е едно от най-новите разработки.

CNC лазерна горелка

Основната отличителна черта на устройството е възможността за точно изрязване и изчертаване на граници, висок резултат се постига поради факта, че машината рисува точки върху дърво. Предимства на лазерната машина:

• Поради високата точност на машината е удобно да изгаряте малки надписи и плочи - изображението ще бъде ясно с ярки контури.
• Лазерната горелка е подходяща за обработка на дърво, кожа, хартия и фолио.
• Машината работи правилно в помещение с ниска или висока температура, течения и капки не влияят на работата.

Има големи недостатъци.

Тъй като машината рисува с точки, няма да е възможно извеждането на полутонове и сенки с лазер. Дори опитен художник с оптимално настроена програма няма да може да постигне триизмерно изображение.

Лазерната CNC машина работи бавно. Експертите уверяват, че за да нарисува портрет с размери 25 × 25 сантиметра, майсторът ще трябва да отдели около 13 часа. Трябва да се има предвид, че картината ще бъде лека и може да се наложи допълнителна рисунка.

Когато увеличите снимка, преди да я прехвърлите върху платното, записващото устройство ще я начертае с пиксели. Външно изображението ще прилича на мозайка.

Майсторите казват, че излъчва твърде ярка светлина, с течение на времето такава яркост ще се отрази негативно на зрението.

Горелка с нихромова резба

Устройството е оборудвано с различен механизъм на действие, който придава на изгорените изображения значителен обем, рисунките изглеждат естествени и наситени. Изображението се нанася върху дървото с нихромова нишка, яркостта на цвета зависи от температурата на нагряване на нишката и времето на излагане на повърхността.

Докато рисувате сенките, върхът на телта трябва бързо да се изтегли по повърхността, без да се спира върху дървото. Но ако рисунката изисква ярки и плътни линии, жицата може да се остави за 3-4 секунди.

Предимствата на машината включват:

• Наситеността на картината се регулира на устройството със специален бутон.
• Функцията помага да се даде на изображението всякаква интензивност, в зависимост от желанията на клиента.
• Лесно е да горите картини върху дърво и кожа.
• За да нарисувате картина с размери 25 × 25 сантиметра, опитен специалист ще отнеме 3 часа.
• Чертежът няма да бъде пикселизиран при разтягане и уголемяване на снимката.
• По време на горене устройството не излъчва вредна светлина.

Недостатъци на агрегата

За да извърши ефективно работата, капитанът трябва да поддържа постоянна температура в помещението. Малко течение ще охлади нихромовото жило, върху изображението ще се появят бели ивици и светли участъци, работата ще трябва да бъде преработена.

Нихромното жило се износва бързо, сменя се на всеки 5 картини. Въпреки факта, че нишката има ниска цена, нейната подмяна отнема много време.

Самостоятелна изработка на машината

Тъй като горелката за дърва е скъпа, човек с висок доход може да закупи продукт, занаятчиите се опитват да изградят машини със собствените си ръце.

Трудно е да се проектира такъв продукт, човек ще трябва да отдели много време, усилия и пари.

Гравиращата машина може да служи като основа за производството на лазерна горелка

Ако майсторът има определени умения в електрониката и използва добре инструменти, лесно е да изградите основата сами.

Експертите казват, че лесният начин е да се конструира машина от ненужен принтер, устройството ще използва ремъчно задвижване и компютърно управление, за да премести масата в напречна посока.

Над масата се препоръчва да се фиксира каретката от пишеща машина с подвижна част, която се движи във всички посоки. Иглата на горелката е фиксирана към подвижния елемент. Последният етап е да свържете двигателя към компютъра чрез специален модул и да инсталирате оптималната програма, подходяща за запис на изображения.

Опитни занаятчии уверяват, че е доста трудно да сглобите горелка със собствените си ръце. Вероятността продуктът да работи правилно от първия път е около 50%. Индикаторите карат специалистите да мислят за възможността за производство на такъв агрегат у дома.

В мрежата можете да прочетете обявите: „Продавам (купувам) лазерна CNC горелка!“ Възприема се като възможност за отваряне на бизнес. В комплекта с CNC горелката с нихромова резба (сплав от никел и хром) трябва да има лаптоп, CNC устройство и резба от тази сплав. Как да решим?

На кой да дадете предпочитание?

Основното предимство на CNC машина за лазерно изгаряне (нарича се още CNC пирограф, а процесът на изгаряне върху него е пирография) е най-високата точност. Рисунка върху дърво и кожа е нанесена с точки. Така те пишат текстове, значки и прилагат изображения, които имат ясно обозначени граници, създават рисунки. Изработват дори сватбени покани върху кожа и табло с изгоряла снимка на младоженците и текста на поканата.

Сред недостатъците на лазерните горелки:

• невъзможността да се получат адекватни полутонове, сенките на лицето се получават поради факта, че плътността на черните точки намалява и това се забелязва от кратко разстояние;
• много ниска скорост (устройството изгаря 10 пиксела изображение в секунда), ще отнеме 10 часа, за да получите изображение с размери 20x20 cm;
• редактиране на изображението (увеличаване на снимката), получаваме мозайка от квадрати върху изгорялата повърхност на материала;

• яркостта на сиянието от лазера има отрицателен ефект върху зрението (можете да работите само в специализирани очила, избрани за вида на сиянието на този лазер);
• минус в работата е катранът от дървета, който попада в картината при изгаряне; можете да направите допълнителен въздушен поток, но се генерира много шум и е трудно да се говори за удобна работа;
• сложността на разресването на подготовката на дъската. Тези, които работят с дърво, намаляват интензивността на текстурата на дървото с разтвор на сода. След това детайлът трябва да се измие и изсуши добре. И ако е шперплат, може да се надуе по краищата от влага.

Ето защо много занаятчии отхвърлят CNC лазерната горелка и спират избора си на CNC нихромна горелка.

Телена горелка и нейните предимства

Ако го изгорите с нихром (тел или така наречената нишка от този материал), тогава има такива „плюсове“:

• Получават се "живи" изображения, където има сенки, полусянка и нюанси. Полутонове се постигат при промяна на температурата (нихромовата нишка се нагрява повече или по-малко, като същевременно се регулира времето за контакт на върха на телта с повърхността;
• реално контролирайте наситеността на изображението на самото ЦПУ за получаване на картини с различен интензитет;
• Майсторът изгори същия портрет 20х20 см за около 2 часа, 5 пъти по-бързо отколкото с лазерна машина. А това е голямо предимство при изгаряне на широкоформатни картини върху дърво с ЦПУ.
• детайлът е по-лесен за подготовка за работа;
• очите не са увредени от ярък блясък;
• катранът не се откроява, което означава, че не е необходим въздушен поток.

Устройството за изгаряне на нихром има недостатък: необходимостта от поддържане на стабилна температура в помещението. Но има изход - да затворите прозореца, за да няма течение. Има лека миризма при горене, помещението трябва да се проветри след приключване на работата.

Друг недостатък е, че нихромовата нишка в горелките трябва да се смени след 5-7 снимки. Не покрива разходите, така че бизнесът няма да пострада. 1 жило от нихром струва 2-3 рубли.

Ето защо, ако се вземе решение за сглобяване на горелка със собствените си ръце, тогава тя ще бъде с нихромова резба.

Различни модели домашни уреди

В мрежата наистина можете да се запознаете с горелки, които могат да създадат шарка върху шперплат, метал и дори стъкло, постигайки висока фотографска прилика на изображенията. Струва си да разгледаме накратко няколко опции:

1. Домашна машина за лазерно изгаряне, наричана още пиропринтер, може да се управлява от лаптоп, тогава не е необходим LPT кабел. Но на практика, предвид високата цена, лазерната CNC горелка се използва много по-рядко, въпреки че също има своите привърженици.
2. За най-простия вариант - лазерна писалка - ще ви трябват следните елементи:

• лазерен IR диод (1W мощност) и оптично влакно;
• един вид механичен молив;
• охлаждащ радиатор от ненужен телевизор с нанесена термопаста за подобряване на топлопроводимостта;
• батерии, за предпочитане тип 2AA или D;
• защита на очите - очила, които филтрират лазерното лъчение - 750 - 900 nm.

След като разглобите тънък механичен молив (по-добре е да вземете такъв с метална кутия), трябва да изрежете влакното по дължината на молива и да го поставите в върха. Закрепете с епоксидна смола или капка лепило, прикрепете към жицата и захранването. Както можете да видите, в този пример няма нищо сложно.

1. Гравьор за шперплат с малък размер - CNC машина за изгаряне на дърва може да бъде създадена от стари 3D принтери. В този домашен лазер фокусът се регулира от лещата, ходът й е достатъчен, за да фокусира светлинното петно ​​(по височината на материала) в рамките на 10 мм. И ако вземем предвид разходите за цифрово управление на устройството, тогава цялата конструкция, заедно с водачи и водачи, струва около 5500 рубли.
2. Можете да направите CNC машина за гравиране от стари CD / DVD устройства. Като пример, ние разглобяваме три DVD устройства, оставяйки стъпковия двигател и плъзгащия механизъм върху металното шаси. Контролните проводници трябва да бъдат запоени към стъпковия двигател (или към контактите на двигателя, или към кабелната верига).

Всяка платформа на осите X и Y е залепена към частите на механизма на двигателя. Такава лазерна CNC горелка има 2 механизма за движение, не се нуждае от вертикални движения. Под формата на шпиндел се използва електродвигател с 2 винтови скоби. За управление на стъпковия двигател Easydrivers е включен в Arduino. На лазерния светодиод от предварително демонтираното DVD-R устройство е отредена ролята на инструмент за пирография.

1. Ако сглобим CNC за собствените си нужди със собствените си ръце според схемата - машини за изгаряне с нихром (има висока устойчивост на топлина и може да се нагрява до много високи температури, не е подложен на корозия, е много еластичен); трябва да закупите тел от този материал.

Може да се извади от стар лабораторен реостат или електрическа печка с нихромна спирала.

внимание! Изберете нихромова нишка, като се има предвид диаметърът, дължината и степента на сплавта.

Най-популярният се счита за диаметър от 0,17 - 0,8 mm, способен да издържи температура на нажежаема жичка от 1200˚C.

На снимката по-долу: 3 примера за изгорено изображение, на принципа - аз го изгарям, нека другите знаят какво е пирография с машинно управление и какъв е резултатът.