DIY 3D tištěný laserový rytec s přibl. Gravírovací plocha 38 x 29 cm: 15 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57

Slovo předem: Tento projekt využívá laser s velkým množstvím vyzařovaného výkonu. To může být velmi škodlivé pro různé materiály, vaši pokožku a zvláště vaše oči. Buďte tedy při používání tohoto stroje opatrní a snažte se blokovat každé přímé i odražené laserové záření, aby na něj aviod zasáhlo něco mimo stroj

Používejte ochranné brýle vhodné pro frekvenci použitého laseru

Před chvílí jsem vyrobil mini laserový rytec, založený na dvou cd mechanikách. Poté jsem vytvořil větší na základě věcí, které jsem si povaloval ve své dílně (viz můj instruktáž „Rychlý, špinavý a levný laserový rytec“). Malý funguje dobře, ale je malý. Větší je větší, ale díky vůli v částech není tak přesný.

Ale nyní vlastním 3D tiskárnu, rozhodl jsem se ji vyrobit od nuly s díly, které koupím, a díly, které si navrhnu a vytisknu sám. Takže jsem udělal.

Zaplatil jsem asi 190 euro za díly bez laseru, který jsem již vlastnil.

Ano, je to út, toto je opět instrukce pro laserového rytce. Ale domnívám se, že všechny instruktáže, které si můžete přečíst o předmětu, přidat spoustu informací a jiný úhel pohledu, který vám může pomoci rozhodnout, co dělat.

A opět je to pravda, za takovou částku peněz (pravděpodobně menší) si můžete koupit kompletní laserový rytec, ale zábava, kterou si sám vyrobíte, je pro mě k nezaplacení a také přesně vědět, jak je vše dohromady. A kromě toho jsem zažil spoustu zábavy při zjišťování, jaký by měl být rozměr návrhů (přiznávám: pro inspiraci jsem trochu hledal na internetu rytce, které si můžete koupit jako stavebnici) věcí, které je třeba vytisknout práce. Díky tomu to celé pochopíte lépe.

V tomto návodu vám ukážu, co jsem si koupil, co jsem vytiskl a jak je to sestaveno tak, aby z toho byl laserový rytec 38 x 29 cm (velikost gravírování/řezání).

Vytiskl jsem všechny tisknutelné části pomocí mé tiskárny Davinci pro 3 v 1: modré části s PLA a bílé věci (dálkové autobusy) s ABS.

Nastavení tiskárny PLA:

• 210 stupňů Celsia
• žádná vyhřívaná postel
• Vrstvy 0,25 mm
• tloušťka skořepiny (normální, horní a dolní povrch) 4 vrstvy
• 80% výplň (kromě „desek držáku pásu“vytiskněte ty se 100% výplní)
• všechny rychlosti 30 mm/s (kromě rychlosti netisknutí a zatahování 60 mm/s a spodní vrstvy 20 mm/s)
• okraj 5 mm
• žádné podpory
• vytlačovací poměr 100%

Nastavení tiskárny ABS:

normální nastavení ABS se 100% výplní

Mějte na paměti, že angličtina není můj rodný jazyk a předem se omlouvám za jakékoli gramatické a pravopisné chyby.

Krok 1: Kusovník

Toto je seznam věcí, které jsem koupil:

• 1x protlačování hliníkového profilu 2020, délka 1 m
• 2x hliníkový profil 2040 výlisků, délka 1 m
• 1x axel o průměru 8 mm, délka přibližně 44 cm
• 4x hliníkové rohové spoje s odpovídajícími maticemi a šrouby
• 1x dávka kluzných matic (kde ji koupím, dávka je 20 ks. Nepoužíváte je všechny)
• 12x nylonová kola 23 mm (vnitřní velikost 5 mm) speciálně pro použité profily
• 1 kuličkové ložisko, 22 mm vně, 8 mm uvnitř
• 2x kladka GT2, otvor 8 mm, pro řemen 6 mm (20 zubů)
• 1x kladka GT2, otvor 5 mm, pro řemen široký 6 mm (20 zubů)
• 1x pružná osová spojka 5 mm - 8 mm
• 2 metry rozvodového řemene GT2 6 mm
• 2x krokový motor NEMA17 (1,8 stupně/krok, 4,0 kg/cm) 42BYGHW609L20P1X2 nebo simulační
• 2x kabel krokového motoru, 1 m (pokud budete používat kabelová vedení, budete potřebovat delší kabely)
• 4x koncový spínač, vzdálenost otvorů 10 mm (pro tuto vzdálenost je vytištěná montážní deska)
• 1x Aduino Nano
• 2x krokový ovladač StepStick DRV8825 s chladičem
• Šrouby 12x m6 x 30 mm
• 8x šrouby, matice a podložky m5 x 30 mm
• 4x šrouby, matice a podložky m5 x 55 mm
• 4x m3 x n mm (kde n je hodnota v závislosti na hloubce otvorů m3 v motorech a tloušťce desky 7 mm + délka dálkových autobusů)
• 4x m3 x n mm (kde n je hodnota v závislosti na hloubce otvorů m3 v motorech a tloušťce desky 7 mm)
• některé šrouby m4 pro držáky pásů a montážní desku koncového spínače

také potřeba:

• 1x kondenzátor 100uF
• 1x odpor 220 Ohm
• 1x LED
• 1x tlačítko (vypínač motoru)
• 1x vhodné prkénko
• 1x 12 V napájecí zdroj nebo adaptér, který poskytuje dostatek zesilovačů.
• 1x laser s podporou TTL, nejlépe 500 mW nebo více. Vyšší Wattages docela dobře zkracuje dobu gravírování! Používám 2 W laser a to funguje dobře.

A když jste skončili s chlebem:

• 1x Prototypovací deska / PCB sklolaminát (34x52 otvorů / 9x15cm) (Nebo vyrobte leptanou PCB)
• 1 x konektor jack 2,1 x 5,5 mm vstup

Věci k tisku:

• Nohy LE3
• LE3 Testovací kalibr centrální vzdálenosti LE3
• LE3 Kuličkové ložisko ráže 21,5 22 22,5 mm
• LE3 Dálkové autobusy
• Motor LE3 a opačná strana
• Držák LE3 laser_motor
• Rám LE3 držák na opasek 20x40
• Montážní deska koncového spínače LE3 20x40
• Kabelová spona LE3, rám 20x40
• *********************** přidáno 11. května 2021 *********************** ******
• **** Motor LE3 a protilehlá strana s nastavitelnou vzdáleností náprav ****
• ****
• **** Po nastavení vzdálenosti můžete upevnit exentrický držák šroubu na místo pomocí
• **** dva parkovací šrouby. K tomu slouží dva otvory na každé straně.
• ****
• **** tyto mohou nahradit "motor LE3 a opačná strana", který nemá nastavitelnou vzdálenost náprav!
• ****
• ***************************************************************************

a v případě potřeby:

Držáky kabelů LE3 a držák na desku plošných spojů

Krok 2: Tisk souborů STL

Krok 3: 3D tištěné díly

To jsou všechny tištěné části

Krok 4: Nástroje, které potřebujete

Většinu hardwaru, který potřebujete, pravděpodobně ležíte ve své dílně, například:

• Plyers
• Šroubováky
• Páječka
• Tieraps
• Sada kohoutku a matrice
• Třmen

Vlastně ne o moc víc. Nejdůležitější je však vlastnit 3D tiskárnu nebo k ní mít přístup.

Krok 5: Příprava

Odřízněte profily v následujících délkách:

• profil 2020: 2 kusy po 37 cm
• profil 2040: 2 kusy po 55 cm a jeden kus 42 cm.

Profily můžete vidět pomocí pily, ale pokud máte přístup k průmyslové řezací pile (jako já), musíte místo toho použít. Výsledky jsou mnohem lepší.

Nyní máte 5 kusů rámu. Viz obrázek 1

Další věc, kterou musíte udělat, je klepnout na vlákno M6 ve všech profilech 2040. Viz obrázek 2

To jsou vlastně jediné přípravy, které musíte provést.

Krok 6: Hlavní rámec

Sestavení hlavního rámu je snadné a přímé dopředu (obr. 1 a 2). Po dokončení získáte dobrou představu o jeho velikosti.

Poté vytiskněte patky „LE3 Feet“(obr. 3), vyvrtejte otvory 6 mm a přišroubujte je šrouby 8 m6 k rámu.

Jak vidíte, netiskl jsem součásti úplně masivní, ale na jedné straně duté. Šetří to spoustu času na vlákna a tisk a je to velmi silné! Hladká strana dovnitř nebo ven (obr. 4) nezáleží na odolnosti, je to kosmetická volba.

Krok 7: Ujistěte se, že jsou správné velikosti tisku, a sestavte vozík

Je důležité zjistit, jak přesná tiskárna tiskne. Za tímto účelem jsem vytvořil několik testovacích kalibrů:

tak co dělat:

1. vytiskněte „dálkové autobusy LE3“(bílá na obr. 2)
2. vytiskněte „LE3 Test Caliber central distort suport wheels“a „LE3 ball bearing caliber“
3. vyvrtejte otvory pro osy kol (šrouby 5 mm) vrtákem 5 mm
4. vlevo na obrázku 1 je testovací kalibr, který určuje, jak velký otvor pro kuličkové ložisko musí být vytištěn, aby se pohodlně vešel. Existují tři různé velikosti: 21,5, 22 a 22,5 mm. To jsou hodnoty dané v tiskovém designu. Dírka, do které ložisko nejlépe zapadne (musíte do něj vložit určitou sílu, abyste jej mohli vložit), je ten, který potřebujete.
5. Vpravo vidíte kalibr k otestování vzdálenosti mezi vodícími koly. Je důležité, aby mezi rámem 2040 a koly nebyla vůle. S tímto kalibrem na to přijdete. Jednoduše přišroubujte tři kola 5mm šrouby a distančními podložkami a vyzkoušejte, v jaké vzdálenosti (58 nebo 59 mm) se rám pohybuje s koly s určitým odporem.

Poznámka:

v tiskových návrzích jsem použil 22,5 mm pro kuličkový otvor a vzdálenost 58 mm mezi koly. To funguje perfektně pro mě. Pokud pro vás tyto hodnoty nefungují, musíte proměnit design.

Po zjištění správných velikostí a vytištění „motoru LE3 a opačné strany“nejprve vyvrtejte otvory na obou deskách.

Sestavte vozík (obr. 2).

Potřebujete rám 2040, dlouhý 42 cm, motor a ložiskové desky, šrouby 4 m6, šrouby a matice 8 m5.

1. vyvrtejte otvory: 3 mm pro otvory pro motor, 5 mm pro otvory pro osy kol, 6 mm pro otvory pro připevnění desky k profilu
2. přišroubujte dvě horní kola na jednu z desek (použijte 5mm podložky mezi autobusy a kola, kola se musí volně otáčet!)
3. při opírání těchto kol o rám smontujte spodní dvě kola jako wel
4. totéž proveďte s druhou stranou (na obr. 2 je deska motoru vpředu a deska ložiska vzadu)
5. přišroubujte 4 m6 šrouby rám 2040 mezi desky

Nyní můžete kočár přesunout. Je v pořádku, pokud cítíš nějaký odpor, těší tě to, že se nehraje. Motory jsou dostatečně silné, aby to zvládly.

Tato sestava je ve skutečnosti obecným způsobem, jak dát dohromady zbytek tohoto stroje. Od této chvíle budu proto méně rozšířen a budu poukazovat pouze na důležité věci. Obrázky také říkají hodně.

Krok 8: Axel a motor

1. Pomocí 4 dálkových autobusů přišroubujte motor k desce (musíte zjistit správnou délku šroubů, záleží na tom, jak hluboké jsou otvory v motoru)
2. vložte ložisko na místo
3. protlačte osu 8 mm ložiskem a současně na osu nasaďte kladky 8 mm a pružnou spojku osy 5 mm-8 mm
4. upevněte vše na místo tak, aby zuby řemenice byly přesně nad štěrbinou rámu

Krok 9: Držák laseru/motoru a pásy

Držák laseru/motoru:

• Vytisknout „držák LE3 laser_motor“
• Tisk "Držák pásu LE3 20x40"
• Vyvrtejte držáky pásů na 3,2 mm a do otvorů vklepněte závit 4 mm
• vyvrtejte otvory držáku laseru/motoru na příslušné průměry. Extra otvory na straně laseru jsou pro upevnění univerzální laserové montážní desky, kterou jsem ještě nenavrhl.
• sestavte držák laseru/motoru
• dočasně odebrat profil vozíku 2040
• posuňte profil skrz kola. Je to v pořádku, pokud musíte poměrně silně zatlačit na profilový žlab. Když držím rám kolmo k zemi, i když je motor sestavený, gravitace nepohybuje držákem laseru/motoru.
• nasaďte na obě strany držák opasku
• znovu vložte profil s držákem laseru/motoru.

Na obr. 1 vidíte, jak je to poskládané (obrázek byl pořízen v pozdější fázi. Zapomněl jsem udělat jeden dříve). Nezapomeňte na podložky mezi autobusy a koly! Nevadí vám laser, toto je pouze testovací sestava.

Pásy. Nejprve ten v držáku laseru:

1. veďte řemen pod kola a přes kladku jako na obr. 2
2. veďte pás na obou stranách pod držáky pásu (ujistěte se, že máte dostatečnou délku pásu, abyste mohli uchopit kus pásu na obou stranách)
3. na jedné straně zatlačte držák pásu co nejvíce do strany a utáhněte šroub (není nutné jej velmi pevně utahovat)
4. nyní proveďte totéž na druhé straně a současně zatáhněte za řemen, aby bylo mezi kladkou a koly přiměřené napětí

U dvou pásů vozíku (obr. 3 a 4) proveďte totéž, ale s tím rozdílem, že musíte odvrátit pouze jednu nohu (sejmout horní šroub a povolit spodní) a vložit dva držáky pásu na jeden boční. Nyní můžete ten druhý zasunout pod vozík na druhou stranu. Ujistěte se také, že po napnutí dvou pásů je vozík zcela v pravém úhlu!

ps

pokud vytisknete držáky pásů v dřívější fázi, můžete je před montáží vložit do rámu

Krok 10: Koncové spínače + držáky

První tisk:

• Montážní deska koncového spínače LE3 20x40
• Kabelová spona LE3, rám 20x40

Na obr. 1 a 2 vidíte sestavené koncové spínače na hlavním rámu. Vzdálenost mezi nimi je cca. 45 cm (vzdálenost gravírování 38 cm + šířka desky 7 cm)

Na obr. 3 a 4 koncové spínače na příčníku, vzdálenost: 36 cm (29 + 7). Po montáži zkontrolujte, zda jsou spínače správně umístěny (žádné mechanické kolize).

Veškerá mechanická práce je nyní téměř hotová.

Přepínače již můžete zapojit a pomocí kabelových spon zajistit dráty v bočních štěrbinách rámu.

Krok 11: Elektronika

• Obr. 1 schematicky ukazuje spojení mezi díly
• Obr. 2, jak by mělo být propojení na desce.
• Obr. 3 a 6 prkénko v reálném životě
• Obr. 4 drátová strana prototypové desky, kterou jsem vyrobil
• Obr. 5 strana dílu. Všimněte si všech samičích konektorů záhlaví pro Arduino, desek ovladačů a všech drátových připojení. Tato připojení umožňují snadnější přepínání desek (je -li to nutné).

Pro prototypovací desku 9x15 cm jsem navrhl úchytné brzdy, abyste ji mohli přišroubovat k profilu 2020. Tyto brzdy jsou součástí tiskového souboru „Kabelové držáky LE3 a montáž na desku plošných spojů“(obr. 7 a 8).

Na každé desce ovladače jsou 3 připojení pro ovládání rozlišení kroku: M0, M1 a M2. Pomocí těchto připojení můžete určit rozlišení kroku podle toho, jak je připojit k +5V. Tam jsem udělal na prototypové desce propojovací linky pro každou ze 3 linek u dvou potápěčů. Na obrázku jsou ve žlutých kruzích. 5.

Pomocí těchto propojek můžete snadno nastavit rozlišení kroku:

M0 M1 M2 Rozlišení

• nízká nízká nízká Plná
• vysoká nízká nízká Poloviční
• nízký vysoký nízký 1/4
• vysoká vysoká nízká 1/8 (toto je nastavení, které používám a je nakreslené na obrázcích)
• nízká nízká vysoká 1/16
• vysoká vysoká vysoká 1/32

Kde vysoká znamená: připojeno k +5V (uzavřená propojovací linka).

Tyto propojky nenajdete na prkénku nebo schématu, ale získáte nápad a můžete je implementovat sami, pokud to není nutné.

Tyto propojky můžete vynechat a nastavit rozlišení kroku trvale na požadované rozlišení kroku. Až dosud jsem nastavení propojky neměnil: rozlišení 1/8 funguje dobře!

Přepínač také nenajdete na obrázku. 5 (pravý horní roh). Tento přepínač, který jsem implementoval, přepíná mezi D12 a D11 na desce Arduino pro řízení laseru, resp. M03 a M04 (Gcode). Zjistil jsem však, že se správnými programy již nemusíte používat M03, takže jsem to vynechal z plánů. Místo toho je linka TTL přímo připojena k D11 (M04).

Ps.

Vezměte prosím na vědomí, že podle schémat byly pro mě dva konektory (5 vodičů a 4 vodiče) nezbytné, protože jsem svůj laserový systém postavil sám pomocí samostatného chladicího ventilátoru. Ale pokud máte laserový modul a nechcete regulovat výkon laseru. Potřebujete pouze 3 horní řádky 5řádkového konektoru a napájení by mělo pocházet ze zdroje dodávaného s laserem.

Krok 12: Software

Použité programy pro účely tohoto pokynu:

• GRBL, verze 1.1 (arduino knihovna)
• LaserGRBL.exe, program pro odesílání krájených obrázků nebo vektorové grafiky do vašeho rytce/řezače
• Inkscape, program pro vektorové kreslení
• JTP Laser Tool V1.8, plugin potřebný pro Inkscape k vytvoření souboru Gcode pro LaserGRBL
• Poznámkový blok ++

Na internetu najdete spoustu informací o instalaci, stahování a používání těchto programů.

První věc, kterou musíte udělat, je změnit soubor config.h knihovny GRBL:

1. po stažení GRBL v1.1 otevřete config.h s Notepad ++ (config.h najdete v adresáři GRBL)
2. najděte řádky, které vidíte na obrázku. 1, 2 a 3 a změňte je podle pravé části obrázku (vlevo na obrázcích vidíte původní čáry a vpravo změněné)
3. soubor uložte

Nyní načtěte knihovnu GRBL do svého nano ovladače Arduino:

1. připojte Arduino k počítači
2. spusťte program Arduino
3. vyberte Skica
4. zvolte Importovat knihovnu
5. zvolte přidat knihovnu
6. přejděte do svého adresáře, kde se nachází GRBL a klikněte (neotevřít) na adresář GRBL (adresář, kde jste změnili soubor config.h)
7. klikněte otevřít
8. Ignorujte nezatagorizovanou zprávu bla bla bla a ukončete program Arduino
9. Přejděte do adresáře… GRBL/examples/grblUpload a spusťte grblUpload.ino
10. nyní začíná program Arduino a začíná kompilace. Po dokončení ignorujte zprávu o příliš malém paměťovém prostoru a ukončete program Arduino.

V této fázi je deska Arduino načtena GRBL a nastavení pro navádění a koncové spínače jsou správná.

Nyní musíte nechat GRBL na desce Arduino vědět, jaké rychlosti, rozměry atd. Jsou pro to, aby váš rytec mohl jít, nesesary.

• připojte Arduino k počítači
• Spusťte laserGRBL.exe
• klikněte na tlačítko připojení (hned vedle pole přenosové rychlosti)
• do pole pro odeslání zadejte příkaz $$ (pod polem průběhu) a stiskněte [Enter]
• Změňte hodnoty podle seznamu na obrázku. 4. Do pole pro odeslání příkazu (pod polem postupu) zadejte řádky, které je třeba změnit. Například: zadejte $ 100 = 40 [Enter]
• Opakujte to pro všechny řádky, které chcete změnit.
• poté můžete znovu zadat $$, abyste viděli, nebo jsou všechny šance správné

Při provádění testu, viz níže, musíte také upravit množství zesilovačů, které jdou do motorů. Chcete -li to provést, můžete malý trimr otočit na obou deskách stepsticků, ale dříve, než to provedete, odpojte desku od napájení. Stáhněte si a přečtěte si datový list stepstick! Upravte trimry krok za krokem, dokud motory neběží hladce a nikdy neztratí krok. Trimry na mých deskách jsou otočeny asi o 3/4 doprava.

Nyní můžete otestovat rytce, abyste viděli, zda všechny pohyby fungují dobře a, velmi důležité !, pokud koncové spínače fungují. Pokud je aktivován koncový spínač, přejde stroj do chybového stavu. V laserGRBL si můžete přečíst, jak vyřešit softwarově založené, $ x nebo něco podobného, a nyní přijde vhod spínač uvolnění motoru: v chybovém stavu je pravděpodobně jeden z přepínačů stále aktivovaný, nyní stiskněte spínač uvolnění motoru a vytáhněte požadovaný vozík kousek od spínače, aby se uvolnil. Nyní můžete stroj „resetovat“a „navést“.

V zásadě jste nyní připraveni na svůj první kalibrační běh.

Krok 13: Kalibrace

Následující postup je výňatkem z části mého instrukce „Rychlý, špinavý a levný laserový rytec“a může vám pomoci, pokud máte odchylky v měření výkonu vašeho gravírování

„Pro kalibraci 100 $ (x, krok/mm) a 101 $ (y, krok/mm) jsem provedl následující:

1. Vyplnil jsem hodnotu 80 nebo tak 100 $ a 101 $
2. pak nakreslím čtverec dané velikosti, řekněme 25 mm v Inkscape, a začnu vyřezávat **
3. Prvním výsledkem nesmí být čtverec se správnou velikostí 25 x 25 mm.
4. Začněte s osou x:
5. řekněme, že A je hodnota, kterou chcete za 100 $ a B je hodnota 100 $ (80) a C je hodnota v Inkscape (25), a D je hodnota, kterou naměříte na vyrytém čtverci (asi 40)
6. pak A = Bx (C/D)

V tomto případě je nová hodnota pro 100 $ (A) 80x (25/40) = 80x0, 625 = 50

Totéž můžete udělat s osou y (101 $).

Výsledek je poměrně přesný. Pokud použijete přesně stejné motory, řemeny a řemenice pro osy x a y, budou hodnoty 100 $ a 101 $ stejné. “

** Pokud v Inkscape vytvoříte kalibrační čtverec, vytvořte pomocí pluginu JTP Laser Tool V1.8 (vektorový) soubor Gcode, který můžete načíst do laserGRBL. V pluginu JTP Laser Tool V1.8 nezapomeňte vyplnit M04 a M05 vypnout laser!

Krok 14: Připraveni

Pokud šlo všechno, nyní jste vyryli čtverec o velikosti přesně 25 mm.

Nyní můžete gravírovat/řezat cokoli, co se vám líbí: obrázky ve stupních šedi, vektorové kresby, vzory k řezání atd. A to s velkou přesností!

obr.1, spodní znaky jsou velmi malé (vzdálenost mezi dvěma řádky na pravítku je 1 mm)

obr. 2, první výsledky šedé stupnice.

obr. 3, docela přesné!

Video ukazuje rytec při práci.

Krok 15: Poslední krok

Nyní vše funguje dobře, můžete začít s jemným doladěním mašinky pomocí kabelových vedení a pěkného PCB. Vytvořil jsem několik úchytů pro vedení kabelů, které můžete vytisknout a použít k připevnění vodítek kabelů (tiskový soubor „Držáky kabelů LE3 a držák desky plošných spojů“).

Pokud používáte kabelová vedení, pak 1 metr dlouhé kabely motoru nejsou dostatečně dlouhé a musíte si koupit delší kabely nebo provést prodloužení kabelů (to jsem udělal). Na obrázcích vidíte, jak jsem použil kabelová vedení (a držáky). A abych byl upřímný, vedení kabelu usnadňuje gravírování, protože se nemusíte bát spálených kabelů nebo kabelů zaseknutých mezi díly atd.

Doufám, že tento návod je pro vás inspirativní a také zdrojem informací pro výrobu laserového rytce. Zažil jsem spoustu zábavy při navrhování a stavění a vím, že byste při stavbě této věci měli.

Šťastnou stavbu!