Станок лазерной резки металла своими руками: процесс изготовления. Как сделать лазер в домашних условиях: технология Мощный лазер для резки металла руками

Здравствуйте дамы и господа. Сегодня я открываю серию статей, посвященных мощным лазерам, ибо хабрапоиск говорит, что люди ищут подобные статьи. Хочу рассказать, как можно в домашних условиях сделать довольно мощный лазер, а также научить вас использовать эту мощь не просто ради «посветить на облака».

Предупреждение!

В статье описано изготовление мощного лазера (300мВт ~ мощность 500 китайских указок ), который может нанести вред вашему здоровью и здоровью окружающих! Будьте предельно осторожны! Используйте специальные защитные очки и не направляйте луч лазера на людей и животных !

Узнаём.

На Хабре всего пару раз проскакивали статьи о портативных лазерах Dragon Lasers , таких, как Hulk . В этой статье я расскажу, как можно сделать лазер, не уступающий по мощности продаваемым в этом магазине большинству моделей.

Готовим.

Для начала нужно подготовить все комплектующие:
- нерабочий (или рабочий) DVD-RW привод со скорость записи 16х или выше;
- конденсаторы 100 пФ и 100 мФ;
- резистор 2-5 Ом;
- три аккумулятора ААА;
- паяльник и провода;
- коллиматор (или китайская указка);
- стальной светодиодный фонарь.

Это необходимый минимум для изготовления простой модели драйвера. Драйвер - это, собственно, плата которая будет выводить наш лазерный диод на нужную мощность. Подключать напрямую источник питания к лазерному диоду не стоит - выйдет из строя. Лазерный диод нужно питать током, а не напряжением.

Коллиматор - это, собственно, модуль с линзой, которая сводит всё излучение в узкий луч. Готовые коллиматоры можно купить в радиомагазинах. В таких уже сразу имеется удобное место для установки лазерного диода, а стоимость составляет 200-500 рублей.

Можно использовать и коллиматор из китайской указки, однако, лазерный диод будет сложно закрепить, а сам корпус коллиматора, наверняка, будет сделан из металлизированного пластика. А значит наш диод будет плохо охлаждаться. Но и это возможно. Именно такой вариант можно посмотреть в конце статьи.

Делаем.

Сначала необходимо добыть сам лазерный диод. Это очень хрупкая и маленькая деталь нашего DVD-RW привода - будьте аккуратны. Мощный красный лазерный диод находится в каретке нашего привода. Отличить его от слабого можно по радиатору большего размера, нежели у обычного ИК-диода.

Рекомендуется использовать антистатический браслет, так как лазерный диод очень чувствителен к статическому напряжению. Если браслета нет, то можно обмотать выводы диода тонкой проволочкой, пока он будет ждать установки в корпус.

По этой схеме нужно спаять драйвер.

Не перепутайте полярность! Лазерный диод также выйдет из строя мгновенно при неправильной полярности подводимого питания.

На схеме указан конденсатор 200 мФ, однако, для портативности вполне хватит и 50-100 мФ.

Пробуем.

Прежде чем устанавливать лазерный диод и собирать всё в корпус, проверьте работоспособность драйвера. Подключите другой лазерный диод (нерабочий или второй, что из привода) и замерьте силу тока мультиметром. В зависимости от скоростных характеристик силу тока нужно выбирать правильно. Для 16х моделей вполне подойдет 300-350мА. Для самых быстрых 22х можно подать даже 500мА, но уже совсем другим драйвером, изготовление которого я планирую описать в другой статье.

Выглядит ужасно, но работает!

Эстетика.

Собранным на весу лазером похвастаться можно только перед такими же сумасшедшими техно-маньяками, но для красоты и удобства лучше собрать в удобный корпус. Тут уже лучше выбрать самому, как понравится. Я же смонтировал всю схему в обычный светодиодный фонарь. Его размеры не превышают 10х4см. Однако, не советую носить его с собой: мало ли какие претензии могут предъявить соответствующие органы. А хранить лучше в специальном чехле, дабы не запылилась чувствительная линза.

Это вариант с минимальными затратами - используется коллиматор от китайской указки:

Использование фабрично-изготовленного модуля позволит получить вот такие результаты:

Луч лазера виден вечером:

И, разумеется, в темноте:

Возможно.

Да, я хочу в следующих статьях рассказать и показать, как можно использовать подобные лазеры. Как сделать гораздо более мощные экземпляры, способные резать металл и дерево, а не только поджигать спички и плавить пластик. Как изготавливать голограммы и сканировать предметы для получения моделей 3D Studio Max. Как сделать мощные зеленый или синий лазеры. Сфера применения лазеров довольно широка, и одной статьёй тут не обойтись.

Нужно помнить.

На забывайте о технике безопасности! Лазеры - это не игрушка! Берегите глаза!

Собрать в домашних условиях лазер своими руками в устройство, позволяющее осуществлять резку различных материалов, достаточно просто. Для этого нам потребуется лазерная указка MiniMag, модуль AixiZ и излучатель от неисправного DVD-ROM (неисправна может быть механическая часть, но не сам лазер).

Необходимо учитывать, что лазерный луч достаточно опасен и крайне нежелательно направлять его на человека или животное. Не стоит играться с ним и давать развлекаться детям. Будьте здравомыслящим, осознавайте потенциальную опасность устройства. Лазер для резки металла своими руками из подручных средств сделать достаточно сложно, но имеются и другие материалы, с которыми собранное изделие легко справится.

Для работы потребуется лазер от DVD-ROM, производимых компанией LG, при этом учитывайте что разные приводы имеют диоды, различающиеся по своей мощности. Выпускаемые другими производителями могут не подходить (например, приводы изготавливаемые компанией Samsung, не подойдут, поскольку диод имеет бескорпусную конструкцию, сам кристалл не имеет защиты от механического повреждения). При отсутствии дома неисправного DVD-привода можно купить сам излучающий диод в магазине или на рынке, а также сломанный привод у старьевщика или в ремонтной мастерской.

Выкрутите винты, удерживающие крышку привода и снимите ее. Удалив крепежные шурупы подвижного узла каретки, необходимо освободить два направляющих элемента и достать ее. Попутно отсоединяйте имеющуюся проводку. Дальнейшую работу начинайте с откручивания винтов, которых достаточно большое количество. После отключения кабелей обнаружится 2 диода: инфракрасный, используемый для чтения, и диод, осуществляющий прожигание диска при записи. Нам потребуется именно тот, отличительным признаком которого является закрепленная электронная плата. Паяльником аккуратно снимите три винта крепления печатной платы. Исправность диода можно проверить, подключив две пальчиковые батареи. Если он работоспособен, то аккуратно извлеките из корпуса, соблюдая осторожность.

Уберите наклейку, имеющуюся на корпусе AixiZ, разберите его на составляющие части. Внутри верхнего элемента корпуса размещен маломощный диод, который будем менять своим. Легкими ударами с использованием ножа удалите его и небольшой отверткой выбейте излучатель. Небольшим количеством термоклея смажьте края диода и аккуратно внедрите его в корпус AixiZ. Во избежание выпирания с использованием плоскогубцев надо понемногу давить по краям диод до того момента, пока не достигнете требуемого результата.

Далее необходимо припаять имеющиеся два усика к соответствующим питающим выводам диода и установить собранный излучатель непосредственно в MiniMag. Разберите его и увеличьте с использованием круглого напильника или дрели рефлектор. Проверив полярность соединений, аккуратно разместите свой лазер в верхней части MiniMag вместо прежнего излучателя. После сборки верхней части корпуса потребуется зафиксировать отражатель без установки пластмассовой линзы.

Убедитесь в правильности определения полярности выводов диода до его установки и подключения питания! Кроме того, при регулировании фокусировки луча, возможно, потребуется уменьшение проводов.

Установите элементы питания и пользуйтесь. Изготовив лазер своими руками, попробуйте различные варианты его возможного применения. Он с легкостью прожигает бумажные листы, воздушные шарики при попадании на них луча лопаются.

Собранный из подручных средств, он недостаточно мощен, но это Своими руками опробуйте его возможности по резке изделий из бытового пластика. Правильно сфокусировав лазерный луч и продвигая его вдоль материала, сначала получите достаточно глубокие борозды, а если продолжать, то и прожженные участки.

Аккуратно прикрепите лазер своими руками, без использования каких-либо инструментов на головку графопостроителя, и теперь вы сможете гравировать на оргстекле или пластике различные изображения и надписи. Проявите фантазию, опробуйте свои силы и возможности.

В заключение вновь хочется напомнить о соблюдении мер предосторожности. Не используйте свое устройство из или для проверки чувствительности кожи на попадание луча. Вы сделали лазер своими руками и отвечать за него будете сами.

Лазер для резки металла своими руками сегодня может сделать каждый. И этот факт не может не радовать, ведь резак – это уникальное приспособление, с помощью которого без особого труда можно качественно и точно разрезать металл практически любой толщины.

Преимущества лазерной резки

Востребованность данного метода обработки материалов обуславливается несколькими факторами.

Качество раскроя

Первый и один из наиболее значимых показателей – это высокое качество раскроенных при помощи лазера изделий. Такие детали имеют гладкий, ровный срез и характеризуются отсутствием каких-либо изъянов на обработанной поверхности.

Универсальность метода

Вторым немаловажным преимуществом резки лазером является то, что при помощи данной процедуры стало возможным обработать практически все виды изделий, независимо от твердости сплава, из которого они изготовлены, их толщины или формы. К тому же, лазерный метод раскроя деталей не ограничивается резкой в плоскости, то есть можно производить разрез и объемных предметов.

Возможность автоматизации процесса

Третье достоинство – это возможность автоматизации процесса резки металла лазером при помощи компьютерного оборудования. Данное свойство позволяет экономить не только время, но и денежные средства на изготовлении специальных литейных форм, необходимых для производства изделий. Это повышает производительность установки.

В ходе контролируемой компьютером резки металла получаются более качественные детали, которые не требуют дополнительного обтачивания и шлифовки.

Отметим, что все вышеперечисленные качества присущи, в той или иной степени, всем лазерным резакам металла, как промышленным, так и самодельным. Единственное различие между ними лежит в мощности данных приборов. Так, изготовленные вручную лазеры для резки металла имеют меньшую мощность по сравнению с профессиональными лазерными станками. Они отлично подходят для резки фанеры и тонких листов металла, но не способны справиться со сверхтвердыми и толстыми металлическими изделиями, в отличие от специального оборудования.

Но, несмотря на это, самодельные резаки пользуются большей популярностью среди народных умельцев. А все потому, что промышленные установки стоят достаточно дорого, и не каждый может позволить купить себе такой лазер домой. К тому же, в домашнем хозяйстве нет необходимости использовать сверхмощный резак металла, достаточно и самого простого, сделанного своими руками.

Какие материалы и устройства потребуются для изготовления лазера для резки металла?

Лазерный резак металла изготовить самостоятельно возможно, заручившись следующими инструментами и материалами:

• лазерная указка;
• самый простой фонарик с аккумуляторными батарейками;
• старый пишущий компьютерный дисковод (CD/DVD-ROM), оснащенный матрицей с лазером (можно в нерабочем состоянии);
• паяльник;
• набор отверток.

Стоит заранее подготовить место для создания устройства. Рабочую зону необходимо освободить от посторонних предметов, обеспечить себе удобное расположение и хорошее освещение.

После того, как все необходимое подготовлено, можно переходить непосредственно к сборке лазерного резака металла.

Пошаговая инструкция по изготовлению лазера для резки металла

Первым шагом в процессе создания самодельного резака является разборка привода старого пишущего лазерного дисковода компьютера. Для этого необходимо аккуратно разобрать устройство и извлечь сам прибор, не повредив его целостность.

Затем требуется извлечь диод красного цвета, который прожигает диск во время записи на него информации. Этот диод, по-другому – лазерный излучатель, размещается на специальной каретке, оснащенной большим количеством крепежных элементов. Чтобы снять излучатель, нужно распаять все крепления при помощи паяльника. Важно выполнить все действия с максимальной аккуратностью, так как любое повреждение диода может стать причиной выхода его из строя.

Следующий этап сборки лазерного резака металла подразумевает установку излучателя на место светодиода, которым укомплектована указка. Для этого следует осторожно разобрать указку на 2 части, не повредив разъемы и держатели. Затем достать светодиод и поставить на его место лазер. Закрепить его, при необходимости, можно при помощи обычного клея ПВА.

Далее следует изготовление корпуса для лазерного самодельного резака. Собрать корпус для лазера можно при помощи фонарика и аккумуляторных батареек, совместив нижнюю часть обыкновенного фонарика, в которой расположены батарейки, с верхней частью указки (перед сборкой из наконечника указки необходимо извлечь установленное в нем стекло), где находится излучатель.

В ходе выполнения такого соединения важно правильно, соблюдая полярность, подключить диод к зарядке аккумуляторной батареи.

После выполнения всех шагов резак будет готов к работе! Важно помнить, что прибор при нарушении правил техники безопасности может нанести вред здоровью! Будьте осторожны!

Лазерный резак, сделанный своими руками

В чем разница между готовыми изделиями

Главной причиной, по которой многие отдают предпочтение лазерному самодельному резаку, является низкая стоимость данного устройства. Нельзя не отметить тот факт, что несложные задачи домашний лазер для резки металла выполняет ничуть не хуже заводского.

Это объясняется единым принципом действия любого лазерного резака металла, который заключается в следующем:

Принцип работы лазерной резки

• В ходе процедуры резки лазер воздействует на металлическую поверхность таким образом, что на ней образуется окислитель, который повышает коэффициент поглощения энергии.
• Мощное излучение заставляет материал нагреваться.
• В месте соприкосновения луча лазера с металлом создается очень высокая температура, приводящая к расплавлению металлической поверхности.

Отличие в работе заводского и лазерного самодельного резака лежит в их мощности, а соответственно и в глубине врезания лазера в поверхность метала. Так, заводские модели оборудуются высококлассными материалами, что обеспечивает достаточный показатель углубления. Самодельные же резаки способны врезаться всего на 1-3 см.

Точный раскрой металла – задача не из легких. Применяются фрезеры, плазморезы, гидроабразивные резаки.

С недавних пор стало возможным применение научных разработок в промышленности и даже в быту, и лазерный резак по металлу из фантастического аксессуара превратился в обычный инструмент, который можно приобрести. В том числе, и для личного пользования.

Стоимость промышленного оборудования выходит за рамки здравого смысла. Но при определенных объемах коммерческого использования, покупка возможна. Если площадь обработки не выходит за рамки 0,5 м на 1 м, вполне можно уложиться в 100 тыс. рублей. Это реальная сумма для небольшой металлообрабатывающей мастерской.

Установка лазерной резки металла – принцип работы

Речь пойдет не о гиперболоиде инженера Гарина, оставим эту тему для фантастов. Размеры излучателя и его мощность, по-прежнему являются непреодолимым препятствием для создания портативных боевых лазеров, или режущего инструмента на их основе.

Промышленные установки для ручного применения фактически не являются ручными приборами. Сама установка стационарная, и подает энергию лазерного луча к режущей головке с помощью оптоволокна. Да и защита у оператора должна быть на уровне космонавта или на худой конец сталевара.

Важно! Любой, даже маломощный лазер, при бесконтрольном включении, может привести к пожару, серьезным травмам, и материальному ущербу.

Прежде чем начинать делать лазер своими руками для резки металла, и тем боле производить пробное включение, позаботьтесь о мерах безопасности и защиты глаз. Отраженный от металла луч также обладает разрушительной силой.

Принцип работы

Лазерный луч создает точечный гипер нагрев обрабатываемого материала, приводящий к расплавлению, а при продолжительном воздействии – испарению металла. Последний вариант годится скорее для разрушения, поскольку шов получается с неровными краями. Да и пары металла осаждаются на элементах станка, особенно на оптике. Это сокращает срок службы.

Слово "лазер" или «laser» является аббревиатурой от “light amplification by stimulated emission of radiation.” На русском: - «усиление света посредством вынужденного излучения», или оптический квантовый генератор. Первый лазер, в котором в качестве резонатора применили покрытый серебром рубиновый цилиндр, был разработан в 1960 году «Hughes Research Laboratories», Калифорния. .Сегодня лазеры используются для различных целей, начиная от измерения различных величин до чтения кодированных данных. Существует несколько способов сделать лазер, в зависимости от вашего бюджета и навыков.

Шаги

Часть 1

Понимание того, как работает лазер

Для работы лазера необходим источник энергии. Лазеры работают путем возбуждения электронов активной среды лазера внешним источником энергии и стимулирования их к излучению света определенной длины волны. Этот процесс был впервые предложен в 1917 году Альбертом Эйнштейном. Для того чтобы электроны (в атомах активной среды лазера) излучали свет, они должны сначала поглотить энергию перейдя на более высокую орбиту, а затем отдать эту энергию в виде частицы света при возвращении на исходную орбиту. Такой способ ввода энергии в активную среду лазера, называют "накачкой".”

Канальное прохождение энергии через активную (усиливающую) среду. Усиливающая среда или активная лазерная среда увеличивает силу света за счет индуцированного (вынужденного) излучения выделяемого электронами. Усиливающей средой может быть любая структура или вещество из перечисленных ниже:

Установка зеркал для удерживания света внутри лазера. Зеркала, или резонаторы, удерживают свет в пределах рабочей камеры лазера, пока не накопится желаемый уровень энергии для излучения через маленькое отверстие в одном из зеркал или через линзу.

• Простейший резонатор или «линейный резонатор» использует два зеркала, размещенных на противоположных сторонах рабочей камеры лазера генерирующий один выходной луч.
• Более сложный «кольцевой резонатор» использует три или более зеркала. Он может генерировать несколько лучей или один луч с помощью оптического изолятора.

1. Применение фокусирующей линзы для направления света через усиливающую среду. Наряду с зеркалами, линза помогает сконцентрировать и направить свет так, что бы усилительная среда получит как можно больше света.

Часть 2

Построение Лазера

Метод первый: Создание лазера из комплекта

Покупка. Можно купить в магазине электроники или купить через интернет "лазерный комплект", "лазерный набор", "лазерный модуль» или «лазерный диод". Лазерный комплект должен включать в себя следующее:

• Схема драйвера. Иногда продается отдельно от других компонентов. Подберите схему драйвера которая позволит регулировать ток.
• Лазерный диод.
• Регулирующая линза может быть из стекла или пластика. Как правило, диод и линза собраны вместе в небольшой трубке. Эти компоненты иногда продаваться отдельно без драйвера.

1. Сборка схемы драйвера. Многие лазерные наборы продаются с несобранным драйвером. Эти наборы включают в себя печатную плату и соответствующие детали, а вам предстоит спаять их, следуя прилагаемой схеме. Некоторые наборы могут иметь драйвер в собранном виде.

   Подключите блок управления к лазерному диоду. Если у вас есть цифровой мультиметр, вы сможете включить его в цепь диода для контроля тока. Большинство лазерных диодов имеют ток находящийся в диапазоне от 30 до 250 миллиампер (мА). Диапазон тока от 100 до 150 мА даст достаточно мощный луч.

   • Можно дать и более мощный ток на лазерный диод, чтобы получить более мощный луч, но дополнительный ток сократит срок службы или даже сожжет диод.

2. Подключите источник питания или аккумулятор к схеме драйвера. Лазерный диод должен ярко светиться.

3. Вращая линзу сфокусируйте лазерный луч. Направьте его на стену и фокусируйте, пока не появится хорошая, яркая точка.

   • После того как вы отрегулировали линзу таким образом, поместите спичку на линию луча и вращайте линзу пока не увидите, что спичечная головка начнет дымить. Можно также попробовать лопать воздушные шары или прожечь отверстия в бумаге.

Метод второй: Построение лазера на диоде из старого DVD или Blu-Ray привода

1. Возьмите старый DVD или Blu-Ray пишущий плеер или привод. Выбирайте устройства со скоростью записи 16x или быстрее. Эти устройства имеют лазерные диоды с выходной мощностью 150мВт или больше.

   • DVD привод имеет красный лазерный диод с длиной волны 650нм.
   • Blu-Ray привод имеет синий лазерный диод с длиной волны 405нм.
   • DVD привод должен быть достаточно в хорошем состоянии, чтобы записывать диски, хотя и не обязательно успешно. Другими словами, его диод должен быть исправным.
   • Не стоит пытаться использовать читающий DVD, читающий и пишущий CD вместо пишущего DVD. Читающий DVD имеет красный диод, но не такой мощный, как в пишущем DVD. Лазерный диод в пишущем CD достаточно мощный, но излучает свет в инфракрасном диапазоне, и вы получите луч, который не виден глазу

2. Извлечение лазерного диода из привода. Переверните привод нижней частью вверх. Вы увидите винты, которые придется открутить, прежде чем вы сможете отделить механизм привода и вытянуть диод.

   • После того как вы разберете привод, вы увидите пару металлических направляющих удерживаемых на месте с помощью винтов. Они поддерживают лазерный комплект. Отвинтите направляющие для того чтобы их удалить. Извлеките лазерный комплект.
   • Лазерный диод по размеру меньше, чем копейка. Он имеет три металлических контакта в виде ножек. Может быть помещен в металлическую оболочку с защитным прозрачным окном или без окна, а может быть ничем не закрыт.
   • Вам предстоит, вытянуть диод из лазерной головки. Возможно, будет легче если сначала снять теплоотвод со сборки, прежде чем пытаться извлечь диод. Если у вас есть антистатический браслет, используйте его во время удаления диода.
   • Обращайтесь с лазерным диодом осторожно, тем более, если это незащищенный диод. Если у вас есть антистатический контейнер, поместите диод в него, пока вы не начнете собирать лазер.

3. Приготовьте фокусирующую линзу. Вам придется пропустить луч от диода через фокусирующую линзу, чтобы использовать его в качестве лазера. Вы можете сделать это одним из двух способов:

   • Использование увеличительного стекла как фокусирующей линзы. Вращайте линзу так чтобы найти нужное место для получения сфокусированного лазерного луча. При необходимости это придется делать каждый раз перед использованием лазера.
   • Купите маломощный лазерный диод, например 5мВт в сборе с линзой и трубкой. Затем замените его на лазерный диод от пишущего DVD.