Сайт про изобретения своими руками
МозгоЧины
Сайт про изобретения своими руками
Лазерный резак на газовой смеси часть 1
Лазерный резак на газовой смеси часть 1
Перед вами статья, которая описывает процесс изготовления режущего лазера своими руками. Часть системы установлена на платформе с компьютерным управлением, которая перемещает лист металла во время резки под неподвижным лазерным лучом. Газ через сопло попадает в камеру за фокусирующей линзой. Лазерный луч в комбинации с газом проводит резку стали, путем испарения металла.
Предположим, что у вас есть лазер, дополним его необходимыми компонентами для самоделки:
- Режущая головка и блок питания;
- Оптика;
- Блок управления;
- ЧПУ стол и блок питания;
- Компьютер;
- Система охлаждения.
Какие же системы следует использовать для выполнения резки?
Электрическая система:
100 В/20 А для питания вспомогательного оборудования;
Вентиляция:
К сожалению, система вентиляции до сих пор не установлена в рабочей зоне. Она необходима для удаления паров и уменьшения влияния дыма на оптику световой системы. Лазер позволяет резать различные материалы, такие как дерево и пластик, поэтому система вентиляции крайне необходима.
Баллоны с газом:
В качестве ионизирующего газа можно использовать, как кислород, так и азот. Все зависит от материала, который подлежит резке. Установим пару баллонов у стены, при этом надежно их зафиксируем. Согласно правилам техники безопасности, баллоны с кислородом запрещено использовать, когда они находятся в горизонтальном положении .
Система поддержки:
Лазерная пушка должна быть установлена не ближе, чем за 122 см от ближайшей стены. Другим важным критерием является изменение высоты лазера вдоль оси Z. Было приобретено большое количество металлических труб, уголков, пластин.
Прикрепим металлические уголки к стенам и к полу с помощью саморезов.
Шаг 1: Излучатель
Лазерная система состоит из 100 Вт лазерного резонатора и твердотельного радиочастотного усилителя, что интегрирован в алюминиевый корпус. Усилитель обеспечивает импульсную высокочастотную мощность, что ионизирует газовую смесь в трубке. Сигнал модуляции, контролирует ширину выходного импульса и его период. Усилитель производит 3 кВт мощности высокой частоты.
- Средний диапазон мощностей 10-100 Вт;
- Пик эффективной мощности 250 Вт;
- Потребляемая энергия: 48 В/50 А пост.;
- Вес: 15 кг;
- Требование к охлаждению: теплоотвод на 2500 Вт, водяное охлаждение;
- Документация;
- Первоначальная цена: $27,000.
Блок питания с цифровым управлением и воздушным охлаждением был специально разработан для лазера. На выходе БП выдает 48 В постоянного тока и 50 А, а питается от 220 В.
Система управления.
Лазер G-100 имеет разъем DB25, что контролирует подключение и модуляцию входного сигнала от радиочастотного усилителя. Это позволяет проводить мониторинг температуры, рабочих циклов, а также поддерживает цифровое управление общей выходной мощности лазера.
Шаг 2: Роботизированный ЧПУ стол
ЧПУ стол вероятней всего был изготовлен в 90-тые. В общей сложности запас по перемещению 45 см по осям X и Y. Шаг ходовых винтов составлял 0,6 см. Двигатели, что шли вместе со столом были слишком старыми для того, чтобы использовать их в проекте. Поэтому были установлены новые сервоприводы. Их характеристики:
- Максимальное напряжение на клеммах 60В;
- Максимальная скорость вращения 2100 оборотов в минуту (без нагрузки);
- Максимальный крутящий момент 108 килограмм на см;
- Максимальный пиковый ток5A.
Цифровые датчики определяют количество оборотов вала, относительно первоначального положения.
На сайте есть чертежи в которых представлены описание шкивов, ремней, систем прямой связи. Нужно было сделать математический расчет длины ремня с учетом геометрии двигателей, шкивов, винтовых передач. При помощи программы autocad было определено количество зубьев шестерёнок необходимых для подбора ремня правильной длины.
После того, как определено предполагаемое положение установки двигателя, изготовим рамы из 0,9 см алюминиевых пластин.
Была разработана версия стола, которая будет поддерживать части, что порезаны лазером более эффективно. Основа построена с 12 полотен для пилки по металлу. В длину полотна 61 см, в ширину 5 см и 0,15 см в толщину. Стол был построен с использование стержней 60 см в длину с резьбой, что установлены в отверстиях полотен.
Шаг 3: Блок питания для двигателя
Стол такого размера и массы для перемещения по осям требует сервоприводы с большим запасом мощности.
Производитель Plitron продает тороидальные трансформаторы. На их сайте приводятся полезные технические примечания technical notes. Для расчета требуемого напряжения трансформатора воспользуемся формулой (68 В постоянного тока + 2) * 0.8 = 56 В переменного тока.
Используя полученное значение напряжения, внесем изменение в конструкции трансформатора. Для тороида с переменным напряжением 55 В номинальная мощность трансформатора составляет 13.4A * 55 В = 743 Вт.
Для определения значения ёмкости конденсатора для фильтрации воспользуемся формулой ((80000 * I) / V)= ((80000 * 18) / 68) = 21167 uF. Приобретем 5 конденсаторов (3VTLM153M80V, 15000uF, 80 В) и 4 мостовых выпрямителя 25 А, 200 В.
Внимание: Конденсаторы после подключения накапливают смертельный заряд. Подключать их в цепь следует в последнюю очередь. Это связано с тем, что БП не подключён к нагрузке. Выходные клеммы БП следует шунтировать, когда БП не используется. К счастью производители Gecko предусмотрели удаление заряда.
В работе используем провода (14 жильные), клеммы, клеммные блоки с винтовыми зажимами.
Трансформатор вырабатывает слишком большое напряжение. Для понижения требуется удалить немного обмотки с тороида. Удалим термоусадочную плёнку, что охватывает обмотку, защищает провода от повреждений. После этого приступаем к удалению вторичной обмотки.
Было протестировано 5 вариантов длины обмотки. После каждого изменения подключаем трансформатор к вольтметру. Припаяем новые разъемы, изолируем все пропаянные соединения термоусадкой.
Обернем термоусадочной пленкой «бублик». Трансформатор был установлен назад в корпус блока питания. Теперь он выдает нужное для работы напряжение.
Источник
Мощный лазер своими руками за один вечер
Кратко.
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!
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.
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.
Источник