Interesse an einem "Forumsprojekt Laserdiodenmodul mit Treiber"?

... das mit den Faserenden und Aufkleben der Ferrulen und Gewindehülsen werde ich wohl alles selber machen müssen

Wo ich Hilfe gebrauchen kann, ist beim Drehen der Gewindehülse und den Teilen für den Optik-Kopf, sowie evtl. beim Zusammenstellen/Bestellen und beim Zusammenlöten der Treiber.

Ich schaue nächste Woche erstmal, wie ich mit dem "Einfachen" Treiber zurechtkomme -- oder ob ich den noch redesignen muß.

Fürs Anschließen/Ansteuern mit unterschiedlichen Controllern und Konfigurationen werde ich noch eine kleine Interface-Platine mit schnellen Optokopplern und/oder einem Arduino drauf für die Puls- und Leistungs-Steuerung designen. Ich habe beides zwar schon da, weil für meine Anlagen mit jeweils 3.3V, 5V oder 24V Signalpegeln gemacht, kann das aber vermutlich noch etwas vereinfachen und von den Teilen her günstiger machen ...

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Viktor
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Na fürs drehen sollte doch das CNC-Forum zuständig sein!

... genau


Weiter mit dem "Blog":

... Kleber abgebunden und Test OK:




- jetzt habe ich die Faser in die Gewindehülse eingeklebt:




- und so sieht das dann von Vorne aus:



... das Faserende muß dabei absolut kleberfrei und sauber bleiben, was das Einfädeln und Kleben etwas difizil macht


Der Urlaub ist rum - morgen wieder erster Arbeitstag ... also erstmal fertig ...

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 16.07.17 19:03.

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Viktor
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... es scheint doch etwas Kleber auf das Faserende gekommen zu sein
Jetzt hat es mir auch die Linse angeschmaucht - muß jetzt erstmal einen neuen 50-er Satz (Mindest-Bestellmenge) ordern.

Ich werde aber noch ein paar Dioden vorbereiten und dann halt ohne Linse ein paar Leistungstests machen ...

Normal ist das mit dem cleaven und Einkleben kein so großes Problem -- hab' bisher etwa 12x 9Watt-Module und 3x 25Watt-Module aufgebaut und bis zu 20Watt Leistung durchbekommen, ohne daß das abgeraucht wäre ... die bisherigen überlasteten Faserende und Optiken hatten entweder Puls-Spitzenleistungen von über 23 Watt, oder eine Fussel oder Dreck auf dem Faserende.

Die letzten beiden Wochen war ich am Aus-/Umräumen des Kellers und habe dabei eventuell auch etwas mehr Staub aufgewirbelt ... muß mir das Zusammenkleben also noch etwas zuverlässiger einrichten und schauen, ob ich den kleinen "DIY-Reinraum-Aufbau" mit der laminaren Luft-Strömung wieder einrichte ...

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Viktor
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Morgen,
was machst du das die Linsen im Eingebauten Zustand dann sauber bleiben?
Weil wenn es schon so ein
Problem bei der Montage ist wird es ja im Betrieb nicht viel besser sein voralllem wenn dann etwas Laserrauch dazukommt.
Oder sehe ich da was falsch und Staub und Dreck ist im eingebauten Zustand kein Problem mehr?

Gruß Bene

Hi Bene,

auf den Linsen ist das dann kein Problem mehr, weil der Strahl aufgeweitet ist - nur das Faserende mit 0.1mm Durchmesser hat da eine enorm hohe Energiedichte!

Wenn die Linse drauf ist, sollte man nur vermeiden, daß aufsteigender Rauch daran kondensiert -- dafür immer eine Absaugung laufen lassen, die de Rauch zur Seite hin wegzieht ...

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Viktor
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Vermutlich blöde Frage, aber wieso kann man nicht erst kleben (mit etwas Überstand) und dann 'cleaven'?
Gefahr zu groß dass das Ende nicht sauber gebrochen wird?

... ja, ich muß manchmal mehrfach ritzen und brechen, bis das eine ebene Stirnfläche ergibt - da verliere ich jeweils ein paar Zehntel bis Millimeter an Länge, so daß das mit aufgeklebter Ferrule nicht sinnvoll wäre, weil entweder ein Überstand bleibt (den ich nich gebrauchen kann), oder ich die Ferrule nachschneiden müßte.

Was ginge, wäre massives Einkleben in eine Keramik-Ferrule, in eine spezielle Aufnahme stecken, und dann das Ende glatt polieren -- ist dann deutlich aufwändiger ... sowas will ich mir auch noch aufbauen - wird aber noch etwas dauern, weil ich mir da ein paar Spezialteile dafür zusammensuchen/bestellen muß ...

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Viktor
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... falls sich jemand für die Optik interessiert und etwas mit den Fokussierungmöglichkeiten "rumspielen" möchte, kann ich ihm das kostenlose Programm "Algodoo" empfehlen - [www.algodoo.com]

Hier eine Szene (als Zip angehängt) mit einer angedeuteten Strahlführung, wie sie aus einer Faser austreten würde und verschiedene Fokussierungs-Varianten:




Der unterste Aufbau stellt den Austritt aus einer auf das Faserende aufgeklebten GRIN-Linse dar - davon habe ich noch ein paar mit 0.2mm und 0.3mm Durchmesser, was noch gut auf das Faserende passen würde ... eventuell probiere ich das auch noch mal in Echt aus ... würde den Fokussierkopf deutlich kleiner machen bzw. komplett eliminieren

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Viktor
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Servus
wahrscheinlich eine dumme Frage aber ohne fragen bleibt man dumm:
Du klebst ja das Glasfaser in eine Gewindehülse ein. Benutzt du dann diese Gewindehülse um den Abstand des Glasfaserendes zur linse zu ändern?
Also Quasi um den Fokusabstand zu ändern oder schraubst du das einmal auf die richtige länge und dann bleibt es dann?
Dann müsste mann aber die Linse in der Höhe verstellen.

Denk ich da momentan zu kompliziert?

Gruß
Bene

Hi Bene,

schau mal hier - in die Skizze: [forums.reprap.org]

Der "Optik-Kopf" hat hinten eine M5-Gewindebohrung, damit ich den mit beliebigem Abstand aufschrauben kann -- vorher schraube ich noch eine M5-Schraube auf die Gewindehülse, dmit ich sie dann im gewünschten Fokusabstand arretieren kann ... wenn das Fix bleiben soll, kommt noch ein Tropfen Kleber drauf, ansonsten ist das durch Lösen und neu Verdrehen frei einstellbar.

Damit läßt sich der Fokusabstand von etwa 3mm bis "Unendlich" einjustieren ...

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Viktor
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... die letzten beiden woche konnte ich nicht mehr viel machen, außer Teile zu bestellen, auf die ich jetzt warte ... blöde Urlaubszeit

Dafür habe ich bei einem CNC-Forumstreffen noch ein paar defekte Faserlaser bekommen, bei denen der eigentliche Faserlaser abgbrannt ist, die 9Watt-Pump-Dioden aber noch funktionieren.

So schaut das in den Teilen innendrin aus:

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Viktor
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Nicht schlecht


Hat sich jemand gefunden der die Teile für die Fokussierköpfe drehen kann?

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MfG
Jonas


Sparkcube v1.1xl


Meine Thingiverse Dinge: [www.thingiverse.com]

... noch nicht - ein paar Leute wollten sich in ihrem Umfeld umhören oder selber mal schauen, was sie hinbekommen, aber noch keine konkreten Zusagen

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Viktor
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... und so schaut's dann innendrin aus, wenn das mal ganz blöd gelaufen war

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Viktor
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Ich erstelle gerade mal ein 3D Modell von dem Fokussierkopf.

Mir fehlt jetzt anscheinend 1 Maß. Ist auf dem Bild rot markiert.








Meine neue Drehmaschine kommt Anfang Septemper

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MfG
Jonas


Sparkcube v1.1xl


Meine Thingiverse Dinge: [www.thingiverse.com]

Hi Jonas,

in der Skizze wären das 9.2mm ... kann aber auch 9.0 sein - das ist nur die "Auflage" für die Linse und sollte nur >8mm sein, damit auch bei weitestem Herausdrehen (kleinster Fokus-Abstand) der gesamte Strahl noch durch die Linse paßt und nicht am Rand reflektiert ...

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Viktor
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Hallo Viktor,
mit dem Lötkolben bin ich fit. Wenn du also noch Hilfe bei der Elektronik brauchst, einfach melden.
Viele Grüße
Thomas

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Mein erster Drucker: Sparkcube XL, Sparklab Extruder, E3D V6 (ABS, PETG) + E3D lite (PLA) mit Skimmy´s Magnet-Schnellwechselsystem, FSR ABL, DPP, RADDS + RAPS 24V
Mein Zweiter: Thomas V2, [forums.reprap.org], Eigenbau Dual X, Linearführungen, Z-Achse mir Riemenantrieb, RADDS + RAPPS + DM542, 48V, Repetier

H Thomas,

ja, schaumema - ich werde die Treiber vermutlich als "Bausatz" über die Firma anbieten können, weil das sonst zu teuer wird.

Alternativ auch als "private Liebhaberei", damit ich keine Probleme mit der Steuer kriege

Dann könnte ich ein paar (*zig) Sätze bestellen und an die "Löt+Test-willigen" verschicken ...

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Viktor
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... da ich immer noch auf Bestellungen warte , habe ich mal den alten Treiber mit 2xLM317 und 3xLM338 getestet.

Die LM317 schalten etwas später durch, so daß ich nur die drei LM338 gejumpert habe (beim neuen Treiber sind alle Stromregler LM338, sollte also besser gehen).

Sehr schnell sind sie nicht - mit meinem Firmen-OpAmp+MOSFET-Treiber komme ich auf etwa 1-2µs Einschalt-Zeit, mit den LM338 eher auf 100µs, bis die voll durchschalten (schräge Anstiegsrame unten und die Schaltzeit-Unterschiede durch Bauteilschwankungen) ... aber hier sieht man gut, warum ich die LM-Treiberstufen so mag

Praktisch keine Spikes oder Über-/Unter-Schwinger beim Schalten mit 6.5 Ampere -- das Signal ist der Spannungsabfall an einem 100 Milliohm-Widerstand:




Bei meinen OpAmp-Treibern habe ich leichte Ein-/Aus-Schwinger, die von der Regelkurve kommen, aber noch nicht gefährlich für die Diode sind ... die meisten anderen kommerziellen Treiber ohne Softstart, die ich bisher getestet habe, haben deutlich höhere Spikes, was dann schon richtig auf die Lebensdauer der Laserdioden durchschlägt

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Viktor
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VDX,

Du wartest jetzt aber nicht auf Bestellungen von uns, oder?

hab ich was versäumt?

Oder wartest du auf bestellte Ware, und die Lieferung(en) sind noch nicht da


kopfkratz

ich glaub ich brauch jetzt mal wieder nen frischen Kaffee muß aus dieser blöden Logik-Debugging-Session raus ....

peb

1-mal bearbeitet. Zuletzt am 10.08.17 06:50.

... nein, ich warte auf von mir bestellte Teile von Conrad, RS und die Linsen ... und auch etwas darauf, ob sich was in Richtung Drehen der Optik-Hülsen tut

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Viktor
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... hab' den Treiber ausprobiert - ein Nachteil bei den LM317/LM338 als KSQ ist, daß sie je nach Strom-Einstellung zwischen 70µs (bei 2.6A) bis 150µs (bei 600mA) Zeit brauchen, bis sie voll durchschalten.

Die Puls-Kurve sieht dann praktisch genauso aus, wie im drittletzten Post -- der schräge Anstieg vor dem Puls sind diese 70 bis 150µs ... die dann mit der entsprechenden Verzögerung zugeschalteten Strom-Stufen bei parallelgeschalteten LM's überlagern sich dann auch beim Gesamtstrom, so daß die obere "Zacke" eine Treppenstufe mit bis zu 70 µs Breite ergibt (im Bild sind die zwei 2A- und eine 2.6A-Stromstufen unter der linken oberen Kante gerade noch zu erkennen, die 1A- und 0.5A-Stufen wären dann etwas deutlicher zu sehen).

Das bedeutet, daß der Laserpuls immer um diese Zeit verzögert startet, wahrend das Abschalten praktisch sofort geht.

Im Gravier-Betrieb wirkt sich das nicht aus, da es hier nur um die Gesamt-Pulslänge geht, die bei gleichen Einstellungen ja auch gleich bleibt - deswegen habe ich das vorher beim Lasergravieren mit dem alten LM-Treiber auch nicht weiter beachtet.

Mann sollte nur bedenken, daß die kürzeste Pause zwischen zwei Pulsen dann genau diese "Einschalt-Verzögerung" von 150µs ist - damit liegt die mit diesem Treiber "sicher" ausgebbare maximale Pulsrate bei etwa 6 - 7 kHz, wobei die Puls-Länge durchaus auch kürzer als 5µs sein kann ... abschalten tut er ja sauber

Für Pulsraten >50kHz überlege ich mir noch, wie ich den analog steuerbaren OpAmp-Treiber so umdesignen kann, daß ich ihn auch anbieten kann ... eventuell auch gar nicht als "Open-Source", sondern als "Black-Box", damit er nicht so einfach von den asiatischen Clonern nachgepfuscht werden kann

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Viktor
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... heute habe ich mal in die beiden "nicht ausgebrannten" Laser reingeschaut - es sind beides 120Watt-CW-Faserlaser, aber eine "Generation" auseinander.

Dieser könnte evtl. noch laufen (wird also, wenn der Test OK ist, noch nicht "geschlachtet"), ist der Ältere ... und zum "Pumpen" werden 32 (!) 9Watt-Dioden mit zusammen um die 288 (!!) Watt Gesamtleistung eingesetzt:





... der neuere ist definitiv defekt - dem haben sie die gepanzerte Faser abgeschnitten -- hier werden auch "nur noch" 7 Stück 30 Watt-Dioden mit zusammen um die 210 Watt Gsamtleistung eingesetzt:




Für die bisherigen Interessenten (vor Allem die 60 Leute aus der CNC-Ecke) hätte ich noch genug 9Watt-Dioden -- wobei ich davon ausgehe, daß nicht alle die fasergekoppelten IR-Laserdioden haben wollen, da mit den blauen Laserdioden aus den DLP-Beamern deutlich mehr Materialien gravierbar sind ... die IR-Dioden sind für helle oder durchscheinende Materialien nicht verwendbar - die gehen praktisch nur gut bei dunklen, gut Licht absorbierenden Werkstoffen ...

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Viktor
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... solange ich noch auf die massiv verspätete Lieferung der Linsen warte (5 von den 60 Stück am 18.7. bestellten wollen sie mir diese Woche noch zuschicken, den Rest dann ab nächste Woche), habe ich eine der "explodierten" 25Watt-Pumpdioden aus einem der defekten Faserlaser aufgemacht.

Die Dioden selber funktionieren noch, nur die 105µm-Faser ist bis ins Dioden-Gehäuse rein abgebrannt!!

Hier das Innenbild mit einskizziertem Strahlverlauf - die drei Dioden sind unterschiedlich hoch "aufgebockt", so daß ihre zu einer waagerechten Linie kollimierten Strahlen sich auf der Fokussierlinse zu einem Quadrat aufaddieren:




- und hier noch ein altes Bild, in dem ich eine ältere 5Watt-Diode (oben, gleiche Gehäusegröße wie die 25W-Diode) und eine der neueren 9Watt-Dioden (darunter, viel kleiner!) geöffnet hatte:

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Viktor
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... heute sind die ersten 5 Stück der am 18.7.(!) bestellten 60 Linsen angekommen

Bin die nächsten Tage aber für die Firma unterwegs - evtl. kann ich am WE noch was damit machen ...

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Viktor
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... und heute kamen die "restlichen" 55 Linsen an - diesmal aber etwas vernünftiger verpackt -- und in einem Riesen-Karton mit "Vorsicht Glas!"-Banderolen drumrum ... dabei ist da doch überhaupt kein Glas drin




Bis jetzt fehlen mir immer noch die gedrehten Teile für den Fokussier-Kopf ...

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Viktor
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" ... was lange währt ..." - heute habe ich den erste Prototypen der gedrehten Teile für den Optikkopf bekommen -- einige andere hatten auch angeboten, bei Firmen oder Bekannten nachzufragen, bisher hat's aber nur einer auf seiner kleinen Drehbank geschafft, einen Satz zu drehen ... er würde sich auch zutrauen, noch 25 weitere zu drehen, wenn das nicht eilig wäre ...

Hier - einmal die Einzelteile -- und erstmal nur lose zusammengesteckt:





Am WE schaue ich mal, ob ich ein Modul zusammenkleben kann -- die letzten paar Wochen und WE's war ich immer wieder mal weg, und nächste und Übernächste Woche stehen auch noch ein paar Projekt-Abschlüsse an ... danach wirds wieder etwas ruhiger ...

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Viktor
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Super das du dein Projekt mit so vielen Bildern dokumentierst sind sehr interessant. Gibt es schon Erfahrung wie die Eignung der 9W 808nm für das Sintern von PA12 mit schwarzen Pigmenten als Additiv sind? Im Vergleich zu den blauen Laser Dioden hat man ja etwas mehr Leistung bei einem günstigeren Preis. Laut dieser Folie von Evonik ist die Absorption von 808nm mit einem Additiv gleich oder sogar etwas besser als bei 445nm. Das Stahlprofil sollte ja auch besser sein als bei den 445nm Dioden die bei einer höheren Leistung ohne Korrektur einen Balken erzeugen. Wären diese Dioden also besser geeignet?

Hi Demos,

immer mehr der neuen "kleinen" SLS Maschinen verwenden NIR-Dioden (siehe Formlabs Fuse 1, Sinterit Lisa) von daher sollte das gut funktionieren.
Ich denke der Vorteil von NIR-Dioden liegt wie von dir angesprochen in erster Linie in der besseren Strahlqualität,
während du bei 445nm Dioden noch eine Optik/Strahlkorrektur brauchst um einen entsprechend runden Spot zu erzeugen.

Der Vorteil von 445nm Dioden dürfte sein, dass sie im Normalfall weiter verbreitet und etwas günstiger sind und sich mit ihnen etwas feinere Sportgrößen erzeugen lassen.

Grüße,
Sven