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Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern

Posted by VDX 
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 01, 2010 03:49PM
Update ...

... der erste Prototyp ist komplett montiert und hat auch schon ein paar Löcher gemacht grinning smiley

Anbei ein Bild vom Aufbau - der kleine Controller vorne ist ein MySmartControl168 (Atmega168) mit USB, so daß ich das Teil sowohl als vorprogrammierten Pulsgenerator per TTL-Pulse oder Fußschalter ansteuern kann, oder per USB complette Kontrolle von einem PC aus ...

Als nächstes muß ich die Firmware programmieren und das Teil als Werkzeug in meine CNC-Fräse integrieren ...


Viktor
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Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - [reprap.org]
Call for the project "garbage-free seas" - [reprap.org]
Attachments:
open | download - 5Watt-Prototype1.jpg (120.6 KB)
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 01, 2010 03:54PM
Hallo Victor,
saubere Arbeit. Wie Teuer wird so ein Teil ungefähr?
Gruss Reiner


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 01, 2010 04:20PM
Hi Reiner,

... die nackte Diode ohne Optik wollte ich an Privat für 50 Euro abgeben, mit Optik und Panzerschlauch für 100, komplett mit Treiber und PWM-Regelung zwischen 300 und 500 Euro, je nach Ausbau ...


Viktor
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Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - [reprap.org]
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Hallo Viktor,

was ist das für eine Diode in Deinem 5Watt-Prototyp?
Ein Datenblatt wäre ganz hilfreich ...
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 01, 2010 07:46PM
Hallo Vicktor,
was brauche ich dann noch an Software?
Da muss ich erst noch einige Produzieren um mir das zu leisten,( weil jedes Projekt muss sich bei mir von selbst oder durch ein anderes tragen) aber Interesse habe ich schon am Lasern.
Aber alles zu seiner Zeit.
Und Danke noch für die Deutsche Dokumentation.
Gruss Reiner

Edited 1 time(s). Last edit at 04/01/2010 08:02PM by Holzwurm.


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 02, 2010 04:33PM
@RedRap - die 5Watt-Dioden gibt's nicht mehr im freien Handel, die aktuellen Nachfolger sind 9Watt-Typen und dafür kannst du die Spezifikationen hier lesen ...

Ich komme noch günstig an die 5Watt-Dioden dran, ansonsten würde ich 8Watt-Dioden von Lumics oder die 9Watt-Dioden von IPG verbauen, dann wär's aber gleich nochmal um über 200 bis 300 Euro teurer eye rolling smiley


@Reiner - meine bisher aufgebauten Prototypen kann ich mit 5Volt 'einschalten' wie eine normale LED oder per PWM in der Leistung regeln ... später kommt evtl. noch eine echte Analog-Leistungsregelung dazu.

Um keinen Aufwand mit der geschwindigkeitsabhängigen Leistungsanpassung zu haben, 'trickse' ich indem ich den Takt der X- und Y-Achse des CNC-Controllers rausführe, mit einem .ODER. verknüpfe und mit einem Werkzeug-Ausgang des CNC-Controllers (z.B. Fräse- oder Kühlung- AN/AUS-Pin) per .UND.-Verknüpfung das Lasermodul 'scharf' schalte.

Damit bekomme ich entweder bei jedem X- oder Y-Puls (die laufen bei mir synchron, also bibt's bei einer Diagonalbewegung immer nur einen Puls wen X+Y takten) oder per Einstellung in der Lasermodul-Firmware (Atmega168) bei jedem [N]-ten Schritt einen Puls, der an der entsprechenden Position ein Loch brennt oder das Material schmilzt.

Da der Spot etwas über 0.1mm groß ist und die Schrittauflösung bei mir aktuell 0.0125mm beträgt, ergibt das eine zusammenhängende Linie aus Schmelz-Punkten.

Mit meinem Faserlaser und einem Spot von 0.02mm bis 0.005mm sieht's etwas anders aus, ich bin aber auch noch dabei, mir eine XYZ-Anlage mit 1 Mikrometer Auflösung aufzubauen ... dann stimmt das wieder grinning smiley


Viktor
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... ich dachte Du möchtest die 5 Watt Dioden verkaufen confused smiley
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 03, 2010 02:21PM
Sehr sehr interessant, ich würde in etwa 1-2 Monaten vlt eine nehmen (also mit Optik und schlauch ohne Elektronik) sofern da noch welche da sind, erst mal muss der RepRap aber laufen.
Wie sicher ist denn das ganze? muss ich dann noch einen Holzkasten um den Mendel bauen im mich gefahrlos im selben Raum aufhalten zu können ? Ich hab bei Lasern der Größenordnung immer ein mulmiges Gefühl.


[chaozlabs.blogspot.de]
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 07, 2010 02:58PM
Hi RedRap,

RedRap Wrote:
-------------------------------------------------------
> ... ich dachte Du möchtest die 5 Watt Dioden
> verkaufen confused smiley

... was meinst du damit - ob ich sie 'profitorientiert' oder nur für Selbstkosten und Porto loswerden will?

Ich würde schon gerne etwas damit verdienen - und wie's aussieht, bekomme ich noch genug von den 5Watt-Dioden zusammen, um einen kleinen Shop-Betrieb anzustoßen ... eventuell finden wir mit der GRRF eine brauchbare Plattform ...


Viktor
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Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 07, 2010 05:33PM
Hallo Victor,
wieviel my kann man (Frau) damit lasern. Oder besteht die möglichkeit dünne
Kunststoffe zu Lasern? Wenn ja bis zu welcher stärke. Wie sieht es mit den
Kanten aus? Bei Folien ist man glaube ich mit einem Schleppmesser besser bedient.
(Aber ich sitz ja an der Quelle) deshalb meine Frage zu den Kunststoffen.


MfG Reiner


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 07, 2010 05:48PM
Hi Reiner,

... ich bin erst seit heute wieder da und gerade an der Firmware dran - wenn die läuft, kommt der Prototyp an die Fräse und ich mach Tests mit Schneiden und Sintern.

Wie gut die 5Watt bei 975nm schneiden, hängt vor allem von der Absorptionsrate ab - schwarzer Kunststoff geht sehr gut, Plattenmaterial dicker als ein paar Millimeter werden damit aber kaum zu machen sein ... (dunkles) Moosgummi eventuell bis zu ein paar Zentimeter ... die Absaugung muß da aber auch perfekt sein ...

Zu helle Materialien geht fast gar nicht, da es kaum absorbiert sondern zu stark reflektiert.

Anders siehts beim Sintern aus - hier wird auch bei der Reflektion/Streuung an hellem oder spiegelndem Pulver noch genug Energie fürs Schmelzen aufgenommen ... hier versuche ich es dann auch mal mit Metallpulver ...

Die ersten Sinterversuche werde ich aber mit schwarzen Granit-Mikrokugeln machen, da ich schon einen Interessenten für schwarze Obsidian-Ornamente auf weißen Keramik-Fliesen habe grinning smiley


Viktor
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Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 07, 2010 05:58PM
Hallo Viktor,
Habe zwar zu viele Baustellen momentan (Montage, Modellbauaufträge usw.)
Und da ich im Modellbau im Kunststoffbeeich meistens unter einem mm liege
wäre es Optimal.Entweder schwarz nehmen oder vorher lackieren.
(Oder Schwarze Folie drauf, ginge das?)
Mit dem Sintern habe ich mich noch garnicht befasst klinngt aber Interessant.
MfG Reiner

Edited 1 time(s). Last edit at 04/07/2010 06:00PM by Holzwurm.


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 04:34PM
Update ...

... eine Minimal-Firmware (CW, Pulsen, Leistungsanpassung) läuft, die Absaugung über dem Fräsenbett funktioniert auch schon, jetzt muß ich noch die Halterung für den Fokussierkopf und die Absaugdüse fräsen und das teil in meine CNC-Steuerung integrieren ...

@Rainer: dunkel Lackieren oder überkleben geht bedingt ... wenn die Schmelze weiß wird, streuts wieder mehr zurück.

Mit der Möglichkeit zu Sintern tun sich ungeahnte Möglichkeiten auf - du glaubst gar nicht, wieviele interessante Applikationen in Richtung 3D, Markieren, Materialbearbeitung und Deko ich schon zusammen habe grinning smiley


Viktor
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Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 05:09PM
Zeigen... mach mal ein Bild...


Mfg
Wolfgang
Aller Anfang war schwer - Wolfstrap Reprap-fab.org Meine Meinung

Erfahrungen kann man leider schlecht weiter geben, die muss man selber machen.
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 05:50PM
Besuch weg >grinning smiley<
Hallo Victor,
genau mal etwas zeigen.
Mit welchem Programm erzeugst du .stl dateien?
Gruss Reiner


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 06:09PM
... ihr seid alle so ungeduldig grinning smiley

Die Bilder kommen, wenn das Teil mit Absaugung in der CNC-Fräse läuft - kann nur noch ein paar Tage (bzw. Nächte eye rolling smiley) dauern ...

Ich bin mit längeren Unterbrechnungen schon seit über 20 Jahren da dran und habe auch schon einige Ergebnisse mit kommerziellen/proffessionellen Geräten erzielt, werde das ganze aber nochmal komplett neu mit den Diodenmodulen aufziehen.

Was hilft es, wenn ich euch Bilder von perfekten Schnitten und Sinterkörpern zeige, wenn es dann heißt, die Geräte dafür kosten über 30.000 Euro confused smiley

Ich will hier nur Ergebnisse vorstellen, die mit DIY-Geräten für ein paar 100 Euro gemacht werden können ...


Viktor
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Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 06:15PM
Hallo Victor,
hast du schon Preise für das Basismaterial (Pulver?)
Gruss Reiner


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 06:16PM
Hi Reiner,

... zur Erzeugung von STL-Dateien habe ich mehrere proprietäre CAD/CAM-Programme mit unterschiedlichen Stärken/Eigenheiten.

'Technische' Objekte mache ich meist mit Lightwave, 'organische' meist mit 3DSMax, wenns auf die Fräse soll, kommt meist noch IsyCad (Pictures by PC) ins Spiel ...


Viktor
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VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 06:20PM
Hi Reiner,

... die Muster-Proben (bis zu 500g) habe ich kostenlos bekommen, die Keramik-/Obsidian-/Glas-Mikrokugeln kann ich nur in 25kg-Säcken kaufen, die kosten irgendwas zwischen 30 und 150 Euro pro 25kg.

Ich muß bei mir im Ort mal beim Granulatherstellen nachfragen - der macht Filament oder Granulat aus diversen Kunststoffen und hat auch Pulver da ...


Viktor
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Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 08, 2010 06:22PM
Da kostet die Laserbrille bestimmt mehr.
Reiner


Ich könnte es auf meine Tastatur schieben, aber nein ich war es selber.
VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 11, 2010 05:17AM
Update ...

... ich habe die Diode provisorisch in die CNC-Steuerung eingebunden und manuell abgesaugt.

'Schneiden' von schwarzer Beschriftungsfolie geht ganz gut mit 1 Watt - da es ein thermoplastischer Kunststoff ist, wird die Schnittspur durchs Schmelzen und Wegschrumpfen um den Spot herum aber größer, als bei einem Duroplast, der nur wegdampft.

Der Kunststoff schmilzt/brennt weg, das Trägerpapier wird nicht mit geschnitten ...


Das Schneiden von blauem 3mm dickem Foamalux (PVC-Schaumplatte?) ging nicht so gut - entweder es schmilzt nur auf und geht nicht viel tiefer als 0,5mm, oder es verkohlt und geht durch, dann wird der Schnitt aber auch gleich breiter und unansehnlich ...

Außerdem stinkt das Zeug ziemlich, was mir trotz dem Absaug raus in den Garten erstmal ein 'Laserverbot' eingebracht hat, bis ich ein Aktivkohlefilter integriert habe sad smiley


Viktor
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Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 11, 2010 05:47AM
Hast du es eigentlich schon mal mit "beschriften" von Metallen versucht ?

Wir hatten da eine Lieferanten, der hat Alu mit einem Lack oder sowas versehen, darüber ist er dann mit dem Laser gefahren... danach wurde der nicht gelaserte Lack abgewaschen. Dadurch konnte man Grafiken und Schriften auf Metallschilder übertragen. Vor allem aber Grafiken und Logos.

Wie das im einzelnen von statten ging weis ich aber auch nicht, nur das das wohl eine Art Einbrennlack war. Vielleicht ist das aber auch das, was du immer mit Sintern bezeichnest ?


Mfg
Wolfgang
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VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 11, 2010 05:57AM
Hi Wolfgang,

... Einbrennlackierung funktioniert meist chemisch - dabei färben die beim Abbrennen erzeugten Säuren und der enthaltene Kohlenstoff das Metall ... Sintern ist ein Materialauftrag durch Aufschmelzen, ohne Wegzudampfen.

Ich hab's mit der Diode auf knapp 4Watt und den 0.2mm großen schwarzen Stein-Mikrokugeln auf einer Keramikfliese probiert - das klappt manchmal, wobei das Zeug dann grünlich durchscheinend aufschmilzt ... meist schmelzen die Kugeln nach Oben zu größeren Perlen zusammen und verbinden sich nicht mit der Fliese - dafür bräuchte ich also deutlich feineres Material confused smiley

Mit meinem 50Watt-Laser habe ich da deutlich mehr Möglichkeiten, da er eine viel höhere Energiedichte hat ... mit den 5Watt-Dioden muß ich noch schauen, was damit alles geht ...


Viktor
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Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 11, 2010 06:00AM
ich weis nicht WAS die da genommen hatte, wurde aber auch schwer geheim gehalten... wird sicher seinen Grund gehabt haben winking smiley


Mfg
Wolfgang
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VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 11, 2010 02:19PM
Update ...

... hier ein erster Test mit Folienbeschriftungs-Material bei 1Watt und 500mm/min Vorschub:




Viktor
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Call for the project "garbage-free seas" - [reprap.org]
... weder das Mittel zum Laserbeschriften, noch die Inhaltsstoffe dessen sind geheim ... Molybdäntrioxid, Natriummetavanadat, Docusatnatrium etc.

Gebrauchsfertig gemischt als CerMark handelsüblich smiling smiley


Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 12, 2010 02:09AM
Und das wird dann auf glänzendes Metall (z.B. Alu-Blech) aufgertragen und bleibt danach wie schwarze Farbe drauf ? Soso... gut zu wissen.


Mfg
Wolfgang
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... gibt's auch bunt ... und für Glas, Keramik etc.

Laut Datenblatt sollten 40 Watt Laserleistung verwendet werden, eigene Versuche mit 40% Leistung auf einer 80 Watt CO2 Anlage brachten gute Ergebnisse.

... ist aber nicht ganz billig sad smiley
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 12, 2010 05:27PM
Da kommt man aber mit 5W wohl nicht allzu weit winking smiley naja...


Mfg
Wolfgang
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VDX
Re: Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern
April 13, 2010 03:09PM
... ich habe mal ein bischen mit Kohlepulver und Puderzucker rumgespielt - das resultierende graue Pulver läßt sich mit der Laserdiode bei 1-2Watt gut aufschmelzen und kann für Pulverbett-Sintern verwendet werden ... die Körnung ist kleiner als die 0.2mm-Steinkugln und läßt sich gut auf die Unterlage Aufsintern, was auch noch zu klären war ...

Da das Zeug sich mit warmem Wasser auch wieder auflösen läßt, wäre das eine gute Alternative für Support-Material grinning smiley




Viktor
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