Laserdioden-Kopf zum Folienschneiden oder Sintern

VDX Wrote:

> im Prinzip läßt man den Galvo einen Winkel mit einer
> bestimmten Geschwindigkeit überstreichen und
> definiert die 'Pixelpositionen' eher über die
> verstrichene Zeit ab dem Start, als über den
> Spulenstrom.
>
> Da sind hochauflösende Stepper viel einfacher und
> genauer, wenn die Positionier-Geschwindigkeit
> ausreichend hoch ist ...

Danke für diese (sehr) aufschlussreiche Diskussion, wenn Du einen vorführbereiten Scanner gebaut hast, lass es mich bitte wissen.

... das wird noch etwas dauern - hab' noch ein paar andere Baustellen, die ich vorher noch abschließen muß

Hab' übrigens den Preis für dein System gefunden - das ist es auch bestimmt wert, allerdings kann/will ich soviel nicht aufwenden, da die Scaner für den LOM-Aufbau eher ein Nebenschauplatz sind.

Mit Schrittmotor-Scannern kann ich die 1m/s Scangeschwindigkeit auch erreichen - das wären bei 10µ Auflösung pro Schritt 'nur' 100 kHz

7m/s Positioniergeschwindigkeit dürften wegen der höheren Massen aber kaum noch drin sein ... dafür bin ich deutlich billiger im Aufbau (hab' die IMS-Treiber für á 30 Euro bekommen und die BL im Rahmen eines Tauschs praktisch kostenlos) und die Ansteuerung kann ich auch mit einem Arduino erledigen, so daß ich mit etwa 100 Euro für einen 2D-Scanner hinkäme ...

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Viktor
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@ peer / VDX ich hab gelesen das du peer dich gut mit Software auskennst. Du Viktor wolltest mir einen Laser zusammenbauen und das größte Hindernis war noch die Software. Was wäre damit. Ich kauf dir den LAser ab und schick den peer. Er hat das als Leihgabe und kann in ruhe programmieren?

... das Lasermodul wird wie eine LED mit 0 oder 5Volt Aus- und An geschaltet - da bräuchtest du eine Software nur dann, wenn du noch einen separaten Controller für eine separat Pulssteuerung drin hättest.

Du mußt nur zusehen, daß deine Firmware den Laser immer dann einschaltet, wenn du eine Linie zihen willst ... es könnte sein, daß dafür schon die normale Extruder-Steuerung herangenommen werden kann - statt Schritt-Impulsen für den Extruder werden dann einfach Laserpulse ausgegeben ...

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Viktor
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also wenn ich das als CW-laser benutze muss man da nichts machen und ich kann 2-d Daten in reprap host einlesen und ganz normal ansteuern?

... bei meiner CNC-Fräse mache ich das genau so

In meinem Postprozessor von der Isel habe ich vor jeder zu fräsenden Linie ein "COOLANT ON" und am Ende ein "COOLANT OFF" - damit schaltet der Controller einen Ausgang (der normalerweise für ein Kühlmittelpumpen-Relais gedacht ist) Ein oder Aus, den ich direkt auf den Optokoppler vom Lasermodul geführt habe.

Bei deiner Software/Controller-Variante mußt du schauen, ob das mit der Extrudersteuerung schon passend funktioniert (nicht daß die Firmware nach jedem Stop das Filament noch ein paar Steps 'zurückzieht'), ansonsten sollte es kein Problem sein, in der Frimware vor und nach jeder auszugebenden Linie einen Ausganspin des Motherboards zu schalten ...

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Viktor
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[www.alibaba.com]

... mich würde der Preis von dieser 5Watt-Diode interessieren - außerdem betreiben sie ihre Dieoden alle mit einigen kA ... nicht wirklich, da fehlt nur überall das Komma

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Viktor
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Dann frag doch einfach mal bei sales@boblaser.com nach, was die AL808T5W (808nm Laser Diode 5W C-mount) kostet, wenn sie 1-10 Ex. nach Germany schicken.
Immerhin scheinen sie schon mal auch Einzelexemplare zu versenden.

... die wollen daß ich mich bei ihnen registriere

Hab trotzdem mal ein Anfrage nach 5, 10 und 50 Stück abgeschickt ...

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Viktor
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Guten Tag Vikor und Redrap,

angenommen man braucht ein Loch von einem 50^-6mm Durchmesser. Kann man das mit euren Lasern realisieren?

wakeer Wrote:
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> Guten Tag Vikor und Redrap,
>
> angenommen man braucht ein Loch von einem 50^-6mm
> Durchmesser. Kann man das mit euren Lasern
> realisieren?

Hallo wakeer,

welches Material soll hier bearbeitet werden?
Sollen das wirklich 0.0000000032mm Löcher werden?
Über welche Messgeräte verfügst Du mit denen man das Ergebnis nachmessen kann?

Irgendwie habe ich den Eindruck, dass es sich hier um keine Aufgabe im Hobbybereich handelt

Hallo redrap, sollte 5*10^-6 heißen.
Ich wollte nur wissen ob es damit möglich ist Filter zu bauen.

Mit opensource will man doch den Menschen helfen, und da kam mir heute morgen ein Gedanke, was ist unser größtes Problem?
Sauberes Wasser.
Was wäre also wenn man mit einem Lasermendel in PTFE kleine Löcher ( 0,00005mm) brennen könnte? Man hätte einen Meerwasserfilter.

Ok dann fehlt noch mehr, aber manchmal muss man einfach einen Gedanken im Hinterkopf haben, vielleicht hat ja jemand anders Lösungsansätze.

... mit der 5Watt-Diode durch eine 0.1mm Faser kann ich auch nur 0.1mm Löcher machen ... mit einer optimalen Optik und Leistung/Zeit-speilchen evtl. auch mal 0.08mm.

Mit dem Faserlaser kann ich den Spot bis zu etwa 0.005mm Durchmesser runterziehen, das wären dann Löcher von knapp unter 10 Mikrometern ... und das ist schon ein Laser für knapp 40k€

Wenn du wirklich Löcher in der Größe von 50 Nanometern erzeugen willst, brauchst du einen Laser weit m UV-Bereich oder einen der neuen Ultrakurzpuls-Laser, was nochmal ein paar Größenordnungen teurer wäre

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Viktor
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ok dann hat sich das erledigt.
Mit was wird eigentlcih dein Faserlaser gepumpt? Dioden? wieviel? du bekommst doch da bestimmt schon in den kW Bereich.
Mit 6kW schafft man 40mm Stahl oder?

Ist es so das eine reduzierung des spots um die hälfte eine verdopplung der Leistung erreicht?

Deine 5 Watt Dioden, was sind das genau für Dioden?

... die 5Watt-Dioden sind die Pumpdioden mit 975nm Wellenlänge aus einem kaputten Faserlaser - da werden ziemlich viele davon verwendet, um auf die Endleistung zu kommen ... in meinem sind 28 Stück drin und die Endleistung beträgt 'nur' 50 Watt.

Die maximal mögliche Energiedichte eines Faserlasers ist wegen der 5m langen aktiven Faser (gegenüber nur ein paar 10cm bei einem NdYAG-Laser) und der damit verbundenen viel höheren Kohärenzgüte etwa in der Größenordnung eines 1kW NdYAG-Lasers, allerdings zählt beim Schneiden von wärmeleitenden Materialien die Gesamtenergie, die in das Material eingebracht wird, nicht nur die Energiedichte ...

Ich kann damit zwar deutlich bessere Mikrobearbeitung machen, als mit einem viel stärkeren NdYAG, bei der machbaren Materialdicke hört das bei Stahl aber bei ein paar Millimetern auf

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Viktor
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@ Viktor Wäre es sinnvoll bei deinen versuchen die Wellenlänge von aktuell >800nm zu halbieren. Dann kommst du doch eigentlich in den Bereich in dem du Folien deutlich besser bearbeiten dürftest. (Wenn das Ziel ist Folien zu schneiden)

Wenn ja, hätte die halbierte Wellenlänge nachteile für^s sintern?

Hi Peter,

beim 'halbieren' der Wellenlänge (meist mit einem KTP-Kristall) wirfst du das meiste an Leistung weg - typische 1mW-Grün-Laserponter werden mit 500mW IR gepumpt

Fürs Sintern sind die 975nm gar nicht mal schlecht, wenn das Material etwas dunkler ist - ich habe z.B. braunes Lignin-Pulver von Tecnaro bekommen, das auch auch für kommerzielle Lasersinterapplikationen verwendet wird ... das ergibt dann ein braunes, kunststoffartiges Material, das biologisch abbaubar ist ...

Gestern bekam ich noch eine 25Watt-Laserdiode mit 808nm Wellenlänge und FSMA-Stecker und Faser dafür.

Der Output ist ein Bündel von 19 Fasern, in die Ferrule eingegossen, mit 0.8mm Durchmesser.

Das ergibt dann nur einen Spot von bestenfalls 0.5mm, so daß es immer noch etwa 25 mal weniger Energiedichte hat, als bei den 5Watt-Dioden, durch die 25 Watt Gesamtleistung kann ich aber ein größeres Volume auf einmal aufschmelzen, so daß diese Diode für gröbere Auflösungen und schnelleres Aufbauen besser geeignet wäre.

Allerdings kann ich dann auch wieder 7 von den 5Watt-Dioden zusammenfassen, so daß ich ein Faserbündel mit 0.3mm Durchmesser und 35 Watt maximaler Ausgangsleistung hätte ... oder bei 19x dann 0.5mm Durchmesser und 95 Watt

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Viktor
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Hi Peter,

... heute habe ich eine 1Watt-Diode mit 445nm (='real blue') in einen Kühler eingesetzt und mit 700mA Konstantstrom beschickt.

Das Teil ist wirklich HELL

Der Spot nach einer einfachen Linse war deutlich kleiner, als der bei den 5Watt-Dioden aus der 0.1mm-Faser, so daß ich damit auch mal versuchen werde, deine Folien zu schneiden ...

Fürs Lasersintern mit dem braunen Lignin-Pulver dürfte die auch sehr interessant sein ... mit 700mA statt 5A bei den IR-Dioden ist sie auch vei einfacher anzusteuern ... und mit 30Euro war sie auch viel günstiger, als eine von den Hochleistungs-IR-Dioden.

Aktuell werden diese 445nm-Dioden aus Casio-Beamern ausgebaut, ein paar von den chinesischen Distributoren haben sie aber auch schon im Programm ...

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Viktor
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... noch ein Test mit Folienschneiden - das Motiv hat eine meiner Shwestern gemalt, ist 10x8cm groß, der Schneidspalt etwa 0.1mm, die dünnen Linien etwa 0.08mm breit.

Der Kleber ist nich weggedampft, sondern blieb als brauner Film im Spalt zurück ... dafür benötige ich entweder einen anderen Kleber, oder mehr Leistung ...

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Viktor
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kann man eigentlich ein Material nehmen das etws transparent ist. Aber natürlich als Pulver. Und wenn ich dann mit 3 statt einem Laser arbeite kann ich ja in das Material an drei stellen eindringen und an dem gewünschten Punkt wieder bündeln. Da müsste man sich keine Gednaken machen wie man Schicht für Schicht aufbringt.

... das Gravieren in transparentem Material hat Eksma mit NdYAG-Lasern in Glas entwickelt und Clarisso dann als Dienstleistung soweit optimiert, daß du heute überall diese 3D-Objekte in einem Glaswürfel kaufen kannst ...

Wenn du Glas als Pulver da hast, ist es nicht mehr transparent, sondern weiß und die Körnchen wirken als Streukörper, so daß du keinen Fokus unter der Oberfläche mehr hinbekommst.

Was noch geht, ist das Stereolitho-Verfahren mit UV-Lasern in Epoxy soweit umzustellen, daß die Aktivierungsenergie erst in einem Fokus innerhalb der Flüssigkeit groß genug zum Aushärten ist, dafür benötigst du aber spezielle Laser und Optiken, die das wieder deutlich teurer machen, als die 'Oberflächenbearbeitung'.

Es gibt noch die '2-Photonen-Rekombination', mit der du sowas sehr gut auch im Sub-Mikro-Bereich machen kannst, ist aber wiederum ein extrem teures System, so daß es sich nur für spezielle Anwendungen lohnt.

Bis jetzt ist das Folienlaminieren oder Pulversintern immer noch das Konzept mit dem größten Potential für sowohl lowcost-DIY, als auch kommerzielles/proffessionelles Multimaterial-fabben mit einem noch nicht abzusehenden Einfluß auf die künftige R(P)-Fertigung

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Viktor
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Update ...

... hab' mir zum Drehen der Teile für die Fokussierköpfe (und anderes) für 300 Euro bei ebay eine alte, stabile, aber noch gut in Schuß befindliche 'Hüft-Drehbank' von Boley/Leinen geschossen: - den Fuß habe ich dagelassen, da mit über 800kg viel zu schwer für meinen Kombi , das Wannen-Bett mit dem Aufbau und Zubehör hat aber reingepaßt, so daß sie jetzt in meiner Garage liegt und auf den Zusammenbau wartet ...

Hab' noch ein zerlegtes Untergestell aus 60-er Aluprofil, daß ich kleiner schneiden und als Fuß dafür zusammenbauen werde.

Und einen großen Motor mit Drehzahlregelung und Keilriemenscheibe von einer Industrie-Nähmaschine habe ich auch noch da, so daß ich die nächsten Wochen eine extrem stabile voll manuelle Drehbank da haben werde, die statt mit Spindeln mit Knick-Hebeln verschoben wird, so daß ich die Maße anders abarbeiten muß, als an einer Leit- und Zug-Spindel-Drehmaschine

Muß bei Gelegenheit mal schauen, ob die Hebel evtl. durch Spindeln oder Seilzüge und Schrittmotorantrieb ersetzt werden könnten - dann wäre daraus evtl. doch noch eine CNC-Drehe (mit nichtlinearer Koordinatenumrechnung) zu machen ...

Edited 1 time(s). Last edit at 11/07/2010 02:40PM by VDX.

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Viktor
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... bin gerade am Verkleben einer Faser in eine 1mm-Edelstahlkappilare als Ferrule ... der nächste Schritt ist dann Einjustieren und Verkleben der Ferrule in den optischen Kopf mit einer vorher eingeklebten Linse.

Für sowas habe ich eine simple optische Bank mit verschiebbaren Haltern für zylindrische Teile.

Jetzt frage ich mich, wie sowas von anderen gemacht werden würde, die keine ausreichenden optischen/mechanischen Hilfsmittel haben?

Die Fasern sind sehr dünn und recht empfindlich, so daß ein Modul für den 'normalen' Anwender schon fertig verklebt und verkapselt sein müßte.

Trotzdem fragen Leute immer wieder nach 'nackten' Dioden und Linsen, um sich ein Lasermodul selber zusammenzubauen

Außerdem versuche ich immer noch eine einfache Methode zum Schleifen des eingeklebten Faserendes zu finden - Profi-Systeme sind viel zu aufwändig und die bei Conrad erhältlichen 'Puck-Schleifer' für die normalen Glasfasern zu grob/ungenau, so daß ich bisher mit einem sauberen Bruch der Faser bessere Ergebnisse erziele, als mit schleifen

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Viktor
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Im Netz gefunden... vorbereitung für einen optischen Versuch von Auszubildenden:

Schleifen von Faserenden
Pro Gruppe werden zwei ca. einen Meter lange LWL so geschliffen,
daß die Endflächen kreisrund sind und möglichst keine Unebenheiten
mehr aufweisen. Dazu werden 2 Schleifpapiere verschiedener Körnung
benutzt: 2000-er Körnung zum Vorschleifen, 4000-er zum Pollieren.


Vielleicht nutzt dir das was ?

---

Mfg
Wolfgang

Aller Anfang war schwer - Wolfstrap

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Erfahrungen kann man leider schlecht weiter geben, die muss man selber machen.

... das Problem ist eher die Planarität des Schliffs - jede Wölbung, die beim manuellen Schleifen normal ist, wirkt schon wie eine Linse, so daß der Fokus verzerrt wird.

Bei einer normalen Glasfaser für Datenübertragung ists unkritisch, beim Refokussieren eines Laserstrahls gibts dann aber die dollsten Verzerrungen, wenn der Schliff nicht völlig eben ist

Beim Schleifen mit einem 'Puck' ist die Faser innen drin beweglich, so daß sie selbst beim ständigen Drehen, damit der Schliff nicht schief wird, zu einer konkaven Oberfläche poliert wird - proffessionelle Teile gehen mit höheren Drehzahlen und kleinster Zustellung dran, so daß die Faser sich möglichst nicht verbiegt ... und trotzdem ist's nicht einfach, einen optisch perfekten Schliff hinzubekommen ...

Edited 1 time(s). Last edit at 11/11/2010 05:46AM by VDX.

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Viktor
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Vielleicht bringt dich das ja auf ne Idee ???



i) Überstehende Faser mit dem Ritzwerkzeug an der
Steckerstirnfläche anritzen und bündig abbrechen.
j) Schleifen / Polieren in 3 Schritten (vgl. Abb. 11):
1. Körnung 9 μ (Farbe Blau),
2. Körnung 3 μ (Farbe Rosa),
3. Könung 0,3 μ (Farbe Weiß).
k)



Edited 1 time(s). Last edit at 11/11/2010 06:06AM by Stoffel15.

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Mfg
Wolfgang

Aller Anfang war schwer - Wolfstrap

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Erfahrungen kann man leider schlecht weiter geben, die muss man selber machen.

Aber was erwartest du auch von uns Laien, wenn du im Laserfreak-Net schon keine brauchbare Antwort bekommen hast

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Mfg
Wolfgang

Aller Anfang war schwer - Wolfstrap

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Erfahrungen kann man leider schlecht weiter geben, die muss man selber machen.

... so ähnlich mache ich's mit dem Puck auch - die letzte Stufe ist ein großer Spiegel mit Nano-Paste drauf ...

Für Fasern, die schon in Keramikferrulen drin sitzen, ist's auch ganz brauchbar ... die sind ja aber auch schon geschliffen.

Ich versuche einen Aufbau für 'nackte' Fasern aufzubauen, die in der Halterung verformt werden, oder eine Methode, die Ferrulen selber herzustellen.

Ich werd's mir noch etwas durch den Kopf gehen lassen und werde mir vermutlich was mit einer Z-Achse und Mikrometerschraube über einer langsam rotierenden Scheibe aufbauen ...

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Viktor
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Braucht die Fläche nicht einen Winkel von 8° ? Wegen der Lichtbrechung ?

Naja , ist nicht mein Fach... hab ich eben nur irgendwo gelesen.

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Mfg
Wolfgang

Aller Anfang war schwer - Wolfstrap

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Erfahrungen kann man leider schlecht weiter geben, die muss man selber machen.