Laser Cutter/de

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Laser Cutter

Release status: unknown

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Description
Schlüsselfertige oder Eigenbau-Laser-Cutter-Module
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CAD Models
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RepRap Research/Writeups

Background

Information Laser_Cutter/Background

Forumsdiskussion

Discussion: http://forums.reprap.org/read.php?133,13836

... auch in Deutsch: http://forums.reprap.org/read.php?414,35812

... Start eines "Forums-Projekts" mit Aufbau eines einfachen Konstantstrom-Treibers und Lasermoduls mit einer fasergekoppelten IR-Laserdiode oder auch einer beliebigen anderen Laserdiode mit Anpassung des Maximalstroms dafür: http://forums.reprap.org/read.php?336,772536

Laser-Systeme

- CO2-Laser ...

- NdYAG-Laser ...


- Verschiedene Laserdioden

1 Watt 'pigtail' Diodenlaser mit Fokussier-Optik (Fokus ~50 Mikrometer):

1Watt Diode-laser with focussing head Alle Laserdioden


IR-Dioden von Innen:

Geöffnete 5Watt-, 9Watt- and [email protected]

Internal Assembly 5Watt- and 9Watt-Diodelasers Internal Assembly 25Watt-Diodelaser


Betriebsbereite Module:

5 Watt 'pigtail' Diodenlaser mit 4xLM317-Stromkonstanter (hier etwa 2Watt Ausgangsleistung) unfokussiert auf eine Fluoreszenz-Platte:

5Watt-Diodelaser with 4xLM317-driver


komplettes 5 Watt 'pigtail' Diodenlaser-Modul mit 4x oder 5x LM317-Stromkonstanter, MOSFET, Microcontroller, Panzerschlauch und Fokussierkopf - Prototyp links, 2. Version rechts:

5Watt-Prototype1 5Watt-Prototype1


Anwendungen:

'real blue' 445nm-Diode mit 1Ampere Strom and etwa 1Watt optische Leistung. - Links = fokussierter Strahl, Mitte = gravieren ohne Filter, Rechts = mit UV-Filterplatte:

445nm von Vorne kl.jpg 445nm - 1Watt ohne Filter.jpg 445nm - 1Watt mit Filter.jpg

Kostenabschätzung

- kommerzielle 'pigtailed' Diodenlaser mit [email protected] aus einer 0.1mm Glasfaser: ~230 Euros (Bestellmengen ab 5 Stück).

- kommerzielle schlüsselfertige Module mit [email protected], einem roten Pilot-laser and Fasestecker (ohne Faser): ~1000 Euros (Bestellmengen ab 5 Stück).

- 5Watt-Pumpdioden aus defekten DPSS- oder Faserlasern: ~50 bis 80 Euro (je nach Bearbeitung und End-Kopplung)

- komplette schlüsselfertige Eigenbau-Lasermodule mit recycelten 5Watt-Pumpdioden: ~300 bis 1000 Euro (je nach Aufbau und Ausstattung)

Komponenten

1. Laser-Quellen:

- CO2-Laser ... gekapselte Module oder 'nackte' Glas-Röhren

- Dioden-laser ... am Besten mit angekoppelter Glasfaser (=pigtailed)

- ...


2. Strahlführungs-Optik:

- CO2: - Spiegel

- Dioden-Laser: - Glasfasern und/oder Linsen und Spiegel

- ...


3. Fokussierung:

- CO2: - Germanium- or ZnSe-Linsen ... konkave Spiegel sind für die Fokussierung ebenfalls geeignet

- Dioden-Laser: - 'normale' optische Linsen, eventuell IR-Antireflex-Beschichtet

- ...


3.1. Einkopplung eines Pilotlasers als Fokussierhilfe oder Indikator:

Pilot-Laser


4. Stromversorgung:

- CO2: - meist spezielle Netzeile: RF-CO2-Laser häufig unter 40 Volt DC, 'nackte' und Eigenbau-CO2-Röhren benötigen häufig über 1000 Volt

- Dioden-Laser: - Konstantstrom-Treiber, je nach erforderlicher Versorgungsleistung bis zu mehreren Ampere (z.B. mehrere LM317 parallel)

LM317 parallel

- ein aufgebauter Treiber mit 5xLM317 und einem schaltenden MOSFET:

5xLM317

- modifizierter Treiber mit 2xLM317 (jeder 1 Ampere) und 3xLM338 (2, 2, und 2.6 Ampere) mit beliebiger Vorwahl von 1 bis 8.6 Ampere:

5xLM317

- ...


5. Leistungssteuerung:

- CO2: - RF-CO2-Laser: - meist im Netzteil eingebaute Elektronik mit TTL-Input und Schaltfrequenzen von einigen Zehn kHz

- Dioden-Laser: - Strom-Modulation und/oder PWM-Steuerung bis zu einigen kHz

- Laser allgemein: - AOM (AcoustoOpticalModulator) mit Schaltfrequenzen bis zu einigen Hundert kHz

- ...


6. Methoden der Ansteuerung:

- Erzeugung von 'geometrisch definierten' Pulsen aus den XY-Takten eines CNC-controllers:

XY-pulsegenerator

 Diese Schaltung eignet sich nur zum Schneiden extrem dünner Materialien oder zum Gravieren!

- Berechnung der erforderlichen Leistung realtiv zur Verfahrgeschwindigkeit des Laser-Spots

- ...

Anwendungen

CO2-Laser:

- Schneiden/Gravieren

CO2-cutting encoder-disc


Dioden-Laser:

- Schneiden/Gravieren

VDX-RepLas2.jpg Hase celtic.jpg

- Löten und Hartlöten:

hard soldered gold-paste

- Sintern von Pulvern aus z.B. Kunststoff, Keramik oder Metall (DMLS)


Multi-Dioden-Laserköpfe:

- ähnlich zu einem Drucker können mehrere Laserspots in einer Linie angeordnet werden und so durch Parallelisierung die Bearbeitungsgeschwindigkeit erheblich erhöhen.

Mit immer weiter fallenden Preisen für Diodenlaser dürften derartige Multi-Dioden-Laserköpfe bald für unter 1000 Euro als Eigenbau-Versionen zu haben sein ...

Spezifikationen

optional zusätzlich erforderliche Komponenten

- Mikroskop/Kamera zur Feinjustierung und Prozeßbeobachtung - Laserschutz beachten!

- Schutzgas (Stickstoff, Argon) oder saubere, trockene Luft.


Gesundheit und Sicherheit

- Laser-Schutzbrillen sind für die Arbeit am offenen Laserstrahl ein absolutes Muß!

... Beispiel für eine Laserschutzbrille mit Filterbereichen von 700-1100nm (Dioden-Laser und NdYAG) und 10600nm (CO2-Laser)

Laser-goggles


- Rauch und Dämpfe sind extrem giftig und krebserregend!

Die giftigen Abgase müssen abgesaugt und am Besten mit einem Aktivkohlefilter neutralisiert werden.

Für den Eigenbau können z.B. Fritteusenfilter oder Lötdampf-Absorber verwendet werden.

Kommerzielle Laserrauch-Absorber sind teilweise sehr groß und sperrig, können aber auch viel mehr Schadstoffe absorbieren und neutralisieren als gebräuchliche Lötdampfabsorber:

Laserrauch-Absorber


- Bei Verwendung von Schutzgas in abgeschlossenen Räumen muß die ausreichende Versorgung mit Atemluft gewährleistet sein ...


Externe links