Лазерный резак своими руками по металлу, дереву, фанере: комплектующие и сборка

Какие материалы и механизмы потребуются

Чтобы изготовить простейший лазерный резак своими руками, вам потребуются следующие материалы и технические устройства:

• лазерная указка;
• обычный фонарик, оснащенный аккумуляторными батарейками;
• старый пишущий дисковод (CD/DVD-RW), оснащенный лазерным приводом (совершенно не обязательно, чтобы такой дисковод находился в рабочем состоянии);
• паяльник;
• набор слесарных инструментов.

Чем выше скорость записи привода, тем мощнее получится лазерный резак

Таким образом, можно изготовить простейшее устройство для лазерной резки, используя материалы, которые легко найти в домашней мастерской или в гараже.

Процесс изготовления простейшего лазерного резака

Основным рабочим элементом самодельного резака предложенной конструкции является лазерный элемент пишущего компьютерного дисковода. Выбирать именно пишущую модель дисковода следует потому, что лазер в таких устройствах отличается более высокой мощностью, позволяющей выжигать дорожки на поверхности установленного в них диска. В конструкции дисковода считывающего типа также присутствует лазерный излучатель, но его мощность, используемая лишь для подсвечивания диска, невысока.

Извлечение лазерного модуля из привода потребует аккуратности

Лазерный излучатель, которым оснащается пишущий дисковод, размещается на специальной каретке, способной передвигаться в двух направлениях. Чтобы снять излучатель с каретки, необходимо освободить его от большого количества крепежных элементов и разъемных устройств. Снимать их следует очень аккуратно, чтобы не повредить лазерный элемент. Кроме обычных инструментов, для извлечения красного лазерного диода (а для оснащения лазерного самодельного резака нужен именно он) потребуется паяльник, чтобы аккуратно освободить диод от имеющихся паяных соединений. Извлекая излучатель из посадочного места, следует соблюдать аккуратность и осторожность, чтобы не подвергать его сильному механическому воздействию, которое может стать причиной его выхода из строя.

Для резака нужен светодиод с красным свечением

Излучатель, извлеченный из пишущего компьютерного дисковода, необходимо установить вместо светодиода, которым изначально укомплектована лазерная указка. Для выполнения такой процедуры лазерную указку нужно разобрать, разделив ее корпус на две части. В верхней из них и находится светодиод, который следует извлечь и заменить на лазерный излучатель от пишущего компьютерного дисковода. Закрепляя такой излучатель в корпусе указки, можно использовать клей (важно только следить за тем, чтобы глазок излучателя располагался строго по центру отверстия, предназначенного для выхода луча).

Для контроля мощности нужно собрать простейшую электросхему, иначе светодиод может выйти из строя

Напряжения, которое вырабатывают источники питания в лазерной указке, недостаточно для того, чтобы обеспечить эффективность использования лазерного резака, поэтому применять их для оснащения такого устройства нецелесообразно. Для простейшего лазерного резака подойдут аккумуляторные батареи, используемые в обычном электрическом фонарике. Таким образом, совместив нижнюю часть фонарика, в которой размещаются его аккумуляторные батареи, с верхней частью лазерной указки, где уже находится излучатель от пишущего компьютерного дисковода, можно получить вполне работоспособный лазерный резак. Выполняя такое совмещение, очень важно соблюсти полярность аккумуляторных батарей, которые будут питать электроэнергией излучатель.

Схема резака на основе лазерной указки

Перед сборкой самодельного ручного лазерного резака предложенной конструкции из наконечника указки необходимо извлечь установленное в нем стекло, которое будет препятствовать прохождению лазерного луча. Кроме того, надо еще раз проверить правильность соединения излучателя с элементами питания, а также то, насколько точно располагается его глазок по отношению к выходному отверстию наконечника указки. После того как все элементы конструкции будут надежно соединены между собой, можно приступать к использованию резака.

В принципе для самодельного резака этой конструкции можно использовать любой подходящий корпус

Конечно, при помощи такого маломощного лазера не получится разрезать металлический лист, не подойдет он и для работ по дереву, но для решения несложных задач, связанных с резкой картона или тонких полимерных листов, он годится.

Проба резака. Изолента режется как ножом по маслу

По описанному выше алгоритму можно изготовить и более мощный лазерный резак, несколько усовершенствовав предложенную конструкцию. В частности, такое устройство необходимо дополнительно оснастить такими элементами, как:

• конденсаторы, емкость которых составляет 100 пФ и 100 мФ;
• резисторы с параметрами 2–5 Ом;
• коллиматор – устройство, которое используется для того, чтобы собрать проходящие через него световые лучи в узкий пучок;
• светодиодный фонарик со стальным корпусом.

Конденсаторы и резисторы в конструкции такого лазерного резака необходимы для того, чтобы создать драйвер, через который электрическое питание будет поступать от аккумуляторных батарей к лазерному излучателю. Если не использовать драйвер и пустить ток на излучатель напрямую, последний может сразу выйти из строя. Несмотря на более высокую мощность, такой лазерный станок для резки фанеры, толстого пластика и тем более металла также не получится.

Идеальный рез: выбор резака для бумаги

Сегодня резаки для бумаги все чаще нужны не только в типографиях или фотосалонах, но и в обычных офисах.

Резаки помогают подровнять и разрезать листы бумаги, фотографии, брошюры, визитки и т.п. так ровно, как не разрежут никакие ножницы.

Для того, чтобы правильно выбрать резак, необходимо в первую очередь отталкиваться не от стоимости, а от целей, для которых он будет использоваться.

Для этого надо определиться с форматом и количеством нарезаемых листов, типом материала, который будет резаться и необходимой точностью реза.

После этого будет проще понять, какой из трех типов резаков оптимально подойдет для ваших целей.

В зависимости от механизма ножа резаки бывают трех типов: роликовые резаки, сабельные резаки и гильотинные резаки. Каждый тип резака определяет сферу применения устройства и его производительность.

Роликовые резаки(триммеры)

Роликовые резаки (они же дисковые резаки или триммерные) представляют собой прямоугольную основу (рабочий стол), вдоль которой по направляющей перемещается режущий механизм. Он, в свой черед, состоит из заточенного металлического диска, заключенного в защитный кожух. При разрезании бумага оказывается между ножом роликового резака и контрножом (пластина из твердого металла, закрепленная на торце платформы с той стороны, где двигается резак). Когда лезвие тупится, режущий механизм меняют.

Это самый простой и доступный по цене тип резаков, который благодаря простоте конструкции славится своей надежностью и простотой эксплуатации.

Основным преимуществом роликовых резаков являются возможность резать бумагу больших форматов, а также подрезать бумагу с высокой степенью точности.

Отдельные модели роликовых резаков имеют держатель для работы с рулонными материалами. Триммеры позволяют делать различные виды резов: прямой, волнообразный рез, а также перфорацию благодаря сменным режущим головкам.

Единственный недостаток – низкая производительность. Обычно роликовые резаки могут за один раз обрабатывать не более 10 листов.

Роликовые резаки оптимально подходят тем, кому необходимо нерегулярно обрабатывать небольшие тиражи печатной продукции, или же работать с большими форматами бумаги.

Это идеальный вариант для офисов, небольших фотостудий, копировальных центров или рекламных агентств, где необходимо нарезать небольшие партии визиток, бумажной продукции, ламинированных листов и тонких материалов, например, кальки.

Сабельные резаки

У сабельных резаков принцип работы несколько иной. Остро заточенный нож резака закреплен с одного края (во избежание травмы он закрыт защитным кожухом), с другого у него рукоятка.

Опуская ее, разрезают бумагу. У большинства моделей сабельных резаков бумаги, кроме самых маленьких, есть контрнож.

Если лезвие затупилось, его либо точат на специальном оборудовании, либо меняют.

Резак сабельный позволяет порезать за один раз в несколько раз больше листов, чем роликовые модели, однако точность в большинстве моделей остается в пределах 0,1 мм. Улучшить точность реза сабельных резаков можно, уменьшив количество листов.

Большую часть стоимости сабельного резака определяет качество ножа. Поэтому экономить на сабельном резаке не стоит – важно, чтобы нож был выполнен из высококачественной стали, а прижимное устройство было надежным.

В противном случае, могут возникать различные проблемы в работе. Во-первых, некачественный нож тянет листы за собой, поэтому нижние листы часто отрезаются по кривой.

Во-вторых, бумага при резе распушается, в результате чего на линии реза образуются зубцы.

Таким образом, сабельные резаки бумаги подходят для работы со средними тиражами, для подравнивания бумаг, для быстрого разрезания их на меньшие форматы и для работы с плотными материалами (картоном, фотопленкой). Большой выбор моделей с длиной реза от 340 до 1100 мм делает эти резаки незаменимыми как в офисе, так и копировальном центре или в студии дизайна.

Гильотинные резаки

Резаки гильотинные представляют собой профессиональные решения, которые позволяют одновременно разрезать стопу бумаги высотой в несколько десятков сантиметров.

Кроме того, с помощью гильотинных резаков можно обрабатывать широкий спектр материалов – роликовые и сабельные резаки обычно справляются только с бумагой и схожими материалами.

Их рабочий механизм (остро заточенный тяжелый нож резака) расположен на массивном столе и приводится в движение рычагом или электроприводом.

Лезвие движется не только сверху вниз, но и наискось вдоль линии реза и способно обрабатывать внушительные пачки листов. Существуют резаки гильотинного типа с возможностью реза от 330 листов бумаги плотностью 80 г/м2.

При этом точность достигает долей миллиметра (многие модели гильотинных резаков бумаги оснащены оптическими линейками и нониусом). Когда нож резака тупится, его снимают и подтачивают, а после нескольких заточек меняют.

Особого внимания заслуживает система защиты гильотинных резаков: режущий механизм закрыт кожухом, все «подступы» к которому тщательно контролируются.

При работе обе руки должны находиться на безопасном расстоянии от лезвия (большие «гильотины» оборудованы светочувствительными диодами, которые при попадании любых посторонних предметов в «зону риска» активируют систему электронного торможения ножа резака).

Резак гильотинный ориентирован на офисы с весьма внушительным документооборотом и на полиграфические компании.

 При этом гильотинные резаки, что немаловажно, не являются универсальными.

Кроме него необходимо иметь как минимум один роликовый резак, на котором будут разрезаться большие форматы и небольшие тиражи печатной продукции.

Итак, если резак вам необходим для подрезки единичных листов бумаги, фотографий, визиток, наклеек, плёнки, то подойдёт роликовый резак (триммер).

Если работать надо с очень толстым картоном, стопками бумаги до 5 мм, то ваш выбор – сабельный резак.

Если резак нужен для интенсивного разрезания толстых пачек бумаги, то без гильотинного резака не обойтись.

Как изготовить более мощный аппарат

Домашних мастеров часто интересуют и более мощные лазерные станки, которые можно изготовить своими руками. Сделать лазер для резки фанеры своими руками и даже лазерный резак по металлу вполне возможно, но для этого необходимо обзавестись соответствующими комплектующими. При этом лучше сразу изготовить свой лазерный станок, который будет отличаться достойной функциональностью и работать в автоматическом режиме, управляясь внешним компьютером.

В зависимости от того, интересует вас лазерная резка металла своими руками или вам необходим аппарат для работ по дереву и другим материалам, следует правильно подбирать основной элемент такого оборудования – лазерный излучатель, мощность которого может быть различной. Естественно, лазерная резка фанеры своими руками выполняется устройством меньшей мощности, а лазер для резки металла должен оснащаться излучателем, мощность которого составляет не менее 60 Вт.

Для серьезного станка лучше потратиться приобрести лазерный диод нужной мощности

Чтобы изготовить полноценный лазерный станок, в том числе и для резки металла своими руками, потребуются следующие расходные материалы и комплектующие:

1. контроллер, который будет отвечать за связь между внешним компьютером и электронными компонентами самого устройства, тем самым обеспечивая управление его работой;
2. электронная плата, оснащенная информационным дисплеем;
3. лазер (его мощность выбирается в зависимости от материалов, для обработки которых будет использоваться изготавливаемый резак);
4. шаговые двигатели, которые будут отвечать за перемещение рабочего стола устройства в двух направлениях (в качестве таких двигателей можно применять шаговые электромоторы от неиспользуемых принтеров или DVD-плееров);
5. охлаждающее устройство для излучателя;
6. регулятор DC-DC, который будет контролировать величину напряжения, подаваемого на электронную плату излучателя;
7. транзисторы и электронные платы для управления шаговыми электродвигателями резака;
8. концевые выключатели;
9. шкивы для установки зубчатых ремней и сами ремни;
10. корпус, размер которого позволяет разместить в нем все элементы собираемой конструкции;
11. шарикоподшипники различного диаметра;
12. болты, гайки, винты, стяжки и хомуты;
13. деревянные доски, из которых будет изготовлена рабочая рама резака;
14. металлические стержни диаметром 10 мм, которые будут использоваться в качестве направляющих элементов;
15. компьютер и USB-кабель, при помощи которого он будет соединяться с контроллером резака;
16. набор слесарных инструментов.
    

Компоненты электронной начинки можно подобрать по отдельности или приобрести набор из комплектующих для станка ЧПУ

Если лазерный станок вы планируете использовать для работ по металлу своими руками, то его конструкция должна быть усиленной, чтобы выдерживать вес обрабатываемого металлического листа.

Наличие компьютера и контроллера в конструкции такого устройства позволяет использовать его не только в качестве лазерного резака, но и как гравировальный аппарат. С помощью данного оборудования, работа которого управляется специальной компьютерной программой, можно с высокой точностью и детализацией наносить сложнейшие узоры и надписи на поверхность обрабатываемого изделия. Соответствующую программу можно найти в свободном доступе в интернете.

По своей конструкции лазерный станок, который можно изготовить своими руками, представляет собой устройство челночного типа. Его подвижные и направляющие элементы отвечают за перемещение рабочей головки по осям X и Y. За ось Z принимается глубина, на которую выполняется резка обрабатываемого материала. За перемещение рабочей головки лазерного резака представленной конструкции, как уже говорилось выше, отвечают шаговые электродвигатели, которые фиксируются на неподвижных частях рамы устройства и соединяются с подвижными элементами при помощи зубчатых ремней.

Подвижная каретка самодельного резка

Очень важным этапом изготовления лазерного станка своими руками является его настройка после окончательной сборки. Настройке и регулировке подвергаются как элементы кинематической схемы резака, так и его лазерная головка. Если с первыми проблем обычно не возникает, то юстировка лазерной головки представляет собой достаточно сложный процесс, правила выполнения которого следует хорошо изучить.