Bauanleitung - Eigenbau 80W CO2 Laser Cutter Maschine

Endlich dar Laser läuft. Doch da war doch noch was ?

Achsen nochmals kalibrieren

Die X und Y Achse müssen noch ein weiteres mal kalibriert werden.

Zeichne hierfü in Ligtburn ein Rechteck mit den Massen 100x200 und schneide es aus. Danach die beiden Achsen X und Y nachmessen. Eine allfällige Korrektur kann in Lightburn erfolgen. Gehe dazu in das Menu Maschineneinstellungen. Danach ganz nach unten Scrollen bis zu Vendor Settings. Wird dieses angeklickt öffnen sich die Vendor Einstellungen. Gehe zur entsprechenden Achse und anschliessend unten auf Achse kalibrieren. Hier kann die angeforderte Länge und die tatsächliche Länge eingeben werden. LightBurn rechnet dann die neuen Steps aus.
Jetzt das gleiche nochmals lasern und nachmessen und gegebenenfalls nochmals kalibrieren

Zuwenig Speicher

Dies ist eine Fehlermeldung die falsch übersetzt wurde. Die Meldung erscheint wenn eine Gravur zu nahe am Rand des Laserbettes liegt. Der Laser hat zu wenig Platz zum Beschleunigen und wieder abzubremsen. Lege deine Gravur in die Mitte von LightBurn und schon ist die Fehlermeldung weg.

Versatz bei Gravieren

Als ich das erste mal eine Schrift zum gravieren zum Laser gesendet habe war ich etwas erschrocken. Die Schrift hat einen Versatz drin. Dach einigen Recherchen und mehreren Test habe ich dann die Lösung gefunden.
Das Problem kann mehrere Ursachen haben. Riemen sind entweder zu wenig gespannt oder die Laserröhre zündet etwas verspätet. Die Geschwindigkeit der Achsen spielt auch eine Grosse Rolle da der Laser immer zuerst den Laserkopf beschleunigen und wieder abbremsen muss

In Lightburn gibt es die Einstellmöglichkeit dies zu korrigieren. Mach als erstes ein Quadrat und schreibe darin die Geschwindigkeit z,B 100mm/s und noch 2 weitere Rechtecke mit 300mm/s und 600mm/s. Jedem Quadrat gibst du in den Einstellungen verschiedene Parameter

Geschwindigkeit mm/s = beim ersten Layer kommen die 100mm/s rein die anderen Layer die 300mm/s und 600mm/s.
Max Leistung = hier kommt die maximale Laserleistung in % rein mit der du gravieren möchtest

Bidirektionale Füllung = Ein (Der Laser graviert in der Links und in der Rechtsbewegung. Mit den Pfeilen ist angeben wie der Laser das Muster abfährt
Zeilenintervall = 0.5 (Dieser gibt an wie weit die Zeilen in der Y-Richtung verschoben sind und hilft die Zeilen genauer zu Unterscheiden)
Scan Winkel Grad = Ich habe ihn auf 180 eingestellt . d.H er beginnt oben rechts und fährt dann in der ersten Zeile nach links. Die Danach fährt er von Links nach Rechts.
Wenn alle 3 Layer angepasst sind kann die Datei an den Laser gesendet werden und der Gravier Vorgang kann gestartet werden.

Nach dem Laservorgang wird es ungefähr so aussehen. Mit steigender Geschwindigkeit wird auch der Versatz grösser Jetzt muss der Versatz bei jeder Geschwindigkeit gemessen werden. Am besten geht das mit einer Schiebelehre

Gravur ohne Scan Versatz

In Lightburn unter Geräteeinstellungen findet man diese Einstellungen
Als erstes muss der Scan-Versatz Anpassung aktiviert werden.
Anschliessend kann für jede Geschwindigkeit der Linienversatz eingestellt werden. Trage hier 1/2 von dem was du gemessen hast ein.
Gibst du den gemessenen Wert ein hast du den Versatz einfach auf die andere Seite.

Geraeteeinstellungen

Anschliessend die Datei nochmals an den Laser senden und neu gravieren. Auf dem Ruida Controller sieht die Schrift dann etwas verzogen aus.

Ruida Kalibrierung

Aber die Gravur sollte sich jetzt masiv verbessert haben. Ist noch ein kleiner Versatz vorhanden muss nochmals nachjustiert werden.

Gravur mit Scan Versatz

Ich emfehle vor dem ersten Einsatz des Rotary die Maschineneinstellungen zu speichern und danach spezielle Maschineneinstellungen für den Rotary anzulegen.
So gehen die Einstellungen für das normale lasern nicht verloren.
In den neuen Einstellungen sind folgende Änderungen vorzunehmen.

Beim normalen Homing fährt die X und Y-Achse zurück bis zum Endschalter. Beim Einsatz eines Rotary wird die Y-Achse als Drehachse verwendet und der Laser kann nicht auf den Endchalter auffahren.
Daher muss das Homing der Y-Achse deaktiviert werden.

Rotary Parameters

Die Geschwindigkeit für das Homing sollte auch noch etwas gedrossel werden und natürlich der Rotary muss aktiviert werden.

Für das letztere findest du unter Einstellungen die Option "Drehfreigabe im Hauptfenster anzeigen" aktiviere diese Option und der Schalter "Rotary aktivieren" erscheint auf der rechten Seite

Rotary mit Rollen

Der Rollen Rotary besteht aus 2 angetriebenen Rollen. Ein runder Körper z.B ein Glas wird direkt auf die Rollen gelegt und dreht sich so um die eigene Achse.
Dieser Rotary ist besonders für Zylinderförmige Teile geeignet die sich frei drehen können. Kleinere Teile wie z.B Kugelschreiber würden zwischen die Rollen fallen

Einstellungen Rollen Rotary

Die Einstellungen für den Rotary findet man in Lightburn unter dem Menupunkt Laser Tools> Rotation einrichten

Jetzt sind noch ein paar Einstellungen zu machen:

Schritte pro Umdrehung > Text folgt

Rollendurchmesser > ist der Durchmesser der Auftlagerollen einzutragen.

Objektdurchmesser > Hier ist der Durchmesser der zu lasernden Objektes einzutragen

Umfang > Dieser wird nach der Eingabe des Durchmessers berechnet und dient dir zur Erstellung deiner Laser-Vorlage. So breit sollte deine Vorlage im Grafikprogramm sein, damit sie anschliessend den ganzen Objektkörper umfasst.

Rotary mit Spannfutter

Der Spannfutter Rotary hat ein Spannfutter. Die zu gravierenden Teile werden mit dem Spannfutter direkt oder mittels eines Adapters eingespannt. Dieser Rotary eignet sich besonders für Kugelschreiber oder für Tassen mit einem Henkel. Eine Tasse mit Henkel könnte sich beim Rollen Rotary nicht frei drehen

Einstellungen Spannfutter Rotary

Die Einstellungen für den Rotary findet man in Lightburn unter dem Menupunkt Laser Tools> Rotation einrichten

Für den Drehachsen Rotary ist bei Rotary Typ "Chuck" auszuwählen

Schritte pro Umdrehung > Man könnte meinen hier die gleichen Einstellungen wie beim Stepper Treiber einzutragen. Das stimmt aber so nicht ganz. Der Rotay selbst hat auch noch eine Übersetzung. Der Antrieb der Drehachse erfolgt uber einen Zahnriemen von einem kleinen Zahnrad auf dem Steppermotor auf ein grosses Zahnrad auf der Welle der Drehachse. Der Hersteller gibt bei der Drehachse ein Übersetzungsverhältnis von 1:2,5 an. Also müssen die Microsteps des Treibers noch mit dem Faktor 2.5 mulipliziert werden.Der errechnete Wert ist hier einzutragen.

Wo finde ich die eingestellten Microsteps des Treibers?
Bei einigen Lasertypen ist nur ein Treiber vür die Y Achse uns Rotary vohanden. Beim Einsatz der Drehachse muss das Kabel am Steppertreiber ausgesteckt und das vom Rotary an diesem Ort eingesteckt werden. Ich habe bei meinem Eigenbau Laser einen separaten Stepper Treiber eingebaut der nur für die Drehachse bestimmt ist. Mit einem Umschalter auf dem Bedienpanel kann ich die Y Achse und Drehachse umstellen.
Am entsprehenden Steppertreiber findest du kleine Dipswitch und bestimmt auch die passende Tabelle. Dip-Switch SW5 - SW8 sind bei diesem Treiber für die Einstellungen der Microsteps. Also vergleiche die Einstellungen vom Disp-Switch mit der Legende und schon siehst du die eingestellten Microsteps deines Steppertreibers.

DM556

Objektdurchmesser > Hier ist der Durchmesser der zu lasernden Objektes einzutragen

Text folgt

Ich habe mit dem 40W China Laser die ersten Erfahrungen gemacht. Aber schon schnell kommt man an seine Grenzen. Arbeitsraum ist mir zu klein und mehr Arbeitsfläche kriegt man nicht mehr in das vorhandene Gehäuse. Auch mit den 40W Leistung kommt man irgend wann an das Limit. Da die China Laser über kein gültiges CE Zeichen verfügen, möchte ich das Risiko wegen der Einfuhr in die Schweiz nicht auf mich nehmen. Also habe ich mich entschieden einen eigenen CO2 Laser zu bauen. ich weiss es ist sicher günstiger ein fertiges Modell zu kaufen. Aber wer die chinesische Qualitätsarbeit konnte mich bis jetzt noch nicht überzeugen.

Nach einiger Recherche bin ich auf eine Bauanleitung gestossen die mir gefallen hat. Ich werde das Modell grundsätzlich übernehmen jedoch gleich etwas breiter bauen damit er auch mit einer 80W Röhre ausgestattet werden kann. Dadurch wird auch der Arbeitsbereich auf ca 400 x 850mm erweitert.
Netzeile usw werde ich alles auf 100W auslegen. Als erstes wird aber eine vorhandene 40W Röhre reichen müssen.

Die Videos die man auf YouTube findet sind leider nur sehr oberflächlich gehalten und gehen nicht in die Details ein. Daher habe ich meine Erfahrungen bei Bau meines C02 Lasers in dieser Bauanleitung zusammen gestellt. Alle Angaben sind jedoch ohne Gewähr und sind noch zu überprüfen.

Achtung beim beschaffen der Aluminium Profile. Es gib verschieden Typen davon B-Typ und I-Typ. Vereinfacht gesagt ist der B-Typ kompatibel mit allen Bosch/Rexroth Profilen während der I-Typ kompatibel mit allen Item Profilen ist. Grundsätzlich können beide Profile verwendet werden. Die Gleiter und das Zubehör sind jedoch unterschiedlich und passen nicht für beide Profile

			60W	80W
	PROFILE			plus 250mm
	Stk. (Lineartechnik)	Querschnitt	Länge [mm]	Länge [mm]
0	2	20x40	600	850
1	2	20x40	600
2	2	20x40	400
3	1	20x40	680	930
	Stk. (Rahmen)
4	2	20x40	467	717
5	5	20x40	420
6	1	20x40	303
7	1	20x40	170
8	2	20x40	440
9	1	20x40	1100	1350
10	2	20x40	600
11	1	20x40	667	917
12	1	20x20	120
13	1	20x20	90
14	1	20x20	343
15	4	20x20	600
16	4	20x20	460
17	3	20x20	1100	1350
	Stk. (Klappe)
18	2	20x20	400
19	2	20x20	665	915
20	2	20x20	120
21	1	20x40	665	915

Als erstes habe ich mir einen Auszug der Alu Profilen erstellt. Diese Aluminium Profile bestelle ich auf die exakte Länge. Meterware ist sicher noch etwas günstiger aber die richtige Säge muss einem auch zur Verfügung stehen. Als Eckverbinder werde ich Standard Alu Winkel anstelle der gedruckten Winkel. Diese haben sicher eine höhere Festigkeit und haben eine Nutführung, die ein verdrehen der Profile verhindert.

3D-Druck Formteile

Eckverbinder 3D Druck

Jetzt müssen alle Formteile gedruckt werden.Ich verwende hierfür PET-G. Es ist etwas robuster als PLA und doch noch einfach zu drucken. Die Formtele aus dem Bauplan auslösen und mit dem Slicer ein g-code erzeugen. Danach geht es zum 3D Druck. Es werden etliche Stunden dafür benötigt bis alle benötigten Teile gedruckt sind
Die Halter für die Trapezgewindespindeln musste ich noch etwas anpassen damit die mitgelieferten Messing Muttern verwendet werden konnten und keine zusätzlichen Teile beschafft werden mussten.

Die Klappe:

Ich habe noch einen Endschalter an der Klappe montiert und diesen in den Sicherheitskreis eingeschlauft. Der Sicherheitskreis umfasst z.Z folgende Überwachungselemente.
- Not-Aus
- Endschalter Klappe
- Flow Sensor im Wasserkreislauf

Das ganze natürlich wie es sich für Sicherheitsschaltungen vorgeschrieben ist wird Drahtbruchsucher ausgeführt das auch bei einem Unterbruch in der Verdrahtung der Stromkereis unterbrochen wird und das Lasernetzteil ausschalten. Die übrigen Komponenten wie Steuerung bleiben weiterhin in Betrieb.

Für die X-Achse wird eine, für die Y Achse zwei Lineareinheiten benötigt. Es gibt davon 2 Ausführungen MGN12 und MGN12H. Die letztere hat einen etwas breiteren Fahrwagen. Die Längen hängen natürlich von der Breite und Länge deines Lasers ab. Für die Standard Version werden 2 Schienen mit einer Länge von 450mm und eine Schiene mit 650mm benötigt. Hast du den Laser skaliert müssen diese Längen natürlich dementsprechend angepasst werden.

Beim Zusammenbau der Lineartechnik bin ich auf ein kleines Problem gestossen. Das Quer-Profil Nr.3 der X-Achse war um ein paar Millimeter zu kurz. Ich habe noch nicht überprüft ob der Fehler in der Alu-Stückliste liegt oder ob das Profil zu kurz geliefert wurde. Ich habe kurzerhand ein Passstück auf dem 3D ausgedruckt. Dieses kann in der Z-Achse auf jeden Wert skaliert werden. So habe ich beidseitig ein Passstück eingebaut.

Der Lasertisch - Z-Achse:

Die Z-Achse ist für die Höhe zuständig. Das heisst der Tisch kann nach oben und unten gefahren werden. Somit können auch grössere Kisten in der Laser eingelegt werden und der Fokus kann mit dem Tisch wieder optimal eingestellt werden.