![](https://habrastorage.org/webt/uf/r-/ts/ufr-tsjrcdmkpnrughtfyg3amkw.jpeg)
Наверняка, многие из вас, хоть раз сталкивались с металлообработкой — хоть в каком-то виде, или возможно видели, нанесённые неровной рукой, надписи на подшипниках, свёрлах, фрезах, оправках. При этом — они прямо-таки выгравированы на металле, хотя и практически гладкие на ощупь. Делалось это всё электроискровым карандашом (он же: электрокарандаш, электроискровой маркер, электрограф, электроперо, электроэрозионный аппарат, электроискровое перо). Можно его ещё называть гравером, но тут есть шанс спутать с ротационным гравером.
В долазерную эру — это был практически единственный способ, быстро нанести надпись на калёный металл, типа быстрорежущей стали. Узнал я о таком удивительном устройстве от Павла Серкова aka spiritus_sancti в его канале Мир глазами инженера. После прочтения его поста в нашем общем чате обмолвился, что было бы круто иметь такое устройство в хозяйстве, а Павел, взял и предложил мне его прислать. Отказаться от такого предложения я не мог и с этого момента начинается квест по разбору в принципах действия этого устройства, приведение его в чувство, доработка его напильником и окончательный запуск.
❯ Проба электрического пера
Хочу в качестве референса продемонстрировать пример заводской гравировки контрольной оправки для проверки оптической делительной головки. Понятия не имею, откуда она у меня в хозяйстве, и зачем она мне нужна, но на ней уж очень интересная гравировка.
![](https://habrastorage.org/webt/d6/m1/wl/d6m1wluam5cr6uazi7gc0kcj-to.jpeg)
Пример гравировки
После получения карандаша, я легкомысленно думал, что получить такой результат вполне легко. Мне приехал карандаш без блока питания, поэтому я запитал его от лабораторника постоянного тока, подбирая ток и напряжение.
![](https://habrastorage.org/webt/px/sh/w8/pxshw89znlb-h55er5nk8_8m2vo.jpeg)
Но результат мне не очень понравился: электрод залипал, и весёлой гравировки не получалось. Стало понятно, что нужно подбирать родной блок питания и заниматься доработкой карандаша, для его работы.
❯ Устройство электроискрового карандаша
Прежде чем переходить к доработкам, следует понять, как же устроен электрический карандаш. Его суть достаточно проста: лёгкое замыкание, и потом разрыв цепи с зажиганием дуги, потом возврат и повтор.
![](https://habrastorage.org/webt/c5/a6/er/c5a6er4qqtnlalvew8rtwkiwndi.jpeg)
Разобранный электроискровой карандаш
Достигается это за счёт того, что игла выдвигается на пружине, а в случае если цепь замыкается, электромагнит втягивает якорь вовнутрь, цепь размыкается и всё идёт по новой.
![](https://habrastorage.org/webt/ah/it/vj/ahitvjw4zds7ihblhwkh8nvv5ze.jpeg)
Крупный план собранного устройства
На фотографии можно увидеть якорь, в который вставлен медный электрод, пружинку для его выталкивания, электромагнит и детали корпуса.
На деле оказалось, что якорь приваривается к корпусу электромагнита и на фото видны следы таких приваров. И вся эта конструкция требовала доработки для нормальной работы. В процессе опытов выяснилось, что стабильнее она работает именно на переменном токе.
❯ Электровыжигатель-гравёр Орнамент-1
Наигравшись с этим чудесным карандашом, я вновь пришёл в наш общий чатик DIY-щиков, и говорю: вот что-то не торт гравирует. Да и родной блок питания было бы круто найти, и тут другой участник чатика (под ником rikoz) говорит: а у меня как раз есть комплект, с выжигателем, но без электрокарандаша. В результате у меня появился полный комплект.
Это любопытная приблуда, позволяла детям, температурно гравировать деревяшки (выжигать), и электрогравировать металл. Для этого, в соответствующие гнёзда нужно было ставить либо гравировщик, либо выжигатель.
После того как у меня оказался оригинальный блок питания от Орнамент-1, я не отказал себе в удовольствии даже повыжигать. К слову сказать, очень удобный выжигатель и регулировки. Недостаток только один — плохие провода, требующие замены.
![](https://habrastorage.org/webt/m6/ox/cb/m6oxcbamuzemw5y_h4qipel5mom.jpeg)
Внешний вид выжигателя и результат его работы.
Однако, поскольку статья всё же про электроискровой карандаш, то дальше буду говорить про него.
❯ Доработки напильником, паяльником и наждачной бумагой
Первая моя самостоятельная доработка состояла в том, чтобы улучшить контакт подвижного якоря. Чтобы он не приваривался внутри статора. Для этого всего лишь надо было напаять кусок медного провода и обернуть его вокруг подвижного якоря.
![](https://habrastorage.org/webt/yl/d_/ya/yld_yaivdj-fddn3ppjjgj7gds8.jpeg)
Напайка небольшого куска провода сильно улучшила ситуацию, но всё равно работало нестабильно. Надо было придерживать пальцем, а это весьма горячо. В результате rikoz приехал ко мне лично, привёз мягкий и гибкий медный провод, который нашёл в своих широких закромах, и своими руками начал вести доработку моего и своего гравера.
![](https://habrastorage.org/webt/na/nf/o1/nanfo1o7i24qqxvwwgboo2hsimo.jpeg)
Процесс доработки электрического карандаша
Кроме всего прочего, для лучшего хода мы ещё отполировали якорь практически до блеска. Изначально, в моём устройстве якорь выглядел так, будто бы его точили тупым резцом на максимальной подаче, и бугры от точения ощущались ногтем, чем ухудшало хождение якоря внутри статора. У меня даже была шальная мысль выточить на токарном его заново, но отогнал её, зачем тратить своё время, если работает и так. В результате ограничился только полировкой.
После всех доработок (запайки новой жилы и полировки якоря) — узел начал выглядеть следующим образом:
![](https://habrastorage.org/webt/9a/ww/w5/9awww5qk79cymp1iqhqfanrtzte.jpeg)
Экземпляр rikoz мы тоже доработали. Для меня стало открытием, что карандаши немного отличаются друг от друга.
![](https://habrastorage.org/webt/th/gn/sl/thgnslqbbib_moddleqxi5p7jiy.jpeg)
Настало время проверить, как же оно работает!
![](https://habrastorage.org/webt/ng/2g/fe/ng2gfetp9q-y-udqwlasqth3yhg.jpeg)
Пишем, пишем!
Для особо интересующихся, даже коротенькое кинцо записал:
Но даже на этом этапе, меня такая реализация не устроила. Слишком жёсткий провод, идущий к карандашу, разбитые гнёзда у блока питания, питания под замену. Поэтому всё требовало дальнейшей доработки.
❯ Окончательная доработка устройства
Чтобы не утомлять читателя, тезисно расскажу о внесённых изменениях.
![](https://habrastorage.org/webt/_k/yx/9n/_kyx9n_ucq1uho-iekujbwa1qmg.jpeg)
Исходники для доработки
Итак, что же было доработано:
1. Блок питания был разобран.
![](https://habrastorage.org/webt/-i/ul/mt/-iulmtnlrjrvt50jwbehk-1keqc.jpeg)
Потроха блока питания
Провода, как и трансформатор просто покрыты лаком, это не из-за перегрева они имеют такой цвет.
2. Просверлил отдельное отверстие и вставил туда ещё одну клемму, запаралеллив её с центральной (земляной) клеммой.
3. Провод питания 230 В был заменён на современный.
![](https://habrastorage.org/webt/qh/yf/on/qhyfonja09le52t_ptnsgi10vas.jpeg)
После замены провода и добавления клеммы
4. Самая главная доработка была — это в добавлении гибкого мягкого провода самому карандашу. После этого с ним стало намного приятнее работать.Обязательно меняйте в старых приборах провода и вилки!В целом, я много вожусь с техникой, и доверяю советской электрике. Делали хорошие вилки, выключатели и провода. Но с годами винты ослабляются, теряется контакт, место всё время сильно греется и это может привести к пожару.
Советская вилка с прослабленными винтами
На фото видны прослабленные контакты под винтами. Либо разбирайте и протягивайте, но лучше всего заменить. Тем более эти вилки не годятся для современных евро розеток.
![](https://habrastorage.org/webt/0q/h3/rn/0qh3rnjc7vzjpayh3pakax9n6nc.jpeg)
Устройство в сборе после всех доработок
❯ Стоит ли это всё того?
![](https://habrastorage.org/webt/wm/94/z9/wm94z9fxe842u7w2fffekc0jjho.jpeg)
Стоит ли всё это того, или может взять нормальный промышленный электроискровой карандаш?
Специально для вас провёл такой анализ — устройство «Орнамент-1», в комплекте с гравером на досках объявлений стоит порядка 1000 рублей. Немного пайки и шлифовки, и вы получаете нормальный инструмент. На тех же досках, ценник на современные электрические БУ карандаши начинаются от 13 000 рублей! Некислая такая экономия.
Разумеется, если вам надо гравировать в промышленных масштабах, иметь аккуратность и настраиваемость, то стоит взять современный заводской вариант. Но для того чтобы поиграться или что-то быстро подписать — этого решения вполне хватит.
Если вам интересна металлообработка, всякие DIY штуки, погроммирование и linux, то вы можете следить за мной ещё в телеграмме.
Возможно, захочется почитать и это:
- ➤ Гиковский КПК за копейки: как китайцы сделали ARM-ноутбук за 40$ с железом от… навигатора?
- ➤ Как запустить сотовую сеть стандарта AMPS при помощи SDR
- ➤ Декапсуляция микросхем в домашних условиях
- ➤ Что такое гексагональная архитектура. Разделение бизнес-логики и инфраструктуры с помощью портов и адаптеров
- ➤ Разработка BIOS на языках высокого уровня
Комментарии (47)
REPISOT
03.11.2023 08:10+2Как там с защитой глаз от излучения?
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10+4В комплекте с карандашом очечий не идёт, но вы можете использовать с защитой от жёсткого УФ. Хотя с такими токами, там вряд ли что-то серьёзное будет, это же не сварка на десятки ампер.
Я бы более опасался аэрозолей.Kybb
03.11.2023 08:10+2В детстве развлекался подключая дроссель от ламп ЛДС к БП по схеме: плюс на дроссель и от него на напильник, а минус на иглу. И чиркал иглой по напильнику глядя на завораживающую игру разрядов. И каждый раз после сеанса в 5-10 минут болели глаза.
У меня сила тока явно была меньше и разряды наверняка были слабее, так что я бы не пренебрегал хоть какой-то защитой.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10По инструкции, надо использовать керосин, тогда искр вообще нет. То есть не как я на сухую.
MaFrance351
03.11.2023 08:10+4Крутой девайс! Давным-давно даже пробовал собрать самодельный аналог.
Делал по руководству отсюда:
Интересно, почему промышленные экземпляры настолько дорогие.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10Я полагаю, что там идёт регулировка хода иглы, тока, прочие всякие калибровки. Плюс, это штучный инструмент, а штучно делать дорого.
Можете показать ваш экземпляр, очень интересно?
sami777
03.11.2023 08:10+1Спасибо за интересную статью! Интересно в качестве жала попробовать графитовый стержень, например, от карандаша. Естественно, работает эта конструкция статично, без эл. магнита. Графитовый стержень может разогреваться до очень высоких температур, достаточных, чтобы "выплавлять" канавки в металле.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10Тогда будет немного другой принцип, и тут в действительности опасность для глаз.
MaFrance351
03.11.2023 08:10+2Там уже по сути настоящая сварка. Графитовыми электродами вполне успешно варят скрутки.
И, кстати, в карандаше графит не самый чистый, там есть примеси, которые при таком использовании будут выгорать и вонять.
MaFrance351
03.11.2023 08:10+5С этим я тоже экспериментировал. Но там уже больший ток нужен, и ещё ряд нюансов присутствует. Электромеханический в этом плане намного более совершенный.
cofein51
03.11.2023 08:10+4Когда работал на стройке, у меня была игра... Взять графитовый сирелень из овального строительного карандаша, вставить его в держак и...
Даже на 20А всё вокругистяло так, словно я зажег второе солнце. Плавит арматуру 6мм о графитовый стержень . просто нереально мощная игрушка. На больших токах стержень сиял, прогорал и рассыпался.
Вот если найти болванку в 10мм и более, то будет всем шикарно.
Barabas79
03.11.2023 08:10У меня было развлечение масштабом поменьше )
Брал трансформатор ТС-180 от телевизора, два провода, один накручивал на карандашный грифель, получался мини-держак с электродом и "варил" силуминовые железки, они очень весело плавились. Пробовал еще графитовые стержни от батареек, но они сильно воняли воском
F1eex
03.11.2023 08:10Если прокалить стержни на огне, то воск выгорит, и вонять они перестанут. ) Еще можно использовать щетки от троллейбусов.
MaFrance351
03.11.2023 08:10Самый простой вариант - электрод от солевой батарейки (их, к слову, успешно используют диванные лайфхакеры для сварки проводов). Угли от троллейбусов есть не везде (в моём Челябинске, например, их по приказу кого-то из депо сдают на конечных, а не выкидывают в кусты. За всё время, что я интересовался транспортом, найти на улице смог всего несколько штук), а специально где-то покупать ради разового опыта желание будет не у всех.
TedBeer
03.11.2023 08:10Графитовые стержни можно купить на али - https://vi.aliexpress.com/item/1005004042817260.html
А потом плавить металл
strvv
03.11.2023 08:10окошко для контроля дугового прожектора было зачернено так, что у яркого солнца в субтропиках было еле видно корону, а дуга и концы графита были ярко белые. а выстроенный филейными частями примерно в 20-30 метрах в зиимней одежде почувствовали конкретное тепло, когда по нам мазнули прожектором. о токах не знаю. далее собственно предыстория.
в 5-6 классе на новогодних каникулах в конце 80х был в ПУЦ(полевой учебный центр) на Капчагае.
там юным пограничникам показывали передовую технику, на тот момент, которой обучали погранцов.показали в работе аэродромный прожектор, вики подсказывает что это было АПМ-90, хотя возможно Б-200 - 2 зила-131, один несёт на себе прожектор, второй - генератор для него. показывали и двухэлектродный стержень, с глиной в виде изолятора. как я смутно помню, есть какой-то тугоплавкий стартер, подавая сборные электроды, утыкают в него и формируют дугу, далее автоматика удерживала дугу в фокусе.
saege5b
03.11.2023 08:10+2Карандашный грифель может легко загореться, и тушить его будет весьма занимательно.
Ещё, раскалённый кончик может отскочить в произвольном направлении.
iggr63
03.11.2023 08:10+1Так и делали. Обычный графитовый карандаш. На тупой стороне деревянная оболочка срезается так чтобы кончик графитового стержня торчал. Наматывается пара витков оголенного провода и вуаля прожигательный аппарат готов. По фолгированному гитинаксу запросто работал. Только с напряжением и токами не перебарщивать.
Javian
03.11.2023 08:10+1качестве референса продемонстрировать пример заводской гравировки контрольной оправки для проверки оптической делительной головки.
У меня есть штангенциркуль с надписью, имеющей такой же вид (какой-то учетный номер метрологической службы). Задумывался "а как же смогли" так нержавейку процарапать.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10+6Мне тут подсказали, что в книге Бастанов В.Г. "300 практических советов" есть описание подобной установки, проверил, и вправду есть:
На 158 странице (90 глава).
Serge78rus
03.11.2023 08:10+4Обратите внимание на два существенных отличия:
Наличие ванночки, что позволяет вести обработку в среде жидкости. Помимо всего прочего, это позволяет решить вопрос прилипания электрода.
Наличие конденсатора, благодаря чему меняется форма импульса разряда - он становится кратковременным, с крутым фронтом и с довольно большим импульсным током, то есть именно искровым, а не кратковременной дугой.
Когда-то тема электроискровой (электроэрозионной) обработки была довольно обсуждаемой, можно попытаться поискать старые материалы по теме, но, к сожалению, отнюдь не все статьи того времени в последствии обрели электронную форму. Хотя, если память не изменяет, даже на Хабре когда-то что-то такое проскакивало.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10+2Если нормально доработать, то электрод не залипает, совсем.
Конденсатор, согласно описанию, нужен для уменьшения электромагнитных помех, а не для изменения формы импульса.
Про конденсатор не прав, в действительности разрядный.
Из любопытного, тут вновь постоянный ток. В общем, пока есть куда играться :)
Serge78rus
03.11.2023 08:10+2По пункту 2: а комментарий со звездочкой под схемой не намекает Вам, что в этом объяснении что-то не так? Включите в себе инженера-электронщика, а не наивного читателя - разве увеличение амплитуды импульса тока в цепи способствует уменьшению уровня помех?
Update: извините, написал до того, как увидел Ваше дополнение.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10+2Update: извините, написал до того, как увидел Ваше дополнение.
Ничего, всё нормально. Я ж сам погорячился :)
strvv
03.11.2023 08:10ну для выгрызания металла из тела детали действительно постоянка, причём подвижный электрод минус, а вот переменка будет жрать оба электрода и капли металла будут идти в шлам.
в данной схеме - будет пульсирующий, и будет и разрядное напряжение и 0 для гашения дуги и возможности отлипнуть.
sim2q
03.11.2023 08:10+1Интересно пишите о казалось бы таких простых вещах.
Даже захотелось вам что-то отправить на препарацию:)
Жаль на пикабу у вас нет этой статьи, там хотя-бы безопасно для кармы:)
Ответ на : Как там с защитой глаз от излучения?
Но в ветке тут - схема, без неё не понятна:моя версия /на правах выходных/
диаметр электрода 19мм
никакого "фотошопа" или упаси - нейросетей
всё тяжёлое, натуральное :)Ответ на : Как там с защитой глаз от излучения?
Причин для беспокойства нет!
читая про гравирователь
припомнил - говорил Сергей, что продал свой УФ стиратель
а под прикрытием теперь на Хабре он писательчитатель мимо проходя и видя выжигатель
не думает его собрать - внутри он обыватель
но каждый бывший пионер страны времён СССР
хранит в душе Создатель (с)
и с ходу пробует собрать любой девайс
всегда(!) чуть умощнив питательВстречайте!
новую угрозу я принёс на свет
и это не ИИ картиночкой ответ
в металле мощном собран сет
вам представляю - МЕГАИСКРОВАТЕЛЬ!эррозия вольфрама на конце ещё дымит
что говорит
был у него когда-то целый и отважный испытатель
в диапазоне ультрафиолет теперь он завсегдатель
Так сколько вольт заряд подать? - вопрос открыт
прошу добавить тут - голосователь!ps по мотивам схемы выше. шутка сказанная дважды - так себе, но УФ стиратель всё ещё со мной :)
Dr_Faksov
03.11.2023 08:10На рисунке именно что электроэрозионная установка для проделывания отверстий в особо твердых\калённых металлах. К гравировке имеет довольно косвенное отношение. Хотя, при желании...
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10Отличие от моего карандаша только в закреплении на штативе. Можно мой карандаш закрепить на штативе и получится эта установка. Внезапно.
Moog_Prodigy
03.11.2023 08:10+10В промышленном электромаркираторе принцип посложнее. Там катушка в рукоятке управляется от своего генератора, частоту и амплитуду коего можно настраивать. На электрод и деталь - свое регулируемое питание, с обратной связью - если ток через электрод не спадает после подачи импульса с генератора на катушку, это значит что электрод залип, и амплитуда импульса в катушке при этом возрастает, дабы "отодрать" электрод. За счет относительно длинного хода сердечника в катушке расстояние поддерживается само собой, не надо ловить рукой десятые доли миллиметра. Частота следования импульсов не зависит от прижима как в простейшем карандаше, и это довольно удобно.
Зато в него можно как электрод пихать почти что угодно - гвозди, угольные стержни, вольфрамовые электроды, медные, алюминиевые и при этом все это дело греется не очень сильно. Этим же аппаратом можно "напылять" слои металла, медленно и печально конечно, но вполне возможно, по сути происходит очень кратковременное налепление капельки расплавленного металла, с ее отрывом, капелька остается на поверхности. Поверхность получается шершавая, у нас таким методом восстанавливали просаженные шейки различных валов и внутренних посадок - таким образом наращивается "мясо", затем на круглошлифе это обтачивается в нужную геометрию. В качестве электрода был кусок сварочной проволоки от полуавтомата. Много ее там не нужно, 2-4 куска длиной сантиметров 5.
Повторить подобный аппарат в домашних условиях - вполне возможно, там нет ничего сложного. В качестве генератора и катушки как основу можно поискать старый массажер "Чародей", его народ как только не использует. Настраивается амплитуда и частота перемещения.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10+3Прочитал ваше описание, теперь хочу попробовать промышленный электрогравер. Ну это следующая хотелка.
maximtkachev
03.11.2023 08:10+3У меня в детстве был выжигатель. И, возможно, даже такой. По крайней мере, перо ОЧЕНЬ похоже. За блок питания не скажу - дело было лет, эдак, 25 назад.
Dr_Faksov
03.11.2023 08:10Автор не прав, что это практически единственны способ нанести маркировку на метал в домашних условиях. Был ещё электролиз.
На зачищенную поверхность наносился расплавленный слой воска, после чего процарапывался до метала нужный рисунок. Далее поверхность подключалась с плюсу, а в середину ватно-марлевого тампона вставляться минусовой провод. Тампон пропитывался раствором поваренной соли, к примеру. Подавалось напряжение. Тампон перемешался по поверхности, а в процарапанных местах появлялось окрашивание. На стали - серое.
Преимущество данного способа - возможность нанесения очень тонких и очень сложных линий . С возможностью исправить неудачное движение. Возможно шкалы рисовать. Да и просто рисунки делать. И достаточно гладкая поверхность, если царапать аккуратно.
Но это, от начала до конца, не быстро, это точно.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10Тем не менее этот способ более долгий, чем электрогравировка. И никто им не пользовался в заводских условиях.
Электрохимическое и химическое травление эффективный способ создания рельефных изображений, но для маркировки не пригоден.
Serge78rus
03.11.2023 08:10Ну, не так уж совсем непригоден, скорее менее удобен - стеклянные детали и химпосуду маркировали химическим травлением, никто не мешает проделать то же и со стальной деталью.
dlinyj Автор
03.11.2023 08:10Ну в тексте у меня написано:
В долазерную эру — это был практически единственный способ, быстро нанести надпись на калёный металл, типа быстрорежущей стали.
Именно быстро, был единственный.
Arhammon
03.11.2023 08:10А еще если скрестить с ЛУТ... издалека от нормальной маркировки не отличить будет. Правда не уверен что электролиз подойдет, скорее хим травление.
Vsevo10d
03.11.2023 08:10+1Посмотрел ролик и промо-ролики серийных современных электромаркеров - крутая штука, но от точечности линии и держания в руках ровность линий страдает, надпись даже кажется неряшливой. А вот если воткнуть его в шаговики от 3D принтера, посмотреть бы как выходят простенькие геометрические узоры...
strvv
03.11.2023 08:10ссылку на простое видео не видел. спасибо. давно собираюсь так выжечь в алюминевом блоке закисший каленый болт 9.10, выворотки в нём крошились. свёрла тупились.
bodyawm
dlinyj запостил статью
dlinyj Автор
Регулярно пишу у себя в канале, но не регулярно на хабр. Требуется больше времени и сил на качественную подготовку материала.
bodyawm
А мог бы быть продуктивной машиной, как и я.
JohurN
Вопрос же в свободном времени)
У кого-то статьи - это работа.
А у кого-то просто хобби:)