![](https://habrastorage.org/web/6a4/2a4/5fd/6a42a45fda0747d0b041fb6e3b72a6d9.jpg)
Привет, Geektimes! Пишет студент института ИТМО программы «лазеры для информационно-коммуникационных систем». Этим летом у меня появился шанс поработать с лазерным гравером. Хочу поделиться своими наблюдениями по этому поводу и описать свою работу.
Сначала про сам аппарат — табличка с обратной стороны говорит:
— Machine Name: Fiber Laser Machine
— Model: LP-FLM 50
— Manufacturer: LaserPower Technology (Suzhou) Co., Ltd.
— Power Supply: AC220V, 50/60hz
— Программное обеспечение станка — Ezcad 2.0.
Прогуглив модель, по первой ссылке про него можно найти больше информации:
— Мощность: 50 Вт
— Длина волны: 1064
— Маркировка площадь: 110ммx110мм, 200ммx200мм, 300ммx300мм
— Минимальная ширина линии: 0,03 мм
— Минимальный размер символов: ?0.05 мм
— Скорость маркировки: ?7000 мм/с
— Ширина импульса: ?60микро с
— Охлаждение: охлаждение воздухом
— Требование к питанию: однофазный, переменный ток 220В, 50/60Гц
Особенности:
Станок оснащен лазерным источником с длительным сроком службы. Он не требует расходников, подходит для глубокой гравировки. Высокая скорость, точность и качество маркировки.
Применение:
Лазер может наносить логотипы, символы, серийные номера, штрих-коды или QR-коды на металл (углеродистая и нержавеющая сталь, алюминий, медь, латунь, цинк и т.д.) и некоторые неметаллы (пластик, резина, кожи, бумаги и т.д.).
Мне предложили провести эксперименты по нескольким направлениям, проработать несколько мини-проектов:
- Изучение воздействия лазера при изменении трех его параметров (мощность, частота модуляции, скорость).
- Создание печатной платы.
- Генерация\воплощение идей для создания изделий под заказ.
Обработка металлов в разных режимах
Хотелось понять, как отдельные параметры лазерного гравера влияют на глубину прожига. Изначально гравировка в глубину не особо шла, делал много проходов, уменьшал шаг штриховки, но ничего не помогало. Оказалось, что обрабатываемая поверхность просто была не в фокусе. После регулировки высоты источника излучения дело пошло.
В Ezcad я нарисовал квадрат и сделал тройную штриховку. Все три слоя с одинаковым шагом 0.01 и разницей в наклоне: у первого слоя 0 градусов, у второго 45, у третьего -45.
После прожига с помощью микрометра была замерена глубина участков подвергшихся лазерному излучению.
![](https://habrastorage.org/web/7fc/580/401/7fc5804014524dcf987c7293156908ef.jpg)
По итогам составлены графики зависимости глубины от изменяемой величины (мощность, скорость, частота модуляции). Графики получились очень даже логичными:
![](https://habrastorage.org/web/2cb/df9/cab/2cbdf9cabd1e47f18260ba35fa80f337.jpg)
Чем выше частота модуляции, тем больше воздействия лазера на поверхность, значит больше глубина.
![](https://habrastorage.org/web/2a9/c91/715/2a9c9171524b465bb0e582acdabfa0eb.jpg)
Чем выше скорость луча, тем меньше воздействия лазера на поверхность, значит меньше глубина.
![](https://habrastorage.org/web/77f/ed9/ebb/77fed9ebbbe54a0494c614bbdf97eb55.jpg)
Самый логичный график, чем больше мощность тем глубже.
Создание печатной платы
Я решил сделать плату марсоход. Для этого создал инверсное изображение .bmp-формата.
![](https://habrastorage.org/web/9d3/12a/395/9d312a395acb4ecca0295f754e86d6b2.jpg)
Изначальная идея состояла в том, чтобы выжечь медь с поверхности, оставив дорожки. Хотел снимать медь послойно малой мощностью. Думал, что после 5-10 проходов прожига останется чистый гетинакс.
![](https://habrastorage.org/web/1ab/ef3/878/1abef38786ac434eaef887a64b0136ee.jpg)
От этой идеи пришлось отказаться, так как при воздействии лазера на медь в определенный момент фольга прожигалась, и начинал испаряться гетинакс.
![](https://habrastorage.org/web/558/56a/773/55856a7735e74ce6bf0bc72a38c85257.jpg)
Возникла идея покрыть пластины краской и сжигать ее. Правда в этом случае теряется желаемая технологичность, ведь в этом случае придется выполнять обычную операцию травления платы хлорным железом.
![](https://habrastorage.org/web/d0b/ee9/b5f/d0bee9b5fb204d068bb19263f28874ac.jpg)
Первые платы были с пятнами.
![](https://habrastorage.org/web/540/f33/ac6/540f33ac692442b2990b77003d2f991c.jpg)
Скорее всего при испарении краски дым, задерживающийся над рабочей поверхностью, рассеивал луч. При втором проходе от пятен не осталось и следа.
![](https://habrastorage.org/web/be3/7f3/eee/be37f3eee01f4dc5b25dc8a1e6042d7f.jpg)
Однако, здесь нас и поджидала следующая проблема, скрытая в конструкции аппарата. Лазерный луч отклоняется системой двух зеркал. И чем дальше от центра, тем большее получается искривление изображения.
![](https://habrastorage.org/web/b4e/5cc/f0b/b4e5ccf0b3ad4bb888dd97f4dacecc1f.jpg)
На пластине должны были получиться перпендикулярные прямые (увы, нет). Это, конечно же, непозволительно для печатной платы. Покопавшись в настройках программы, было найдено специальное диалоговое окно учета и коррекции этого искривления.
![](https://habrastorage.org/web/646/fb1/ab8/646fb1ab84724454bdf8e1ade9119605.png)
Изменением параметров в программе искривления были сведены к минимуму. Также пытался прожигать отверстия в плате.
![](https://habrastorage.org/web/b65/7ff/6e4/b657ff6e4b6f496a8de4b55d97a29291.jpg)
Сначала были неаккуратные края, потом началось получаться чище. В итоге получил отверстие с одной стороны чистое, с другой нет. Если тщательнее подобрать режимы, то получатся красивыми обе стороны. Однако, чуть позже работа над платой была приостановлена из-за надвигающейся проблемы стыковки двух поверхностей платы top/bottom. Но эту работу думаю продолжать.
Генерация\воплощение идей для создания изделий под заказ
Возникла идея печати изображений на ложках. Были куплены чайные и столовые ложки из нержавейки. Я создал для них векторное изображение. Поискал красивые рамки для вензелей, взял несколько идей и создал свою рамку в Corel Draw. При отсутствии опыта работы с этой программой получилось за 30-45 минут разобраться и перерисовать изображение (для столовой ложки).
![](https://habrastorage.org/web/3be/bea/c21/3bebeac21d2e4941bcf2017cd8f41ff0.jpg)
![](https://habrastorage.org/web/4da/a37/f12/4daa37f120014e09b6de24884018ea66.jpg)
![](https://habrastorage.org/web/a79/f1d/32b/a79f1d32bce9493e884d39b8c711a9a9.jpg)
Так прошло мое первое знакомство с лазерным гравером, 2 пункта из 3 выполнены. Если будут вопросы или идеи, пишите в комментарии.