Legmeerpolder en Laseren

Ik gebruik mijn CNC frees om te laseren.

Vooral om snel een tekening te kunnen testen op fouten die je niet merkt op het scherm, maar wel tijdens het branden...

De freeshouder heeft een standaard gat van 43 mm.

De 15W laser wordt niet extreem warm, ik gebruik het meegeleverde ventilatortje eigenlijk alleen om de rook weg te blazen, zodat de lens niet te vuil wordt ook stapelt zich dan niet te veel koolstof op. De gedraaide aluminium body van het verloopstuk neemt de geproduceerde warmte voldoende op. 

Overigens, 15W is is het verbruik (12 Volt en 1,25 A), de dissipatie is denk ik zo'n 10 W, ik schat de feitelijke LED output rond de 5 Watt het is dus een vrij laag rendement.  

Het gaat dan ook tamelijk langzaam, maar ik vind dat niet erg. 

Ik heb de ronde laser met 4 schroeven uit zijn meegeleverde zwarte vierkante aluminium koellichaam verwijderd.

De hoogtematen van het verloopstuk zijn niet heel kritisch. De LED LASER zelf is rond en heeft een diameter van ongeveer 18mm en de standaard opname diameter voor de freesmachine is 43mm. Je kunt de LED met warmte geleidende pasta fixeren.

Zo kun je van een CNC freesmachine een LASER Cutter maken, die makkelijk onderling te verwisselen zijn. 

Ik stel de hoogte totdat de lijn zo dun mogelijk is.

Je kunt scherpstellen door de Z-waarde te variëren.

Met stilstaande laser kon ik het moeilijk zien door de groene bril en de rook, maar Ik heb eerst een test gravure uitgevoerd en de Z-waarde langzaam veranderd totdat de lijn op zijn dunst was.
Dat gaat eigenlijk probleemloos.

 De focusafstand is bij mij ongeveer 5 cm vanaf werkstuk tot lens.

Fijnafstelling geschiedt door aan de lens te draaien. Als je eenmaal de optimale hoogte hebt, zet je de Z-waarde op 0 in MACH3. Die verander je verder nooit meer, dat wil zeggen: de hoogte van de kop is uiteraard afhankelijk van de dikte van het werkstuk, maar de afstand tussen werkstuk en kop blijft in principe constant.

Voor laseren hoeft de kop niet op en neer te gaan zoals bij frezen. Als je een dikkere lijn wilt, kun je de kop uit focus zetten, de snelheid vertragen of de lijn een paar keer herhalen.

Graveren of "engraving" wordt ook wel "scanning" genoemd...

Om door te snijden (cutting) kun je de snelheid wat verlagen en de procedure een aantal keren herhalen. Dat is een kwestie van uitproberen want dat hangt af van het materiaal en de dikte van het werkstuk.

Het printje met stuurelectronica heb ik tijdelijk aan het portaal bevestigd met kit. 

Ik focus de laser door de Z-waarde te variëren. Ik kies de Z-waarde die de allerdunste lijn produceert. Dan zet ik in MACH3 de Z-waarde op 0

Een veiligheidsbril bestemd voor de juiste golflengte is een must.

In principe raakt de kop bij het laseren het werkstuk niet, dus je hoeft het werkstuk niet te fixeren, echter door de warmte trekt het hout een beetje bol en vastzetten met tape is dus wel aan te raden, zeker als je nauwkeurig wilt werken. Het is een brandproces, dus het proces veroorzaakt rook en het ruikt naar verbrand hout. Ik zou het dus niet in de huiskamer doen....🙂

Omdat veel houtsoorten harsen en lijm bevatten die smelten of verbranden tijdens het laserproces, is het vanbelang om de rook - die giftig is - goed af te voeren.

Kunststoffen geven vrijwel altijd giftige dampen af...het enige dat vrij regelmatig gebruikt wordt is acryl.

Ook geeft het een mooier resultaat als de verbrande koolstofrestjes worden weggeblazen, bovendien blijft de lens dan langer schoon.

Ook is de straal zeer schadelijk voor je ogen zelfs van zo'n zwak LED-je, dus altijd een bril op!

De meeste CAM-softwarepakketten exporteren g-code voor CNC-frezen.

Om te laseren wordt over het algemeen andere software en een ander file formaat gebruikt, maar in ons geval (MACH3) kan het wel met g-code, zij het dat er een paar aanpassingen moeten worden gemaakt.

Het verschil tussen frezen en laseren is dat de laser het werkstuk niet raakt, de frees uiteraard wel.

Bij CNC is er onderscheid tussen jobbewegingen (cut/
engraving/laser aan) en transportbewegingen (travel-bewegingen/laser uit).

De jobbeweging voert de opdracht uit om een lijn van A naar B te frezen of te laseren (cut/engraving-beweging/laser aan of freeskop omlaag en motor aan). 

De transportbeweging (travel) verplaatst de freeskop of de laserkop naar het volgende punt waar die weer een jobbeweging moet doen.  (laser uit, freeskop omhoog)

Tijdens het transport (travel-bewegingen/laser uit) maakt het niks uit of de frees uit of aan is, maar hij mag het werkstuk niet raken, daarom moet de freeskop omhoog. 

De laserkop hoeft niet omhoog, maar die moet wel worden uitgezet, anders brandt die ongewenste lijnen tijdens de transportbewegingen.

Bij iedere frees-transportbeweging neemt de Z-waarde dus toe in de g-code. De meeste programma's zoals CamBam doen dat automatisch, je kunt de graveerdiepte en transporthoogte over het algemeen van te voren instellen.

Bij CamBam heet dat: "doeldiepte" en "vrijloopvlak" in de menuoptie "Graveren", het is een kwestie ven de de gebruikte terminologie uitzoeken...

Kies dan " produceer g-code en genereer toolpaden".

CamBam berekent dus waar de freeskop verplaatst moet worden en exporteert de berekende g-code naar een platte tekstfile,die simpel met bijvoorbeeld Microsoft Kladblok kan worden bewerkt.

Ik weet dus dat als ik in de g-code een verhoogde Z-waarde tegenkom, de laser uit moet worden gezet en wanneer de Z-waarde naar graveer diepte gaat, de laser weer moet worden aangezet.

Dus bij elke transportbeweging moet de laser eerst worden uitgezet en vervolgens na het transport weer moet worden aangezet.

Ik pas met de hand de Z-waarden aan met een eenvoudige teksteditor (kladblok), want g-code is gelukkig niet gecompileerd en bestaat uit gewone tekst.

Ik open de g-code en gebruik de "zoek en vervang" functie.

Stel: Z-1.0 is de ingestelde freesdiepte en Z3.0 de ingestelde transporthoogte (die stel je dus van te voren zelf in).

Het programma zal dan in de g-code voor een frees-transportbeweging iets zetten als "Z3.0".

Bij laseren hoeft Z echter niet omhoog maar de laser moet wel uit.

In mijn g-code is M03 "aanzetten"  en M05 is "uitzetten" (zowel voor frees als laser).

Dus ik zeg: Zoek "Z3.0" en vervang door "M05 Z0.0" (en dan niet vergeten op te slaan).
Dus overal waar de frees omhoog zou gaan wordt de laser uitgezet, bovendien zet ik Z op 0.0 

Bij de frees gaat de machine weer omlaag als ie verder gaat met de job, dus dan zegt de g-code "Z-1.0" bijvoorbeeld.

ik zeg: Zoek "Z-1.0" en vervang door "M03 Z0.0" .

Dus iedere keer als de frees omlaag zou gaan wordt de laser nu aangezet, en de Z-waarde wordt op "0.0" gezet.

In mijn g-code heb ik nu uitsluitend Z-waardes van "0.0", er zijn geen andere Z-waardes meer te vinden, overigens iets wat je wel moet checken.

Als laatste doe ik:  zoek "Z0.0" vervang door "".

Zo verdwijnen alle Z0.0 waarden.

Deze laatste is natuurlijk niet per sé noodzakelijk, maar maakt voor mij de g-code wat overzichtelijker.

Het is een beetje omslachtig, maar werkt vrij goed.

Ik zoek nog een programma waarbij ik *.dxf kan importeren en die dan naar keuze g-code kan exporteren voor CNC frezen of -laseren.

CanBam doet vooralsnog alleen frezen.

Maar ik ben het nog aan het uitzoeken.

Bij het zoeken naar software om automatisch de handelingen te verrichten die hierboven beschreven zijn, namelijk *.dxf files omzetten naar g-code die werkt voor laser cutting, passeerden mij the usual suspects de revu zonder direct het gewenste resultaat.

onder andere probeerde ik: 

* Lightburn

* All to G-Code Converter

* ThunderLaser

* Laser/RDWorks

* etc...

Echter ineens kwam ik het aloude LazyCam tegen.

LazyCam wordt door hetzelfde bedrijf geleverd als MACH3 en is gratis te downloaden.

Er zit weliswaar geen optie voor export naar Laser Cutter, maar wel naar Plasma Cutter en ik realiseerde mij dat plasma en laser in feite vrijwel identiek zijn in hun aansturing.

Ik ga dat eens uitproberen, het zou een mooie oplossing zijn als het zou lukken.

Verrassende optie: g-code voor Plasma Cutting

Bij graveren wordt het werkstuk met een dikte d - hout of plastic enz - tot een bepaalde diepte verbrand namelijk < d, dus zolang de branddiepte kleiner is dan de dikte van het werkstuk, spreek je van graveren..

Op het moment dat de branddiepte >= d is, dus groter of gelijk aan de dikte, spreekt men van snijden.

Dus in de praktijk komt het er op neer dat graveren niet door het werkstuk heen brandt en snijden wel.

Je kunt dat instellen via een aantal parameters.

Bij een CO2 laser kun je de brand instensiteit instellen, bij een LED ook, een LED kun je in theorie middels pulsbreedte modulatie harder en zachter laten branden.
Ik heb daar nog geen ervaring mee en in mijn geval is het vermogen zó zwak dat de behoefte om het LED-vermogen te reguleren zich nog niet heeft voorgedaan.

Een andere parameter waarmee je de snijdiepte kunt beïnvloeden, is de snijsnelheid.
Hoe trager je snijdt, hoe dieper je brandt, als het tè langzaam gaat ontstaan er echter lelijke brandsporen en kan de lijn te dik en rommelig worden, waardoor het resultaat niet oogt. 

Het hangt natuurlijk ook af af van het materiaal waar het werkstuk uit bestaat, welk soort hout of kunststof, etcetera. 

Tenslotte hangt het vanzelfsprekend af van de dikte d van het materiaal van het werkstuk.

In theorie zou het mogelijk moeten zijn om dun messing of aluminium te laseren, maar ik heb er vooralsnog geen ervaring mee. 
Ik ben zeker van plan om het te gaan uitproberen. 

Een andere optie is een snijroutine een paar keer herhalen totdat je er door heen bent. Daarvoor moet je CNC tafel wel heel nauwkeurig zijn.

Er zijn wel aardige YouTube filmpjes, maar ik kon de instellingen en adviezen niet 1 op 1 overnemen, het komt er toch op neer even van te voren met een proef de parameters uit te proberen.

Ik zal in een volgende publikatie de instellingen publiceren die voor mij goed blijken te werken.

DraftSight: Na einedeloos veel gedoe met irritante inlogschermen en accounts en verlenging van mijn abonnement, etc...heb ik de versie 2017 verwijderd omdat die niet meer wilde starten en ik heb versie 2019 geïnstalleerd.

Nog even voor de goede orde: ik heb een betaalde versie (basic) voor 100€ per jaar. Toch kreeg ik steeds de melding dat mijn proefperiode van 30 dagen verlopen was en uiteinderlijk startte die niet meer op.

Ik was aangenaam verrast om te merken dat na het installeren van de nieuwe versie, alles ineens weer werkt en er zelfs verbeteringen vast te stellen zijn. Zo is de "fill" optie veel sneller en logischer, ook lijkt ie sneller te laden en wat sprankelender te reageren.

Vreemd genoeg zijn bepaalde tekenfuncties zoals "rechthoek", nu weg.