LaserCutter

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Lasersaur mit dem ersten T-Rex
LaserSaur Version FabLab Winti

Herkunft

Der LaserCutter des FabLab ist ein LaserSaur, welchen wir im Frühjahr 2015 aufgebaut haben.

Als Grundlage haben wir die Version 14.03 genommen. Der Rahmen wurde aber nach unten hin von uns bereits höher gemacht, damit wir die Möglichkeit haben, eine motorisierte Z-Achse einzubauen. Diese ist bereits in der Produktion und wird in den nächsten Monaten (Jetzt ist Mai '15) in Betrieb genommen. Nach diesem Zeitpunkt könnt ihr auch grosse Objekte gravieren und müssten den Fokus für dickere Platten nicht mehr von Hand verstellen.

Diese Version des LaserSaur ist also einmalig und existiert nur im FabLab Winti!

Achtung Laser

Achtung:

Diese Anlage arbeitet mit einem unsichtbaren Laserstrahl. Unsachgemässe Bedienung kann zu Verletzungen des Bedienpersonals und/oder zur Beschädigung der Anlage führen!


Achtung Laser

Im FabLab Winti dürfen NUR Holz, MDF, Acrylglas (PMMA), Karton und Echtleder gelasert werden!


Achtung Laser

ACHTUNG:

Einige Kunststoffe sondern beim Laserschneiden extrem schädliche Gase ab, deshalb darf im FabLab Winti ausser Acrylglas (PMMA) kein anderer Kuststoff gelasert werden!


Achtung Kalender

ACHTUNG:

Der LaserCutter ist manchmal für Workshops reserviert. Infos dazu gibts im FabLab Winti Kalender.

Grundlagen

Unser Lasercutter ist ein OpenSource Projekt namens LaserSaur (http://www.lasersaur.com), welches wir bereits Hard- und auch Softwaremässig speziell für das FabLab Winti erweitert haben und noch erweitern werden.

Wir haben eine 100W-CO2-Laserquelle. CO2-Laserstrahlen sind unsichtbar, daher kannst du nicht sehen, wenn der Laserstrahl irgendwo aus der Maschine schiesst. 100W sind sehr viel Leistung und können auch für dich, deine Augen und deinen Körper sehr gefährlich werden!

Aus diesem Grund ist jeder Betrieb untersagt, sobald die Optiken irgendwie verstellt wurden (z.B. durch Anschlagen mit der Hand)!! Bitte melde dich unbedingt bei einem LabManager!!

Kennzahlen

Arbeitsfläche: 1220 x 575 mm
Max. Plattengrösse 1400 x 700 mm
Arbeitsgeschwindigkeit: 8000 mm/min (max)
Laserleistung: 100 Watt (max bei 100%)

Eine Datei vorbereiten

Um mit dem LaserSaur möglichst „reibungslos“ arbeiten zu können, benötigen wir eine SVG-Datei mit dem Schnittmuster, dass der Lasercutter danach ausschneiden soll. Wenn ihr im Internet nach Laserprojekten sucht, findet ihr normalerweise SVG- oder DXF-Dateien. Mit SVG seid ihr sorgenfrei. Bei DXF klappt der import nicht immer und es beginnt eine Konvertierungs-Odyssee.

Inzwischen ist es auch möglich Bilder zu gravieren (rastern). Dazu sind PNG und JPEG gut geeignet. Es ist noch nicht möglich in einem Schritt gleichzeitig zu schneiden und zu rastern. Ein Bild welches im SVG eingebettet ist wird ignoriert. (Im Fablab ist die Raster-Funktion im Menu "PulseRaster" erreichbar.)

Import Testen

Zum Ausprobieren:

Der Server hat keine Verbindung zu einem Laser. Man kann Jobs importieren aber nicht starten. Die Jobs werden täglich gelöscht.

SVG-Erstellen

Als Zeichnungsprogramm empfehlen wir die freie Software Inkscape. Im entsprechenden Hauptartikel findet ihr viele gute Informationen dazu.

Reihenfolge der Schnitte vorbereiten

Oft macht es Sinn, erst alle Gravuren aufzubringen, dann die inneren Teile auszuschneiden und dann den äusseren Rand des Teils zu schneiden. Dazu benötigt ihr drei unterschiedliche Farben in eurem SVG-File.

Laser-Tags

laser tag
Lasertags sind nicht zwingend notwendig. Es sind Text-Elemente, die wir in das SVG einbauen können, in denen wir die anhand der Farbe der einzelnen Elemente die Reihenfolge, die Leistung und die Geschwindigkeit bereits im SVG definieren können. Diese Werte sind dann beim Importieren des Jobs bereits eingestellt, lassen sich aber immer noch von Hand ändern.

Hier und auf der rechten Seite seht ihr ein Beispiel:

=pass1:2200mm/min:10%:#000000=
=pass2:2200mm/min:90%:#ff0000=

Im ersten Durchgang graviere ich das FabLab Winti Logo mit einer Geschwindigkeit von 2200mm/min und einer Leistung von 10%, dieser Durchgang „pass1“ wird hier der Farbe schwarz zugewiesen, welche im hexadezimalen System dem Wert „000000“ entspricht. (Die Einfärbung des Textes spielt keine Rolle, sie ist hier nur der Übersichtlichkeit halber gleich wie die der Linien eingestellt.)

!!! Achtung, wenn ihr den Farbwert aus dem Feld im Fenster Objekteingenschaften kopiert, hat es hinten am 6-stelligen Wert nochmals zwei Ziffern für die Transparenz! Diese zwei müsst ihr heraus löschen!

Im zweiten Durchgang graviere ich wieder mit 2200mm/min, aber mit einer Leistung von 90%, ich graviere also nicht mehr, sondern schneide das Teil dann aus.

Details zum Format gibts im Manual.

Mit einem Online-Konverter ein SVG erstellen

Falls ihr nur ein DXF oder ein anderes Format Downloaden oder erstellen konntet, hilft vielfach der Weg über einen Onlinekonverter wie:

http://www.dxfconverter.org/de.html oder http://www.online-convert.com

Mit Adobe Illustrator

Adobe Illustrator ist für die meisten Fällen ein bequemes Konvertierungsprogramm, dass die meisten Dateiformate, auch z.T. DXF und DWG lesen und als SVG speichern kann. In Kürze werden wir eine Installation im FabLab haben.

Weiter Workflows für DXF-Dateien

Autoddesk Zeichnungen mit QCAD

Mit Autodesk Inventor können nur R12 oder R15 DXF exportiert werden. Mit QCAD können diese in R13 konvertiert werden und als SVG exportiert werden. Um anschliessend mit Incscape positioniert zu werden. Ok, das ist Scheisse, daher gibt es einen zweiten Workflow.

Autodesk Zeichnungen mit Illustrator

In Autodesk Inventor eine Zeichnung erstellten. Diese als DWG speichern. Nun, diese mit AutoCAD öffnen und als DXF Version 2014 speichern. Diese kann nun in Adobe Illustrator CS5 geöffnet werden und als SVG gespeichert werden. …… umpf!!!

Autodesk Blechkonstruktionen - mein Favorit

Oder eine Blechkonstruktion erstellen, die Oberfläche anklicken, rechte Maustaste, Fläche exportieren und in den Optionen im Speicherdialog das Format „Autocad 2007-DXF an“ wählen, dieses dann in Adobe Illustrator öffnen.

QCAD und FreeCAD mit Inkscape

InkScape kann die DXF Files von QCAD und FreeCAD lesen.

Falls alles nicht funktioniert

Mal mit einem Onlinekonverter probieren, oder zwischen den verschiedenen Programmen hin und her konvertieren …

Skalierung falsch

Falls ein SVG aus einem Fremdprogramm (nicht Inkscape) erstellt wurde und es beim hochladen falsch skaliert wird: In Inkscape eine neue Datei erstellen. Dann die Daten aus der anderen SVG importieren oder über copy & Paste einfügen und als neue SVG-Datei abspeichern. Dadurch wird der Header der Datei korrigiert. Die Datei nur in Inkscape öffnen und neu speichern reicht nicht!

Mit Autodesk Make

Autodesk Make ist ein cooles Tool um Laserprojekte zu erstellen, damit können auch STL-Files von Figuren in Steckbare Laserschnittvorlagen verwandelt werden … leider hatte ich keine Zeit mich zu vertiefen und du musst das auf eigene Faust machen … wer weiss, vielleicht schreibst du ja dieses Kapitel?

Mit FlatFab

FlatFab ist ein cooles Tool um Laserprojekte zu erstellen, damit können auch STL-Files von Figuren in Steckbare Laserschnittvorlagen verwandelt werden … leider hatte ich keine Zeit mich zu vertiefen und du musst das auf eigene Faust machen … wer weiss, vielleicht schreibst du ja dieses Kapitel?

SVG wird in Inkscape sauber dargestellt, LaserSaur sieht aber nichts

Manchmal kommt es vor, dass man ein sauberes SVG-File hat, dass in Inkscape sauber dargestellt wird, aber wenn der LaserSaur das File geparst hat, hat man nur eine weisse Fläche und nichts zum lasern. Dann hilft es oft, ein neues Inkscape Dokument zu eröffnen und das Modell aus dem anderen File zu kopieren und da einzufügen. Und das neue Dokument dann das neue hochzuladen.

Materialen & Parameter

Grundsätzlich, arbeiten wir nicht gerne bei 100% Leistung, weil dann unser Laserrohr schneller kaputt geht. Geht lieber etwas runter mit der Leistung und der Geschwindigkeit, so haben wir alle länger Spass am Laser.

Achtung Laser

Im FabLab Winti dürfen NUR Holz, MDF, Acrylglas (PMMA), Karton und Echtleder gelasert werden!


Achtung Laser

ACHTUNG:

Einige Kunststoffe sondern beim Laserschneiden extrem schädliche Gase ab, deshalb darf im FabLab Winti ausser Acrylglas (PMMA) kein anderer Kuststoff gelasert werden!


Erfahrungswerte FabLab Winti

Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Eigenschaften. Die folgende Tabelle enthält Empfehlungen für die Geschwindigkeits- und Leistungserte.

Material Dicke Methode Geschwindigkeit Leistung Bemerkung User
Sperrholz Pappel 4 mm Schneiden 1500 50% Pfeilrechts.jpg ab 40% möglich  ??
Sperrholz Pappel 4 mm Gravieren 1500 10%  ??
Sperrholz Pappel 4 mm fein Gravieren 1500 3% ergibt feine Linien (<0.5mm) Claudio
Sperrholz Birke 4 mm Schneiden 1500 65%  ??
Sperrholz Birke 4 mm Gravieren 1500 10%  ??
Sperrholz Birke 8 mm Schneiden 200 100% fast komplett durch, leicht rauszudrücken
sehr verkohlter Rand
Ben
Sperrholz ??? 6 mm Schneiden 1500 60%  ??
Sperrholz ??? 6 mm Gravieren 1500 10%  ??
Acrylglas (PMMA) 6 mm Schneiden 1500 70%  ??
Acrylglas (PMMA) 6 mm Gravieren 1500 10%  ??
Moosgummi 3 mm Gravieren 1500 10% Obi
Moosgummi 3 mm Schneiden 1500 20% Obi

Testmuster-Datei

Testmuster-Datei
Testmuster auf 3 mm MDF

Mit dieser Datei können die Parameter für verschiedene Materialien systematisch auspobiert werden: Lasersaur-power-speed-test.svg.

Anhaltswerte aus dem Internet

Da wir noch nicht viel Erfahrung mit dem Laser haben, bedienen wir uns an den Werten von http://wiki.dingfabrik.de/index.php/Geräte/Lasersaur_(Lasercutter) und https://sites.google.com/site/lasersaurmaterialswiki/home und http://wiki.happylab.at/w/Laser_Cutter achtet bei diesen Seiten, jeweils auch auf die Watt-Angaben, da einige der Werte auf 50W- und 60W-Lasern basieren!

Schaut euch unbedingt auch die Parameter- und Bearbeitungstipps von http://cutlasercut.com zu den einzelnen Materialien an

Material Dicke Intensität (%) Geschwindigkeit (mm/min)
Sperrholz 4mm 100% 2200
Finnpappe (Archtektenpappe) 1,4 mm 50 1100
Pappe 1 mm 50 770
Pappe 2 mm 50 770
Pappe 3 mm 50 500
Pappe, weiß beschichtet (Cut) 2 mm 50 800
Pappe, weiß beschichtet (Engraving) 2 mm 50 3000
Acrylglas 2 mm 50 500
Acrylglas 3 mm 50 400
Acrylglas (Engraving) 3 mm 50 3000
Acrylglas klar (Cut) 5 mm 50 300
Acrylglas klar (Cut) 6 mm 50 250
Acrylglas neon rot (Cut) 5 mm 50 300
Acrylglas neon rot (Engraving) 5 mm 50 600
MDF (Cut) 4 mm 50 400
MDF (Cut) 5 mm 50 240
MDF (Engraving) 4 mm 50 6000
Balsaholz (Cut) 4 mm 45 600
Balsaholz (Engraving) 4 mm 25 2000
Furnier <1 mm 45 3500
Furnier (mit Kreppband beklebt) <1 mm 30 700
Sperrholz - Buche (Cut) 4mm 50 250
Sperrholz - Pappel (Cut) 3mm 50 700
Sperrholz - Pappel (Cut) 4mm 50 600
Sperrholz - Pappel (Engraving) 4mm 5 2000
Sperrholz - Pappel (Cut) 6.3mm 50 320

Schnittleistung und Qualität

Fokussierung des Laserstrahls

Die Schnittleistung wird von vielen Faktoren wie Material, Oberfläche, Dicke, Schittparameter, Fokussierung und Kalibrierung beeinflusst. Deshalb sind obige Parameter nur Richtwerte, die Ihr je nach Situation anpassen müsst.

Schittbreite und Fläche

Der Laserstrahl hat vor der Linse einen Durchmesser von ca. 10-15mm, welcher über eine Brennweite von 62.5 mm auf einen Punkt (ca. 0.1mm) fokussiert wird. Angenommen der Brennpunkt wird auf die Oberseite des Materials Fokussiert, dann weitet sich der Strahl auf der Unterseite pro mm Materialdicke um ca. 0.2mm. Zudem gibt es je nach Leistung und Geschwindigkeit noch den Effekt, dass der Laserstrahl auf der Oberseite des Materials länger wirkt, als auf der Unterseite. Diese Effeke bewirken, dass Schnitte nicht absolut eben und rechtwinklig sind. Je dicker das geschnittene Material ist und je langsamer man fahren muss, desto stärker sind diese Effekte.

Mit dem LaserSaur verbinden

Nun kommt der grosse Moment! ….

Den Laser einschalten

Hinten an der Wand neben der Lüftung ist ein Mehrfachstecker. Wenn ihr diesen Einsteckt, schaltet ihr die Wasserkühlung, die Abluftanlage und den Laser ein. Nach dem Einstecken piepst der Wasserkühler 3x. Nun müsst ihr am Laser noch den Not-Aus entriegeln und den PC neben dem Laser starten.

Ein File hochladen

Lasersaur 1
Jetzt könnt ihr auf 192.168.1.80 oder http://lasersaur.flw/ mit dem Laser verbinden. Wenn ihr nicht verbinden könnt, habt ihr sicher den Not-Aus noch vergessen.

Wenn ihr nun auf Fileimport geht, kommt folgendes Fenster

Nun auf Import gehen (der Dialog funktioniert im Moment nicht mit dem Internet Explorer!) Jetzt könnt ihr euer vorbereitetes SVG benutzen und hochladen. Während dem Import erscheinen links Status-Meldungen.

Die Dargestellte Fläche entspricht dem Laser, wenn ihr denkt, dass das SVG richtig skaliert wurde, könnt ihr es nun der Queue hinzufügen über den entsprechenden Button unter dem File.

Bilder Gravieren
Falls ihr ein Bild rastern wollt (z.B. JPEG oder PNG) müsst ihr die separate "PulseRaster" Anwendung wählen und den Job vom gleichen PC/Laptop/Handy aus starten wo ihr ihn hochgeladen habt, weil es keine Queue gibt. (Am besten direkt neben dem Lasersaur stehen, nie unbeaufsichtigt lasern!) Es dürfen beide Anwendungen gleichzeitig offen sein, z.B. kann man so einen Offset setzen der auch fürs Rastern gilt.


Zurück zum Schneiden: Wenn ihr Lasertags eingefügt hattet, sind unten schon die richtigen Parameter sichtbar.

Achtung Laser

Achtung, jetzt NICHT auf „Send to Laser“ drücken. Das würde die Maschine sofort starten!

Achtung, jetzt nicht auf „Send to Laser“ drücken. Das würde die Maschine sofort starten. Geht nun nach hinten an den PC, ladet diese Seite, geht in die Laser Job Liste und drückt F5 oder Reload. Nun erscheint da euer Job unten. Wenn ihr ihn anklickt, habt ihr wieder dasselbe Bild wie vorher.

Den Job starten

Jetzt starten wir erst oben im Menü das Homing des Lasers

Lasersaur Homing

Achtung Laser

Wenn ihr das Homen des Lasers vergesst, fängt er mittendrin an seinen Job abzuarbeiten.

Nach dem Homen müsst ihr nur noch die Parameter eingeben, die Parameter den richtigen Farben zuweisen (Achtung ein Pass kann mehrere Farben beihnhalten und eine Farbe kann für mehrere Passes verwendet werden) Und dann müsst ihr nur noch auf Send to Lasersaur drücken

Lasersaur Homing

Und euer Teil wird gelasert.

Es lohnt sich vorher auf den Doppelpfeil (rechte Hälfte des Knopfes) zu drücken. Dann fährt der Lasersaur kurz ein Rechteck um den geplanten Job herum ab.

Den Laser abstellen

Um den Laser abzustellen, drückt den Not-Aus rein und schliesst die Tür. Fahre nun den PC runter und dann ziehe den Mehrfachstecker aus der Wand.

Fokussierung

Abhängig von der Dicke des zu schneidenden Materials muss der Fokus eingestellt werden.
Dafür haben wir 2 spezielle Focuser gedruckt:
Focuser.jpg

Der grüne Focuser dient zur Einstellung direkt ab Honeycomb, der Violette wird auf das Werkstück gelegt. Es wird diejenige Fläche des Focuser verwendet, welche der Materialdicke entspricht. So wird der Brennpunkt in die Mitte des Materials gelegt. Die Fotos zeigen beide Varianten für eine Materialstärke von 4 mm.
Focuser g.jpgFocuser v.jpg

Die rote Schraube an der Laseroptik kann gelöst und danach die Optik in der Höhe verstellt werden.
Achtung.png  Die Schraube darf nur ganz schwach angezogen werden, da sonst der Tubus gequetscht wird.

Feuer!

Im Falle eines Feuers, drücke den Not-Aus, rechts an der Maschine. Meistens geht die Flamme sofort wieder aus, wenn nicht, versuche das Feuer mit einer Löschdecke zu bändigen.

Für kleinere Brände kannst du auch den CO2-Feuerlöscher verwenden (die graue Flasche auf dem Lasercutter neben der Löschdecke).

Benutze bitte nur um äussersten Notfall den Pulverlöscher, denn danach müssen wir den Lasercutter komplett revidieren und er ist für längere Zeit ausser Betrieb!!!!

Bekannte Probleme

Unebenes Bett (Eingeklemmte Holzreste)

Holzreste welche das Honeycomb anheben

Problem: Wenn ausgelaserte Holzreste im Honeycomb-Gitter liegen bleiben und das Gitter verschoben wird (was eigentlich ständig passieren kann), können die Reste eingeklemmt und dadurch das Gitter angehoben werden. Die Auflagefläche ist dann nicht mehr plan, was zu schlechten Schnitteigenschaften führt (stellenweise Schnitte nicht durchgehend).
Lösung: Das Honeycomb muss ausgebaut und alle Holzreste darunter entfernt werden. Das geht am besten mit dem Staubsauger. Bitte gleichzeitig auch alle Reste am Boden des Cutters aufsaugen.

Inspiration

Inspiration
Hier noch ein extrem geiler Link, mit weiterführenden Links, was man mit dem Lasercutter so alles anstellen kann …

http://hackaday.com/2014/06/26/making-flexible-wood-using-a-laser-cutter/

Quellen für Vektorgrafiken

Wartung

Laserwartung