LaserCutter

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) und Karton geschnitten werden!

Achtung Laser

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

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 => SVG erstellen

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-Dateien seid ihr sorgenfrei, mit DXF-Dateien beginnt leider eine Konvertierungs-Odyssee.

Inkscape Grundlagen

Inkscape ist ein OpenSource Projekt für Illustrationen, man kann mit diesem Tool sehr gut und einfach SVG-Dateien erstellen. Im Übrigen ist SVG ein HTML-Format, wenn ihr genügend Zeit und Lust habt, könnt ihr also eine solche Datei auch von Hand programmieren.

Zur Installation von Inkscape siehe Inkscape.

Ein Dokument einrichten

Öffnet nun Inscape und erstellt ein neues Dokument. Nun stelle ich die Arbeitsfläche jeweils so ein, dass sie dem Rohmaterial entspricht, aus dem ich es ausschneide.

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  Datei Menü

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  Dokumenteigenschaften Dialog

Objekte erstellen

Über das Menü auf der rechten Seite könnt ihr nun Kreise, Vierecke, Freihandlinien und vieles mehr zeichnen und erstellen. Positioniert euer Objekt oben links, da ist auch der Nullpunkt des Lasers.

Objekte Gruppieren und Gruppierungen aufheben

Macht euch mit dem Kontext-Menübefehl „Gruppieren“ und „Gruppierung aufheben“ bekannt, welche auf der rechten Maustaste liegen. Diese werdet ihr wohl noch öfter brauchen bei euren Projekten.

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  Gruppieren

• 

  Gruppierung aufheben

Objekte korrekt einfärben

Für die Lasertags brauchen wir zukünftig verschieden farbige Pfade und Objekte. Da der Lasersaur letztlich nur mit Konturen und Pfaden arbeitet, nützt euch eine ausgefüllte Fläche nichts. Ihr könnt Objekte und Pfade wie folgt einfärben; selektiert ein Objekt, klickt mit der rechten Maustaste drauf und wählt „Objekteigenschaften“ nun sollte am rechten Bildschirmrand ein Fenster aufgehen mit den Tabs „Füllen“, „Farbe der Kontur“ und „Muster der Kontur“. Aktiviert bei Füllen das „X“, so ist das Objekt leer und wählt bei „Farbe der Kontur“ eine der Farben für die Schnitt-Reihenfolge (dazu kommen wir gleich).

Manchmal ist das Menü von einem anderen verdeckt, schliesst dann mal das „Filter-Menü“ über das kleine „X“ ganz rechts an der Seite.

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  Objekteigenschaften

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  Füllung deaktivieren

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  Rahmen färben

Objekte messen

messen 2

Um sicherstellen zu können, dass ihr auch die richtigen Masse habt, könnt ihr natürlich auch messen. Es ist gerade bei steckbaren Projekten Laserprojekten sehr wichtig, dass die Masse der Schlitze mit den Massen der Platte, die geschnitten wird, übereinstimmt.

Wenn ihr ein File von einem DXF nach SVG konvertieren musstet, kann es sein, dass das nicht mehr genau masshaltig ist, daher ist das Nachkontrollieren sehr wichtig!

Selektiert wieder ein Objekt, oben in der Menüleiste hat es nun zwei editierbare Positionsfelder X und Y, sowie zwei Grössenangaben B und H, diese sind aber noch auf die Masseinheit Pixel eingestellt.

Nun könnt ihr über das Dropdown oben ganz rechts, die Masseinheit in Millimeter umstellen.

Nun könnt ihr in den Feldern B für Breite und H für Höhe die Masse in Millimeter ablesen.

Wenn diese nicht stimmen, können wir die Objekte nun transformieren.

Objekte transformieren

transformieren

Um Objekte zu transformieren, müsst ihr im Menü „Objekt“ den Punkt „Transformation“ anwählen.

Jetzt öffnet sich wieder auf der rechten Seite ein Dialogfenster. In dem könnt ihr nun das Objekt skalieren, drehen und sonst noch ein paar Sachen damit machen.

Am Schluss müsst ihr einfach noch auf „Anwenden“ klicken, damit die Aktion übernommen wird.

Objekte in Pfade wandeln

Für gewisse Aktionen ist es notwendig und auch für den Lasersaur ist es einfacher, wenn ihr danach die Objekte in Pfade umwandelt.

Das geht einfach, indem ihr das Objekt markiert und im Menü „Pfad“ den Punkt „Objekt in Pfad umwandeln“ wählt.

• 

  in Pfad wandeln

Flächen rastern mit Inkscape

Um Flächen und das innere von Schriften gravieren zu können, müssen wir nun erst einmal Inkscape ein wenig erweitern.

Wir folgen dabei der Instruktion von http://www.thingiverse.com/thing:4943 und laden uns von der Seite https://code.google.com/p/eggbotcode/source/browse/#git%2Finkscape_contributed die Eggbot-Dateien runter (den Link findet ihr in den Instruktionen von Thing 4943). Im zweiten, hellblauen Band befindet sich ein Download-Link für eine Zip-Datei.

Nun entzippen wir die Datei und gehen in das Verzeichnis, dann in den Eggbot-Ordner und da in den Ordner „inkscape_contributed“ und kopieren da dann die Dateien „eggbot_hatch.inx“ und „eggbot_hatch.py“

Diese fügen wir nun auf Windows im Ordner „C:/Program Files/Inkscape/share/extensions/“ und auf Mac im Ordner „/Applications/Inkscape.app/Contents/Resources/extensions/ “ ein. Nun starten wir Inkscape neu.

Jetzt habt ihr im Menü „Erweiterungen“ einen neuen Untereintrag namens „Eggbot“

Nun rastern wir erst Mal eine Fläche, dazu zeichnen wir ein Viereck, welches wir dann auch gleich in einen Pfad umwandeln.

Nun wählen wir die Hatch-Fill Erweiterung an, die wir soeben installiert haben. Ein neuer Dialog öffnet sich. Als gute Werte haben sich die folgenden herausgestellt:

Einstellung	Wert
Hatch angle:	45
Hatch spacing:	2.0
Minimum hatch and gap length:	0.0
Tolerance:	20.0
Crosshatch:	deaktiviert

Achtung!!! Je nach Einstellung, dauert das errechnen des Musters unglaublich lange!!!

Und Schwups, habt ihr euer erstes Rechteck, dessen Fläche ihr auch mit einer Gravur ausfüllen könnt.

Nun machen wir gleich mit einer Schrift weiter. Links könnt ihr über den Menüpunkt „A“ einen Schriftzug erstellen.

Im oberen Menüband könnt ihr noch die Schriftart, die Grösse und weiter Parameter einstellen.

Nun färben wir die Kontur noch Schwarz ein und die Fläche mit nichts.

Jetzt wandeln wir den Schriftzug auch gleich wieder in einen Pfad um.

Und lösen die Gruppierung des Schriftzuges auf.

Nun könne wir jeden einzelnen Buchstaben wieder schnell mit der Hatch-Erweiterung schraffieren lassen.

Der ganze Schriftzug zusammen, braucht sehr viel Rechenleistung. Einzelne Buchstaben funktionieren wunderbar.

Und so haben wir auch gleich noch einen Schriftzug, den wir ausgefüllt gravieren können.

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  eggbotcode]]

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  eggbot erweiterung]]

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  eggbot rechteck 1]]

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  eggbot rechteck 2]]

• 

  eggbot schrift 1]]

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  eggbot schrift 2]]

• 

  eggbot schrift 3]]

Schriften mit einer Linie erstellen

Anleitung auf Evil Mad Scientist wie man mit der EggBot Erweiterung Schriften mit einer Linie generieren kann

Ab Version 0.91 von Inkscape ist diese Funktion bereits integriert: Erweiterungen   Rendern   Hershey Text

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 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 liest der Lasersaur dann auch aus und bereitet die Datei entsprechend vor.

Auf der rechten Seite seht ihr ein Beispiel. 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.

!!! 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.

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 …

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) und Karton geschnitten werden!

Achtung Laser

ACHTUNG: Einige Kunststoffe sondern beim Laserschneiden extrem schädliche Gase ab, deshalb darf im FabLab Winti ausser Acrylglas (PMMA) kein anderer Kuststoff geschnitten 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%°	ab 40% möglich	??
Sperrholz Pappel	4 mm	Gravieren	1500	10%°		??
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%°		??

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

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 192.168.1.174 oder http://lasersaur.intra.fablabwinti.ch/ 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 SCG richtig skaliert wurde, könnt ihr es nun der Queue hinzufügen über den entsprechenden Button unter dem File.

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

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

Und euer Teil wird gelasert.

• 

  Lasersaur 1

• 

  Lasersaur Fileimport

• 

  Lasersaur Fileimport 2

• 

  Lasersaur Fileimport 3

• 

  Lasersaur Homing

• 

  Lasersaur Job starten

• 

  Lasersaur Job läuft

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:

Der Unterschied zwischen dem violetten und dem grünen Focuser ist, dass der Grüne zur Einstellung direkt ab Honeycomb, der Violette aber auf Werkstück aufgelegt wird. Die Fotos zeigen beide Varianten für eine Materialstärke von 4 mm.

Die rote Schraube an der Laseroptik kann gelöst und danach die Optik in der Höhe verstellt werden.
  Die Schraube darf nur ganz schwach angezogen werden, da so 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 Schnitteigenschafte führt (stellenweise kein Schnitte nicht durchgehend).
Lösung: Das Honeycom 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

• http://www.freebievectors.com
• http://de.freepik.com/vektoren-beliebt (immer unter kostenlose Ergebnisse suchen - viel verwirrende istockphoto Werbung)
• http://www.freevectors.net
• http://www.vectoropenstock.com

Wartung

Laserwartung

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