Является наиболее прогрессивной, но и дорогой по стоимости технологией. Зато с ее помощью можно достичь таких результатов, которые не под силу другим способам обработки металла. Способности лазерных лучей придавать любому материалу нужную форму поистине безграничны.
Уникальные возможности лазера основываются на характеристиках:
- Четкая направленность – за счет идеальной направленности лазерного луча энергия фокусируется в точке воздействия с минимумом потерь,
- Монохроматичность – у лазерного луча длина волн фиксирована, а частот - постоянна. Это позволяет сфокусировать его обычными линзами,
- Когерентность – у лазерных лучей высокий уровень когерентности, поэтому их резонансные колебания усиливают энергию на несколько порядков,
- Мощность – вышеперечисленные свойства лазерных лучей обеспечивают фокусировку энергии высочайшей плотности на минимальной площади материала. Это позволяет разрушать или прожигать любой материал на микроскопически малом участке.
Устройство и принципы работы
Любое лазерное устройство состоит из следующих узлов:
- источника энергии;
- рабочего органа, продуцирующего энергию;
- оптоусилителя, оптоволоконного лазера, системы зеркал, усиливающих излучение рабочего органа.
Лазерным лучом точечно создается нагрев и плавление материала, а после продолжительного воздействия - его испарение. В результате шов выходит с неровным краем, испаряющийся материал осаждается на оптике, что сокращается срок ее эксплуатации.
Для получения ровных тонких швов и удаления паров используют технику выдувания инертными газами или сжатым воздухом продуктов расплава из зоны воздействия лазера.
Заводские модели лазеров, оборудованные высококлассными материалами, могут обеспечить хороший показатель углублений. Но для бытового использования у них слишком высокая цена.
Модели, изготовленные в домашних условиях, способны врезаться в металл на глубину 1-3 см. Этого хватит, чтобы изготовить, например, детали для декорирования ворот или заборов.
В зависимости от используемой технологии резаки бывают 3-х видов:
- Твердотельные. Компактны и удобны в использовании. Активный элемент – кристалл полупроводника. У моделей с малой мощностью вполне доступная цена.
- Волоконные. В качестве элемента излучения и накачки используется стекловолокно. Достоинствами волоконных лазерных резаков являются высокий КПД (до 40%), длительный срок эксплуатации и компактность. Так как при работе выделяется мало тепла, нет нужды в установке системы охлаждения. Можно изготавливать модульные конструкции, позволяющие объединять мощности нескольких головок. Излучение транслируется по гибкому оптоволокну. Производительность таких моделей выше твердотельных, но их стоимость дороже.
- . Это недорогие, но мощные излучатели, основанные на использовании химических свойств газа (азота, углекислого газа, гелия). С их помощью можно варить и резать стекло, резину, полимеры и металлы с очень высоким уровнем теплопроводности.
Самодельный бытовой лазер
Для выполнения ремонтных работ и изготовления металлических изделий в быту часто требуется лазерная резка металла своими руками. Поэтому домашние умельцы освоили изготовление и успешно пользуются ручными лазерными устройствами.
По стоимости изготовления для бытовых нужд больше подходит твердотельный лазер.
Мощность самодельного прибора, конечно же, нельзя даже сравнивать с производственными аппаратами, но для использования в бытовых целях он вполне подойдет.
Как собрать лазер, используя недорогие запчасти и ненужные предметы.
Для изготовления простейшего прибора понадобятся:
- лазерная указка;
- фонарик на аккумуляторных батареях;
- пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый и неисправный);
- паяльник, отвертки.
Как сделать ручной лазерный гравер
Процесс изготовления лазерного резака
- Из компьютерного дисковода нужно извлечь красный диод, который прожигает диск при записи. Обратите внимание, что дисковод должен быть именно пишущим.
После демонтажа верхних крепежей, извлекают каретку с лазером. Для этого аккуратно снимают разъемы и шурупы.
Для извлечения диода необходимо распаять крепления диода и извлечь его. Делать это нужно предельно аккуратно. Диод очень чувствительный и его легко повредить, уронив или резко встряхнув.
- Из лазерной указки извлекают содержащийся в ней диод, и вместо него вставляют красный диод из дисковода. Корпус указки разбирают на две половинки. Старый диод вытряхивают, подковырнув острием ножа. Вместо него помещают красный диод и закрепляют клеем.
- В качестве корпуса лазерного резака проще и удобнее использовать фонарик. В него вставляется верхний фрагмент указки с новым диодом. Стекло фонарика, являющееся для направленного лазерного луча преградой, и части указки надо удалить.
На этапе подключения диода к питанию от аккумуляторных батарей важно четко соблюсти полярность.
- На последнем этапе проверяют, насколько надежно зафиксированы все элементы лазера, правильно подключены провода, соблюдена полярность и ровно установлен лазер.
Лазерный резак готов. Из-за малой мощности использовать в работе с металлом его нельзя. Но если необходим прибор, режущий бумагу, пластик, полиэтилен и другие подобные материалы, то этот резак вполне подойдет.
Как усилить мощность лазера для резки металла
Изготовить более мощный лазер для резки металла своими руками можно, оснастив его драйвером, собранным из нескольких деталей. Посредством платы резаку обеспечивается нужная мощность.
Понадобятся следующие детали и приборы:
- пишущий CD/DVD-RW (подойдет старый или неисправный), со скоростью записи больше 16х;
- аккумуляторы по 3,6 вольт – 3 шт.;
- конденсаторы на 100 пФ и на 100 мФ;
- сопротивление 2-5 Ом;
- коллиматор (вместо лазерной указки);
- стальной светодиодный фонарь;
- паяльник и провода.
К диоду нельзя подключать источник тока напрямую, иначе он сгорит. Диод берет подпитку от тока, а не от напряжения.
Фокусировка лучей в тонкий луч производится при помощи коллиматора. Он используется вместо лазерной указки.
Продается в магазине электротоваров. В этой детали есть гнездо, куда монтируется лазерный диод.
Сборка лазерного резака такая же, как у описанной выше модели.
Чтобы снять статичность с диода, вокруг него наматывают . С этой же целью можно использовать антистатические браслеты.
Для проверки работы драйвера измеряют мультиметром силу тока, подаваемого на диод. Для этого к прибору подсоединяют нерабочий (или же второй) диод. Для работы большинства самодельных устройств достаточна сила тока 300-350 мА.
Если нужен более мощный лазер, показатель можно увеличить, но не более 500 мА.
В качестве корпуса для самоделки лучше использовать светодиодный фонарик. Он компактный и его удобно использовать. Чтобы не испачкались линзы, устройство хранят в специальном чехле.
Важно! Лазерный резак является своего рода оружием, поэтому нельзя направлять его на людей, животных и давать в руки детям. Носить его в кармане не рекомендуется.
Следует заметить, что лазерная резка своими руками толстых заготовок невозможна, но с бытовыми задачами он вполне справится.
Здравствуйте дамы и господа. Сегодня я открываю серию статей, посвященных мощным лазерам, ибо хабрапоиск говорит, что люди ищут подобные статьи. Хочу рассказать, как можно в домашних условиях сделать довольно мощный лазер, а также научить вас использовать эту мощь не просто ради «посветить на облака».
Предупреждение!
В статье описано изготовление мощного лазера (300мВт ~ мощность 500 китайских указок), который может нанести вред вашему здоровью и здоровью окружающих! Будьте предельно осторожны! Используйте специальные защитные очки и не направляйте луч лазера на людей и животных!
На Хабре всего пару раз проскакивали статьи о портативных лазерах Dragon Lasers, таких, как Hulk. В этой статье я расскажу, как можно сделать лазер, не уступающий по мощности продаваемым в этом магазине большинству моделей.
Для начала нужно подготовить все комплектующие:
- — нерабочий (или рабочий) DVD-RW привод со скорость записи 16х или выше;
- — конденсаторы 100 пФ и 100 мФ;
- — резистор 2-5 Ом;
- — три аккумулятора ААА;
- — паяльник и провода;
- — коллиматор (или китайская указка);
- — стальной светодиодный фонарь.
Это необходимый минимум для изготовления простой модели драйвера. Драйвер — это, собственно, плата которая будет выводить наш лазерный диод на нужную мощность. Подключать напрямую источник питания к лазерному диоду не стоит — выйдет из строя. Лазерный диод нужно питать током, а не напряжением.
Коллиматор — это, собственно, модуль с линзой, которая сводит всё излучение в узкий луч. Готовые коллиматоры можно купить в радиомагазинах. В таких уже сразу имеется удобное место для установки лазерного диода, а стоимость составляет 200-500 рублей.
Можно использовать и коллиматор из китайской указки, однако, лазерный диод будет сложно закрепить, а сам корпус коллиматора, наверняка, будет сделан из металлизированного пластика. А значит наш диод будет плохо охлаждаться. Но и это возможно. Именно такой вариант можно посмотреть в конце статьи.
Сначала необходимо добыть сам лазерный диод. Это очень хрупкая и маленькая деталь нашего DVD-RW привода — будьте аккуратны. Мощный красный лазерный диод находится в каретке нашего привода. Отличить его от слабого можно по радиатору большего размера, нежели у обычного ИК-диода.
Рекомендуется использовать антистатический браслет, так как лазерный диод очень чувствителен к статическому напряжению. Если браслета нет, то можно обмотать выводы диода тонкой проволочкой, пока он будет ждать установки в корпус.
По этой схеме нужно спаять драйвер.
Не перепутайте полярность! Лазерный диод также выйдет из строя мгновенно при неправильной полярности подводимого питания.
На схеме указан конденсатор 200 мФ, однако, для портативности вполне хватит и 50-100 мФ.
Прежде чем устанавливать лазерный диод и собирать всё в корпус, проверьте работоспособность драйвера. Подключите другой лазерный диод (нерабочий или второй, что из привода) и замерьте силу тока мультиметром. В зависимости от скоростных характеристик силу тока нужно выбирать правильно. Для 16х моделей вполне подойдет 300-350мА. Для самых быстрых 22х можно подать даже 500мА, но уже совсем другим драйвером, изготовление которого я планирую описать в другой статье.
Выглядит ужасно, но работает!
Эстетика.
Собранным на весу лазером похвастаться можно только перед такими же сумасшедшими техно-маньяками, но для красоты и удобства лучше собрать в удобный корпус. Тут уже лучше выбрать самому, как понравится. Я же смонтировал всю схему в обычный светодиодный фонарь. Его размеры не превышают 10х4см. Однако, не советую носить его с собой: мало ли какие претензии могут предъявить соответствующие органы. А хранить лучше в специальном чехле, дабы не запылилась чувствительная линза.
Это вариант с минимальными затратами — используется коллиматор от китайской указки:
Использование фабрично-изготовленного модуля позволит получить вот такие результаты:
Луч лазера виден вечером:
И, разумеется, в темноте:
Возможно.
Да, я хочу в следующих статьях рассказать и показать, как можно использовать подобные лазеры. Как сделать гораздо более мощные экземпляры, способные резать металл и дерево, а не только поджигать спички и плавить пластик. Как изготавливать голограммы и сканировать предметы для получения моделей 3D Studio Max. Как сделать мощные зеленый или синий лазеры. Сфера применения лазеров довольно широка, и одной статьёй тут не обойтись.
Внимание! На забывайте о технике безопасности! Лазеры — это не игрушка! Берегите глаза!
Изготовление лазера в домашних условиях требует элементарных знаний физики и соблюдения мер предосторожности. Сделать прибор самостоятельно несложно. Потребуется набор инструментов, усидчивость, терпение и свободное время.
Вводный инструктаж
Важно знать и соблюдать правила безопасности при работе с диодами. Устройства боятся перепадов температур, нагревания, холода, статического электричества.
Чтоб ничего не мешало, необходимо освободить стол от посторонних вещей. Работают на деревянном покрытии, из под стола и рабочего места убирают ковер.
Запрещается направлять лазер в глаза, на окружающих людей, животных. Луч способен нанести травмы и безвозвратно повредить зрение.
Желательно работать одному, исключить пребывание на месте проведения опытов людей и домашних животных. Прибор хранят в недоступных для детей местах.
Мощность изделия по нижеописанным технологиям составляет 300мВт. Будьте благоразумны, и всегда думайте о безопасности.
Минимальный набор инструментов:
- Средства защиты глаз;
- диод или содержащий его прибор, резистор;
- отвертка, нож, кусачки;
- паяльник, провода;
- мультиметр или документы на диод;
- лазерная указка.
Излучатель будем добывать из старого оборудования.
Добыча лазера
Для изготовления лазера в домашних условиях потребуется привод DVD-RW. Устройство без функции записи не используют. Скорость записи должна составлять 16х или более. Иногда в приводе установлена одна головка с пишущим и читающим излучателями. Нужный элемент определяют по типу излучения: читающий светится в инфракрасном, пишущий – в красном диапазоне.
С помощью отвертки разбирают корпус привода. Извлекают подвижную часть с лазерной головкой, снимают оптику. Убирают клей, достают диод. Возможно, потребуются клещи или плоскогубцы, чтобы проделать эту операцию (зависит от качества склейки).
Диод снабжен тремя выходами. Средний – в большинстве случаев дает минус, а один из крайних – плюс. Требуется найти плюс и нулевую фазу. Информация о полюсах есть в справочниках и даташите к конкретному диоду. Если нет доступа к документации, используйте мультиметр с функцией прозвонки диодов.
При поиске контактов требуется подключить резистор с сопротивлением от 10 до 100 Ом. Он необходим для сохранения работоспособности диода. Не рекомендуется использовать пальчиковые батарейки на этом этапе. Через резистор подключают плюсовой щуп мультиметра поочередно к каждому выводу. Минусовой щуп присоединяют к алюминиевому корпусу. По лучу определяют выход с плюсовой полярностью.
Аналогично извлекают диоды из компьютерной мыши и пульта ДУ, но мощность излучения у них намного меньше.
Простая сборка
- просовываем многожильный оголенный провод из меди в отверстие между платой и радиатором;
- оборачиваем им плату;
- смыкаем и завязываем концы провода.
Подготовленный лазер нельзя просто подключить к батарейке, потому используем готовую электронную схему.
Для первого опыта подойдет китайская указка. Раскручиваем механизм на две части, вынимаем внутренности и удаляем слабый диод. Спиливаем нижнюю часть крепежа для излучателя и подравниваем ее напильником.
Самодельный модуль освобождаем от многожильного провода. Устанавливаем в отверстие и закрепляем на термоклей. Собираем указку заново уже с новым диодом.
Спаивание по схеме
Первый вариант не дает гарантии долгой службы и максимального свечения. Стандартная схема раскроет потенциал устройства только на половину мощности. Чтоб получить всю мощь лазера, нужно дорабатывать схему.
Мастера советуют новичкам использовать микросхему LM317. Она рассчитана на 200мА. Ток равен 1,25/сопротивление резистора. Рекомендуется резистор мощностью 2Вт. Схема продается в любом магазине радиодеталей. Питается от любого источника тока 5-15В (4 пальчиковые батарейки или 2 литиевых аккумулятора). Главное при спаивании — не перепутать полярность.
Изготавливаем стабилизатор тока. Микросхема имеет три вывода: вход, выход и Adjust. Подпаиваем один конец резистора к выходу или корпусу схемы — разницы нет: корпус и средний контакт соединены. Свободный конец резистора подпаиваем ко входу Adjust.
Спаиваем провода разного цвета с микросхемой. Желтый провод закрепляем на контакте Adjust и батарейке, красный – на выводе входа и плюсе излучателя.
Стабилизатор будет работать на половину мощности, следует проверить работу в этом режиме. Силу увеличиваем последовательным соединением дополнительных резисторов. Средний выход, за ненадобностью, откусывают плоскогубцами.
Проверяем исправность и проводим фокусировку луча.
Фокусируем лазер на ровной поверхности, перед ним ставим линзу. Оптику берем из разобранного привода. Ловим оптимальное расстояние и запоминаем его, фокус определяется только опытным путем. Перед линзой растягиваем изоленту или подносим спички. Луч должен порезать или поджечь материал.
Заключительный этап
Эстетика прибора оставляет желать лучшего. Лазер необходимо оформить в корпус. Коробкой могут послужить:
- Фонарик;
- компьютерная мышь;
- пульт ДУ;
- своими вариантами оформления, поделитесь в комментариях.
Выбирать корпус следует исходя из размеров аппарата. Лазер, спаянный по схеме LM317, помещается в фонарик.
Вещь получилась интересная, но бесполезная. Максимум — жечь бумагу и темный пластик. Изготовление мощных устройств, способных резать железо и дерево, без спец-оборудования невозможно.
Подборка видео по изготовлению лазера
Кто в детстве не мечтал о лазере ? Некоторые мужчины мечтают до сих пор. Обычные лазерные указки с маленькой мощностью уже давно не актуальны, так как их мощность оставляет желать лучшего. Остается 2 пути: купить дорогостоящий лазер или сделать его в домашних условиях из подручных средств.
Существуют следующие способы изготовления лазера своими руками:
- Из старого или сломанного DVD привода
- Из компьютерной мыши и фонарика
- Из комплекта деталей, купленных в магазине электроники
Как сделать лазер в домашних условиях из старого DVD привода
Как сделать лазер из компьютерной мыши
Мощность лазера, сделанного из компьютерной мышки будет намного меньше, чем мощность лазера, изготовленного предыдущим способом. Процедура изготовления не сильно различается.
- Первым делом найдите старую или ненужную мышь с видимым лазером любого цвета. Мышки с невидимым свечением не подойдут по понятным причинам.
- Далее аккуратно разберите ее. Внутри заметите лазер, который придется отпаивать с помощью паяльника
- Теперь повторите пункты 3-5 из вышеописанной инструкции. Различие таких лазеров, повторимся, только в мощности.
Изготовить лазер для резки металла своими руками. Мощность такого устройства будет небольшой, но есть способы увеличить ее за счет подручных приспособлений.
Лазерный резак - уникальное приспособление, которое полезно иметь в гараже каждого современного мужчины. Изготовить лазер для резки металла своими руками - несложно, главное соблюдать простые правила. Мощность такого устройства будет небольшой, но есть способы увеличить ее за счет подручных приспособлений. Функционала производственной машины, которая без приукрашивания - может все, самоделкой не достичь. Но для бытовых дел, этот агрегат подойдет очень кстати. Давайте рассмотрим, как его соорудить.
Все гениально просто, поэтому для создания такого оборудования, которое способно вырезать красивейшие узоры в прочных сталях, можно сделать из обычных подручных материалов. Для изготовления обязательно потребуется старая лазерная указка. Помимо этого, следует запастись:
- Фонариком, работающим на аккумуляторных батарейках.
- Старым DVD-ROM, из которого нам потребуется извлечь матрицу с лазерным приводом.
- Паяльник и набор отверток для закручивания.
Первым шагом будет являться разборка привода старого дисковода компьютера. Оттуда нам следует извлечь прибор. Будьте аккуратны, чтобы не повредить само устройство. Привод дисковода должен быть пишущим, а не просто читающим, дело в строении матрицы устройства. Сейчас в подробности вдаваться не будем, но просто используйте современные нерабочие модели.
После этого, вам обязательно нужно будет извлечь красненький диод, который прожигает диск во время записи на него информации. Просто взяли паяльник и распаяли крепления этого диода. Только ни в коем случае не бросайте его. Это чувствительный элемент, который при повреждениях может быстро испортиться.
При сборке самого лазерного резака следует учесть следующее:
- Куда лучше установить красный диод
- Каким образом будут запитываться элементы всей системы
- Как будут распределяться потоки электрического тока в детали.
Помните! На диод, который будет выполнять прожиг, требуется намного больше электричества, нежели на элементы указки.
Решается эта дилемма просто. Диод из указки меняется красной лампочкой из привода. Разобрать указку следует с той же аккуратностью, что и дисковод, повреждения разъемов и держателей, испортят ваш будущий лазер для резки металлов своими руками. Когда вы это сделали, можно приступать к изготовлению корпуса для самоделки.
Для этого вам потребуется фонарик и аккумуляторные батарейки, которые запитают лазерный резак. Благодаря фонарику у вас получится удобная и компактная деталь, не занимающая много места в быту. Ключевым моментом оборудования такого корпуса является правильно подобрать полярность. Удаляется защитное стекло с бывшего фонарика, чтобы оно не являлось преградой для направленного луча.
Последующим действием является запитка самого диода. Для этого вам необходимо подключить его к зарядке аккумуляторной батареи, соблюдая полярность. В завершении проконтролировать:
- Надежность фиксации устройства в зажимах и фиксаторах;
- Полярность устройства;
- Направленность луча.
Неточности докрутить, а когда все готово можно поздравить себя с успешной завершенной работой. Резак готов к использованию. Единственное, что нужно помнить - его мощность намного меньше, чем мощность производственного аналога, поэтому слишком толстый металл ему не под силу.
Осторожно! Мощности прибора достаточно, чтобы навредить вашему здоровью, поэтому будьте осторожны во время управления и старайтесь не запихивать пальцы под луч.
Усиление самодельной установки
Для усиления мощности и плотности луча, который и является главным режущим элементом, следует приготовить:- 2 «кондера» на 100 пФ и мФ;
- Сопротивление на 2-5 Ом;
- 3 аккумуляторные батарейки;
- Коллиматор.
Ту установку, которую вы уже собрали можно усилить, чтобы в быту получить достаточно мощности для любых работ с металлом. При работе над усилением помните, что включить напрямую в розетку ваш резак будет для него самоубийством, поэтому следует позаботиться о том, чтобы ток сперва попадал на конденсаторы, после чего отдавался батарейкам.
При помощи добавления резисторов вы можете повысить мощность вашей установки. Чтобы еще больше увеличить КПД вашего устройства, используйте коллиматор, который монтируется для скапливания луча. Продается такая модель в любом магазине для электрика, а стоимость колеблется от 200 до 600 рублей, поэтому купить ее не сложно.
Дальше схема сборки выполняется так же, как было рассмотрено выше, только следует вокруг диода накрутить алюминиевую проволоку, чтобы убрать статичность. После этого вам предстоит измерить силу тока, для чего берется мультиметр. Оба конца прибора подключаются на оставшийся диод и измеряются. В зависимости от нужд вы можете урегулировать показатели от 300 мА до 500 мА.
После того, как калибровка тока выполнена, можно переходить к эстетическому декорированию вашего резака. Для корпуса вполне сойдет старый стальной фонарик на светодиодах. Он компактный и умещается в кармане. Чтобы линза не пачкалась, обязательно обзаведитесь чехлом.
Хранить готовый резак следует в коробке или чехле. Туда не должна попадать пыль или влага, иначе устройство будет выведено из строя.
В чем разница между готовыми моделями
Стоимость является главной причиной, почему множество умельцев прибегают к изготовлению лазерного резака своими руками. А принцип работы заключается в следующем:- Благодаря созданию направленного лазерного луча происходит воздействие на металл
- Мощное излучение заставляет материал испаряться и выходить под силой потока.
- В результате благодаря малому диаметру лазерного луча получается высококачественный срез заготовки.
Глубина врезания будет зависеть от мощности комплектующих. Если заводские модели оборудуются высококлассными материалами, которые обеспечивают достаточный показатель углубления. То самодельные модели способны справиться врезаться на 1-3 см.
Благодаря таким лазерным установкам можно сделать уникальные узоры в заборе частного дома, комплектующие для декорирования ворот или ограждений. Существует всего 3 вида резаков:
- Твердотельные. Принцип работы завязан на использовании специальных сортов стекла или кристалликов светодиодного оборудования. Это недорогие производственные установки, которые используются на производстве.
- Волоконные. Благодаря использованию оптического волокна можно получить мощный поток и достаточную глубину врезания. Они являются аналогами твердотельных моделей, но благодаря своим возможностям и характеристикам по производительности лучше их. Но и дороже.
- Газовые. Из названия понятно, что для работы используется газ. Это может быть азот, гелий, углекислый газ. КПД таких устройств на 20% выше, чем у всех предыдущих. Их используют для резки, сварки полимеров, резины, стекла и даже металла с очень большим уровнем теплопроводности.
В быту без особых затрат можно получить только твердотельный лазерный резак, но его мощности при грамотном усилении, которое было разобрано выше, хватает для выполнения бытовых работ. Теперь у вас есть знания относительно изготовления такого устройства, а дальше только действовать и пробовать.
А у вас есть опыт в разработке лазерного резака по металлу своими руками? Поделитесь с читателями, оставив под этой статьей комментарий!