¶ K40 Laser Cutter
Sicherheitshinweis: Den Laser NIE alleine lassen beim lasern, besonders Holz kann anfangen zu brennen beim schneiden und den Cutter stark beschädigen! Außerdem muss die Kühlwassertemperatur im Auge behalten werden da die Röhre platzt wenn sie zu heiß wird. Bei erreichen von 45° ist eine Pause einzulegen!
Gerät nur nach Einschulung benutzbar!
¶ Allgemein
Es handelt sich um den “alten” K40 Lasercutter der auf Ebay zu finden ist mit der analogen Einstellung der Leistung. Er hat eine Leistung von 40W. Der Strom den man einstellen kann geht etwa bis 20mA, jedoch sollte man das nicht tun da die Laserröhre sonst stark altert! als sichere Maximaleinstellung gelten etwa 12..15mA. Ist ein Werkstück also mit 1x drüberlasern bei 12mA noch nicht durch → ein 2. mal lasern, nicht stärker aufdrehn!
Brennweite(Fokus) der Linse ist 51mm. Das bedeutet, dass die Mitte der Dicke des Werkstücks auf 51mm sein sollte.
Als Beispiel: bei einer Dicke von 4mm, sollte die Oberkannte des Werkstücks 49mm von der Unterkante der Linse (Metallgehäuse) entfernt sein.
¶ Material
Der Laser schneidet mit reiner Wärmestrahlung 10,6µm. Er bearbeitet somit alles was keine Wärmestrahlung reflektiert (zb blankes metall usw klappt nicht) sicher und gut funktioniert:
- Acryl / Plexiglas
- PS / Polystrol (schneiden geht halbwegs, gravieren schlecht)
- POM / Delrin
- PET
- Holz
- Glas (nur gravieren)
- eloxiertes Aluminium (auch nur gravieren, blankes funktioniert nicht!)
gefährlich: chlorhaltige Kunststoffe → ätzende Abgase die die Spiegel und Linsen anätzen, ausserdem giftig!
- PVC
- PC / Polycarbonat
- ABS
zu dichte Materialien funktionieren auch schlecht bzw brauchen dann 10 Durchläufe usw brennbare Materialen machen Probleme sofern der Lüfter das Feuer nicht ausbläst
bei 12mA ist es mit ~5mm/s möglich 3mm Acryl zu schneiden. Auch 8/10mm sind kein Problem in mehreren Durchläufen
¶ Einstellungstabelle
Der Fokus muss unabhängig von den restlichen einstellungen korrekt sein. siehe "Laser einstellen".
¶ Schneiden
| Material | Materialstärke [mm] | Geschwindigkeit (schneiden) [mm/s] | Laserstärke | Durchgänge | Kommentare |
|---|---|---|---|---|---|
| Sperrholz (Pappel) | 4 | 150 | 2,0? | 3 | |
| Acryl (klar) | 3 | 7 | 12mA - 2,0? | 1 | |
| Acryl (klar) | 8-10 | 1 | 12mA - 2,0? | mehrere - testen | |
| Papier | 80g/m² | 30 | 0,7 | 1 | einfache Form, wenig nebeneinander |
¶ Vektorgravur
| Material | Materialstärke [mm] | Geschwindigkeit (schneiden) [mm/s] | Laserstärke | Durchgänge | Kommentare |
|---|---|---|---|---|---|
| Sperrholz (Pappel) | 4 | 150 | 2,0? | 3 |
¶ Rastergravur
| Material | Materialstärke [mm] | Geschwindigkeit (schneiden) [mm/s] | Laserstärke | Durchgänge | Kommentare |
|---|---|---|---|---|---|
| Sperrholz (Pappel) | 4 | 400 | 1,4 | 3 | |
| Fichte | 17 | 300 | 12mA | ||
| Fichte | 17 | 500 | 12mA | sehr hell | |
| Stempelgummi | 4 | 150 | 2,0? | 3 | Starke Gestank und Rauchentwicklung |
| Papier | 80g? | 400 | 0,7 | 1 | evtl. Spielen mit Geschwindigkeit runter für filigraneres |
- Stempelgummi mit 150mm/sek und 12mA gravieren, schneiden geht mit 4-5mm/sek bei 12mA aber ACHTUNG das zeug raucht und stinkt oderntlich→ neuer Punkt: Filter vom Laser gelegentlich reinigen!
- Fichte 17mm: gravieren bei 12mA 300mm/s auch 500mm/s möglich allerdings sehr hell und kaum sichtbar. Schneiden Prinzipiell möglich aber 17mm fast zu dick, Großteil nach 5 mal 10mm/s durch dichtere stellen (z.B schnitte entlang Jahresringe) gehen mit Fokus auf Oberfläche auch nach dem 8. mal nicht bis nach ganz unten (könnte mit Fokus auf Holzmitte klappen.
- Sperrholz (Pappel?) 6mm: selbst bei 8mm/s nicht zuverlässig durch dafür total verbrannt. besser mehrmals mit 20mm/s oder schneller (getestet mit 12mA)
- Beim Gravieren von (Sperr)Holz kann durch Rauch/Rußentwicklung eine Verfärbung auf den angrenzenden Flächen entstehen. Eine mögliche Abhilfe ist Malerkrepp, das über die komplette Fläche die graviert werden soll + etwas rundherum angebracht und gleichmäßig fest und blasenfrei aufgedrückt wird.
Nachteil an dieser Variante ist, dass bei kleinen Elementen das überschüssige Kreppband in mühseliger Handarbeit abgelöst werden muss.
¶ Software
Der Cutter läuft unter Corel Draw 12 und der Chinasoftware Laserdraw im cut-mode folgt er Vektrografiken im engrave-mode kann er Vektor und Pixelgrafiken verarbeiten
Link: K40 Whisperer
¶ Alternative Ansteuerung
Es wurde eine eigene Software (K40 Whisperer) entwickelt, die eine direkte Ansteuerung zulässt. Dafür sind SVG oder DXF notwendig.
Die Farben RGB (maximale Werte auswählen - zb #FF0000) die verwendet werden (bei DXF via Farben die Layern zugewiesen sind), kann unterschieden werden was gemacht werden soll. Aktuell sind 3 Varianten Verfügbar:
- Blau: Vektorengrave Variante (Geschwindigkeit) 1
- Rot: Vektorschnitt Variante (Geschwindigkeit) 2
- Schwarz (bzw. default??): Rastergravur
Die Software ist sehr entschlakt, allerdings sind manche Funktionen wie das Drehen von Objekten nicht verfügbar.
Den Umriss kann man durch die Verwendung der Eckpunkte (außerhalb der Pfeil-Buttons) erahnen.
Außerdem gibt es die Möglichkeit fixe Koordinaten anzugeben, hierzu ist es hilfreich die verwendeten Koordinaten manuell zu notieren!
Für Graustufen kann die Option Dithering verwendet werden, dafür sollte je nach Untergrund (zb welches Holz) ggf überprüft werden, ob die verschiedenen Graustufen wie gewünscht dargestellt werden.
Das dazugehörige Menü ist zu finden unter "Settings"-->"Raster Settings".
Generell ist das Popup "Advanced Settings" empfehlenswert, da dort zb. Wiederholungen/Passes je Modus sowie Dithering und anderes eingestellt werden kann.
¶ SVG
Bei der Verwendung von SVG Dateien in K40 Whisperer, ist es wichtig, dass das Canvas-Format groß genug ist, damit alle Elemente darin Platz haben, da sonst die Erfahrung zeigt, dass es zu Abstürzen kommen kann.
Weiters sollte das Canvas aber möglichst knapp bemessen sein, da die Funktionen zur Erkennung der Ecken und der Mitte der Abbildung auf Basis der Abmessungen der Canvas, nicht der Abbildung vorgenommen werden.
Die Canvas Größe kann in Inkscape unter Datei/Dokumenteneinstellungen mit "an Inhalt anpassen" eingestellt werden.
¶ DXF
Aktuell gibt es hier noch wenige Erfahrungen, die Genauigkeit dürfte aber im Bereich von 0,5mm oder genauer liegen. Maßgeblich hierfür ist vorallem, ob der Fokus gut eingestellt wurde.
Die Schnittbreite dürfte bei ca. 0,5mm bei einer 4mm Sperrholzplatte liegen, wobei der Fokuspunkt in die Mitte gelegt wurde und mit schwächerer bis maximal mittlerer Leistung durch mehrere Durchläufe geschnitten wurde (Lasercutter am besten dazwischen gar nicht öffnen!!)
¶ Laser einstellen
Zum einstellen des Lasers kann die Lehre mit Einstellungen von 0mm bis 10mm verwendet werden.
Dicke des Materials ermitteln (im Beispiel ca 4mm) und mit Hilfe der Lehre die Höhe des Betts so lange eintstellen, bis die Leere auf der Oberfläche des Materials stehend und der Abstand zum Laserkopf (Metall) stimmt - siehe Bild.
das Material im Beispiel ist 4mm dick
Zum gravieren auf Oberfläche einstellen.
Zum schneiden auf die Mitte des Materials einstellen.
¶ Mods am Cutter
Der Lasercutter kommt nicht unbedingt gebrauchsfertig, deswegen bauen wir einiges um:
- Wasserkühlung intern mit Radiator und Temperaturanzeige
- Besseres Gebläse um die Dämpfe abzusaugen inkl 12V Netzteil
- Kleiner Lüfter am Kopf um die Dämpfe von der Linse abzuleiten und kleinere Feuer in Schach zu halten
- PWM-Lüfterregelung für die beiden Lüfter
TODO
- höhenverstellbare Auflagefläche zur Fokuseinstellung ( Lochblech wäre optimal, magnetische Abstandshalter mit scheibenmagenten zur höhenverstellung) Grundy ~75% fertig
- LED Beleuchtung
- Automatische Lüfterregelung beim Schnittvorgang
- Automatische Betriebszeiterfassung (auch zum abschätzen der Abnutzungskosten usw)
¶ Dokumente
- Schaltpläne
- Einstellungen für verschiedene Materialien
- How the Interface works: https://forum.makerforums.info/t/explanation-how-the-m2-nano-works/80910/3
- Android Control App https://play.google.com/store/apps/details?id=org.meerk40t.k40ntrol&hl=de
- Interface Board m2nanov7.pdf TODO
¶ ToDo Liste
- Filter putzen
- 12V Netzteil für den Lüfter ins gehäuse einbauen und anschließen (liegt aktuell dahinter und muss extra eingeschaltet werden)
- Digitale Power Anzeige -Spannunungsteiler umlöten und einbauen
- M4 Abstandshalter einbauen
- magnetisches lochblech, verzinktes dünnes stahl am besten oder professionelles teil (ca 50€ in china)
- Absaugung umbaun als kombi fürn 3d drucker→lüfter und filter an den wandanschluss, verteiler und 2 schläuche je zum cutter und drucker machen
- Led beleuchtung innen damit man was sieht (5 min job, led streifen und beim 12V vom lüfter dazuhängen)
- Vorschlag ein Zielkreuz und eine genauere Lüftung: https://www.printables.com/de/model/115412-air-nozzle-with-line-lasers-k40-40w-laser --> danke Guido fürs suchen