Уже более полугода наша команда Endurance занимается мощными диодными лазерами L-Cheapo. Лаборатория Endurance Laser Lab завалена образцами гравировок на различных материалах. К нам постоянно обращаются с просьбами и предложениями относительно нанесения гравировки на всевозможные предметы, начиная от кошелька и кончая смартфоном.

Задумались добры молодцы…. Поставили себе задачу собрать гравировальную лазерную машину для офиса и дома, которой смог бы самостоятельно управлять любой пользователь, руководствуясь простой инструкцией. При этом еще хотелось создать многофункциональную лазерную 3D-станцию.

В нашем распоряжении имеются лазеры L-Cheapo мощностью от 2.1 Вт до 5 Вт и большой опыт установок лазера L-Cheapo на различные 3D-принтеры и плоттеры. На данном ресурсе есть про это статья («Полная инструкция по установке лазера Endurance L-Cheapo»).

Полагаю, вы согласитесь, что для поставленной нами задачи нужен прочный, функциональный, компактный 3D-принтер для дома или офиса, который при желании можно легко модернизировать и улучшать. Нашим запросам в наибольшей степени соответствует Wanhao Duplicator i3. На ресурсе 3D Today можно найти кучу обзоров и статей, посвященных Wanhao. Кстати, недавно вышла его модернизированная версия.

Однако стоит признаться, что у этого принтера есть важный нюанс. Wanhao i3 не имеет закрытого корпуса, что критично для безопасной работы с лазером. Мощный лазерный пучок лазеров  Endurance L-Cheapo опасен (!!!) для глаз даже в рассеянном виде. Работать с лазером мы, безусловно, будем в защитных очках, но важно позаботиться о безопасности всех, кто находится рядом или может оказаться рядом о время работы лазера. При работе с лазером необходимо строго соблюдать все меры безопасности. Лучше лишний раз перестраховаться.

Мы решаем сделать для Wanhao защитный короб, который полностью закрывал бы принтер во время работы лазера. Изготовили мы его за один день из имеющегося непрозрачного акрила 4 мм толщиной, склеив стороны клеем, предусмотрев небольшие подпорки в углах (ребра жесткости), и укрепив на петлях лицевую сторону с ручкой для удобства открывания. В верхней части короба мы вырезали прямоугольное отверстие, через которое продевается держатель катушки с кнопкой лазера. Кнопка выключения лазера должна быть ВНЕ короба, чтобы открывать крышку короба только после выключения лазера.
На лицевой крышке защитного короба мы повесили объявление: «Endurancerobots.com объявляет открытый конкурс на создание лучшей рождественской гравировки. Работы присылать по адресу gf@endurancerobots.com до 21 декабря 2015 года».

Поскольку принтер Wanhao Duplicator i3 изготовлен из стали, это исключает повреждение его деталей при воздействии случайно отраженного лазерного луча.
Немного про «электронную» составляющую системы L-Cheapo Laser + Wanhao Duplicator i3. Лазер установлен на небольшую подножку вентилятора экструдера и запитан вместо него же. При снятой крышке блока управления (для чего нужно отвернуть шесть винтов) не составит труда найти разъём на плате контроллера, обозначенного как FAN. Туда мы и вставляем провода, дающие ток нашему лазеру. Кнопку включения лазера мы вывели на держатель катушки пластика, укрепив его на верхней раме Wanhao Duplicator i3, где предусмотрен вариант его штатного места. Этот монтаж и немного пайка займет не более часа неспешной работы.

Касательно «механической» части монтажа лазера на 3D-принтер. Для многофункциональности нашей установки важно, чтобы пучок лазера был строго вертикальным. Это легко проверить, сделав серию разрезов лазером на дощечке (под углом 0 и 90), изменяя высоту лазера (?). Если линия разреза получится ровной без сдвигов, значит, лазер установлен строго вертикально.

Другой важный момент — определение фокусного расстояния лазера. Пучок лазера на расстоянии 20 см уже сильно расфокусирован, чтобы производить гравировку на деревянной поверхности. Правильно выставить расстояние лазера по оси Z поможет инструкция к граверу. Сделать это необходимо заранее. Фокусному расстоянию посвящена отдельная статья на сайте Endurance.

Для подготовки кода преобразования картинки, распознаваемой гравером, нужен компьютер или ноутбук с программами RepetierHost, Cura, InkScape, Notepad++, CNC Viewer и какими-либо еще полезными программами. Однако ради воплощения своей художественной задумки не каждый пользователь станет устанавливать такое количество программ на свой личный ноутбук. Желательно иметь для этой цели отдельный компьютер.

Нашим изящным бюджетным решением стал простейший планшет на Windows (Prestigio Multipad Visconte Quad 3G). На него установились все перечисленные программы. Небольшой минус планшета – замедленный отклик в силу его средненькой производительности. Зато большой плюс – компактность всей установки.
Самое интересное начинается, когда пробуешь гравировать различные материалы: дерево, фанеру, оргстекло, акрил, пенопласт, кожаные изделия, добавляешь на образцы немного химии.

Сценарий внедрения доступной лазерной гравировки в жизнь выглядит, примерно, так. Представим гравера-любителя, а еще лучше – любительницу. Она с легкостью перебрасывает на рабочий планшет своё растровое изображение через облако, открывает его в программе InkScape, и конвертирует его в черно-белую векторную графику. Если не требуется дополнительной обработки вектора, располагает картинку с правильными координатами на рабочем столе программы InkScape.

Чтобы правильно понять координаты, необходимо определиться с расположением гравируемого образца на столе принтера. Наш опыт подсказывает, что правый передний угол стола принтера – наилучшее место для крепления. В этом случае для конкретного лазера надо один раз определить смещение пучка лазера относительно нуля координат стола 3D-принтера. Методом проб и ошибок мы добились того, чтобы лазер четко светил в угол стола.

Вернемся к нашей гравировщице. Специальным плагином Gcodetools она получает код своего изображения для принтера. Может потребоваться редакция кода (поможет программа Notepad++) в зависимости от типа 3D-принтера и способа подключения к нему лазера.

Наконец, открывает подготовленный код в программе управления принтером RepetierHost. Закрывает принтер и лазер защитным коробом, запускает программу в действие, (!) надевает защитные очки и только после этого включает красную кнопку «лазер ON». В защитных очках можно контролировать правильность хода выполнения гравировки лазером.

В краткой статье не расскажешь обо всем в подробностях. Шлите вопросы в комментарии.