Aktuelle Version vom 8. April 2017, 00:08 Uhr

Co2-Lasercutter Release status: experimental [box doku]

Description	Lasercutter auf Basis des Coherent G50
Author(s)	MadEngineer, Netzpfuscher, Tesla, André
License	none

Intro[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Das Labor soll einen Lasercutter bekommen. Bei Ebay wurde ein günstiger Coherent G50 Co2-Laser ersteigert. Dieser Laser ist im Vergleich zu China-Laserröhren wesentlich langlebiger und robuster. Die XY-Mechanik ist noch vom ersten Lasercutter-Projekt über. In diesem Projekt geht es um den Aufbau der Optik, optimierung der Mechanik und der Anpassung der Steuersoftware.

M-Befehle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

M62 P0 --> Schnittstart
M63 P0 --> Schnittende

Rasterscript:

M144 --> Rasterscript (Python)
M145 --> Rasterscript (Python) Aufruf: O145 call [pic] [x] [y] [w] [h] [x-gap] [y-gap] [overscan]

Laserkopf

M3 Sxx --> Pulssteuerung (HAL Realtime) Aufruf: M3 S[Pulse/mm]
M146 --> Laser-Pulsgenerator (Python) Aufruf: M146 P[Leistung(W)] Q[Frequenz(KHz)]

Laserkopf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Laserkopf ist ein Coherent G50 OEM mit 50W mittlerer Ausgangsleistung. Der Resonator besteht aus einem HF-Angeregeten Waveguide.

Technische Daten:

Parameter	Daten
Mittlere Leistung	50 Watt
M² - Transverse mode quality	<1,5 (K>0,67)
Pulsleistung	125 Watt
Puls Energie	5 - 100mJ
max. Puls Periode	10µs
Strahldurchmesser	1,9 ±0,3 mm
Divergenz	<10,0 ±0,3 mrad
Polarisation	Linear > 100:1
Puls Modulation	2-1000µs
Pulsanstiegszeit	<90µs
Wellenlänge	10,4 - 10,8µm
Spannung	48VDC
RMS Strom	25A
Spitzenstrom	50A
Gewicht	16kg
Kühlwasser	5,7 l/min
Kühlwassertemperatur	10-35°C
Eingangsdruck	2,05-5,2 bar
Wasserhärte	<250mg/l
Differenzdruck	1,7bar
Abwärme	2,5kW
Partikelgröße	<200µ

Inbetriebnahme:

Stecker vom Luftkühler einstecken
Stecker von Pumpe einstecken
Schaltnetzteil einstecken
2 Minuten warten
Der Not-Aus in EMC wird von der Steuerung aufgehoben, wenn alles im Gutzustand ist

Optik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Teleskop[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Verbesserung der Divergenz und Fokussierbarkeit wird der Laserstrahl durch ein Teleskop um etwa den Faktor 3,4 aufgeweitet und die Divergenz korrigiert. Dafür wurden folgende ZnSe-Linsen gekauft: [*] Plano-Konkav Durchmesser 19,1mm, Brennweite 29.5 mm (1.161 Zoll) [*] Konvex Durchmesser 20mm, Brennweite 101,6mm (4 Zoll)

Strahlführung und Schneidkopf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für die Strahlführung wurde ein Komplettset aus China für umgerechnet etwa 180€ bestellt. Dabei waren folgende Komponenten: [*]1x Schneidkopf [*]2x Spiegelhalter [*]2x 30mm vergoldeter Silizium-Spiegel [*]1x 20mm vergoldeter Silizium-Spiegel für Schneidkopf [*]1x 20mm ZnSe Fokussierlinse 100mm Brennweite

Das Paket wurde Montagnachst bestellt und ging Dienstag Abend auf die Reise. Nach rekordverdächtigen 39 Stunden und 10Mm Strecke, kam das Paket am Donnerstag morgen an.

Mechanik[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Parameter[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Material	Stärke	Leistung	Frequenz	Vorschub
Plexiglas (Röhm)	3mm	60W	20kHz	880
Filz (PE)	3mm	50W	20kHz	2300
Sperrholz (Pappel)	4mm	60W
Sperrholz (Pappel)	3mm	60W
Glas	5mm

Medien[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Blog-Artikel:

Videos[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Erste Test[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Test des Schneidkopfes[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erste Erfolge mit X/Y-Steuerung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die neue Y-Achse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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-<br style="clear:both" />
 {{ProjektInfoBox
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-Das Labor soll einen Lasercutter bekommen. Bei Ebay wurde ein günstiger Coherent G50 Co2-Laser ersteigert. Dieser Laser ist im Vergleich zu China-Laserröhren wesentlich langlebiger und robuster. Die XY-Mechanik ist noch vom ersten Lasercutter-Projekt über. In diesem Proejekt geht es um den Aufbau der Optik, optimierung der Mechanik und der Anpassung der Steuersoftware.
+Das Labor soll einen Lasercutter bekommen. Bei Ebay wurde ein günstiger Coherent G50 Co2-Laser ersteigert. Dieser Laser ist im Vergleich zu China-Laserröhren wesentlich langlebiger und robuster. Die XY-Mechanik ist noch vom ersten Lasercutter-Projekt über. In diesem Projekt geht es um den Aufbau der Optik, optimierung der Mechanik und der Anpassung der Steuersoftware.
-=Video =
+=M-Befehle=
-<youtube>h2JOH9EN6fs</youtube>
+*M62 P0 --> Schnittstart
+*M63 P0 --> Schnittende
+Rasterscript:
+*M144 --> Rasterscript (Python)
+*M145 --> Rasterscript (Python) Aufruf: O145 call [pic] [x] [y] [w] [h] [x-gap] [y-gap] [overscan]
+Laserkopf
+*M3 Sxx --> Pulssteuerung (HAL Realtime) Aufruf: M3 S[Pulse/mm]
+*M146 --> Laser-Pulsgenerator (Python) Aufruf: M146 P[Leistung(W)] Q[Frequenz(KHz)]
 =Laserkopf=
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 Inbetriebnahme:
-*Laserkopf an Kühlkreislauf anschließen und Durchfluss auf 6 l/min kontrollieren
+*Stecker vom Luftkühler einstecken
-*Sicherstellen das Enable nicht gesetzt ist
+*Stecker von Pumpe einstecken
-*Schutzbrillen Tragen
 *Schaltnetzteil einstecken
-*2 Minuten warten (Preionisation)
+*2 Minuten warten
-*Laser ist bereit
+*Der Not-Aus in EMC wird von der Steuerung aufgehoben, wenn alles im Gutzustand ist
 =Optik=
-Es müssen Spiegelhalter und Schneidkopf beschafft werden. Diese Optik gibt es als Satz aus China für knapp 150€. Zusätzlich entwickelt Netzpfuscher ein Strahlteleskop auf Basis von zwei ZnSe Linsen, welches feinverstellbar ist. Der Laserkopf hat einen relativ dünnen, stark divergierenden Strahl von 1,9mm Durchmesser. Dieser soll auf das vierfache aufgeweitet und somit die Divergenz verringert werden um den Strahl zur fliegenden Optik übertragen zu können.
+==Teleskop==
-Zum schutz der Schneidlinse muss diese mit Pressluft oder Schneidgas beaufschlagt werden.
+Zur Verbesserung der Divergenz und Fokussierbarkeit wird der Laserstrahl durch ein Teleskop um etwa den Faktor 3,4 aufgeweitet und die Divergenz korrigiert.
+Dafür wurden folgende ZnSe-Linsen gekauft:
+[*] Plano-Konkav Durchmesser 19,1mm, Brennweite 29.5 mm (1.161 Zoll)
+[*] Konvex Durchmesser 20mm, Brennweite 101,6mm (4 Zoll)
+[[Datei:Co2 laser teleskop simulation verformung 10kg.jpg|250px|Belastungssimulation]]
+[[Datei:Co2 laser teleskop aufbau unfertig.jpg|250px|In der Entstehehung]]
+[[Datei:CO2 Laser Schneidkopf Gehaeuse.jpg|250px|Teleskop mit Gehäuse aus Laxan.]]
+==Strahlführung und Schneidkopf==
+Für die Strahlführung wurde ein Komplettset aus China für umgerechnet etwa 180€ bestellt.
+Dabei waren folgende Komponenten:
+[*]1x Schneidkopf
+[*]2x Spiegelhalter
+[*]2x 30mm vergoldeter Silizium-Spiegel
+[*]1x 20mm vergoldeter Silizium-Spiegel für Schneidkopf
+[*]1x 20mm ZnSe Fokussierlinse 100mm Brennweite
+Das Paket wurde Montagnachst bestellt und ging Dienstag Abend auf die Reise. Nach rekordverdächtigen 39 Stunden und 10Mm Strecke, kam das Paket am Donnerstag morgen an.
+[[Datei:Co2 laser ebay kauf.jpg|250px|Das Ebay Paket]]
+[[Datei:Co2 laser schneidkopf spiegel aufbau.png|250px|Ablenkung am Schneidkopf]]
+[[Datei:Co2 laser schneidkopf aufbau.png|250px|Unterer Teil des Scheidkopf]]
+[[Datei:Co2 laser spiegelhalter unkommentiert.png|250px|Belastungssimulation]]
 =Mechanik=
+=Parameter=
+{|
+|-
+! Material !! Stärke !! Leistung !! Frequenz !! Vorschub !! Bemerkung / Ergebnis
+|-
+| Plexiglas (Röhm)      ||3mm  || 60W || 20kHz || 880 ||
+|-
+| Filz (PE) || 3mm || 50W || 20kHz || 2300 ||
+|-
+| Sperrholz  (Pappel) || 4mm  || 60W ||   ||   ||
+|-
+| Sperrholz  (Pappel) || 3mm  || 60W ||   ||   ||
+|-
+| Glas   || 5mm || || ||
+|}
 =Medien=
+'''Blog-Artikel:'''
+* [http://www.das-labor.org/blog/?p=1561 Labor-Blog: Neue Y-Achse am CO2-Laser] <br />
+* [http://www.das-labor.org/blog/?p=1547 Weitere Erfolge beim CO2-Laserprojekt] <br />
+* [http://www.das-labor.org/blog/?p=1508 Es wird weiter gelasert…] <br />
+==Videos==
+====Der Erste Test====
+<youtube>h2JOH9EN6fs</youtube>
+====Test des Schneidkopfes====
+<youtube>6CwcyWl6InI</youtube>
+====Erste Erfolge mit X/Y-Steuerung====
+<youtube>ZmAhhBGzyfA</youtube>
+====Die neue Y-Achse====
+<youtube>AHCVOtFh9VE</youtube>

CO2-Lasercutter: Unterschied zwischen den Versionen