3W,5W,10W uv laser

Dewallie 20W UV 레이저 검토

May 29 , 2023

Dewallie was kind enough to contribute a 20W UV laser for us to review and test out. It’s the LA-2 version of the machine with a head rated for 3.8A @ 5V using Pulse Width Modulation (PWM) power control. It’s got a large work envelope of 400mm x 400mm which puts it over twice the size of the popular K40 CO2 lasers (200mm x 300mm). Opening up the package and it’s been broken down into just a few pieces for shipping with a 5 step assembly process:

Mostly assembled out of the box.
The majority of the gantry comes preassembled with the X axis requiring no work at all
Fully assembled by someone with no experience in about 30 minutes

If you have a 3D printer this controller is going to look pretty familiar:

I bet you can drop an additional stepper driver on the open header but you’d still need to reflash the firmware. This looks like a pretty run of the mill GRBL Atmel 3 axis driver board but you’d need firmware or to reverse engineer the pinout to let you install a router motor and run it as a desktop router with a powered Z axis.

The easiest way for us to exhaust the laser was to put it inside our large CO2 laser, you’ll want to build a downdraft table or some form of fume extraction.

기계를 구성한 후에는 더 나은 차폐를 설정해야 했습니다. 기계에는 OD3 유리가 함께 제공되며 노즐/에어 어시스트 콘과 결합될 때 밝기를 적절히 감소시켜야 하지만 우리는 레이저를 완전히 둘러싸서 보기 창을 제공하기를 원했습니다. 17달러와 J Tech Photonics에 주문하고 우리는   우리를 좀 더 잘 보호하기 위해 OD3+ 보호 기능이 있는 12인치 창을 가지고 있었습니다. 그것은 밝기의 차이의 세계를 만듭니다:

공장에서 제공되는 차폐막이지만 (밝은!) 간접광 누출의 양을 볼 수 있습니다. 그들은 레이저 안전 안경을 제공하지만 우리는 사용/보관이 더 쉬운 것을 원했습니다.
OD3+ 아크릴 창을 제자리에 둔 상태에서

일부 테스트 음각 및 절단을 진행합니다. 예상대로 이것은 20W 445nm 레이저이며 150W CO2 레이저처럼 절단되지는 않지만 그에 상응하는 더 낮은 가격표와 필요한 최소한의 추가 장비 세트(냉각기/수냉식, 다중 전원 공급 장치 등)를 가지고 있습니다. 기계는 천천히 잘 작동하며(흔들림 없는 벡터 절단 및 조각의 경우 <10mm/초) 합판을 절단하려면 여러 번 통과해야 합니다. 이들의 샘플 자료는 양극 산화 처리된 알루미늄 태그 및 인그레이빙용 시트, 카드보드/태그보드, 2mm 합판 등 무엇을 기대해야 하는지에 대한 빠른 감각을 제공합니다.

시작하려면 초점을 테스트하고 설정해야 합니다. 초점 높이를 시각화하는 쉬운 방법은 얇은 나무 조각을 레이저 아래에 놓고 한쪽 끝을 지지하여 램프를 형성하는 것입니다. 기계로 선을 자르면 선이 얼마나 작아지는지에 따라 레이저의 초점이 맞는 위치를 확인할 수 있습니다.

컷의 오른쪽이 레이저 출력에 가장 가깝습니다. 왼쪽으로 갈수록 빔이 넓어지는 것을 볼 수 있으며 초점을 잃고 있음을 알 수 있습니다.

그들이 제공하는 얇은 샘플 합판은 잘 자르고 새깁니다.

3중 2mm 합판을 잘 잘라서 제공합니다.

절단하는 데 어려움을 겪었던 더 두꺼운 3mm 내부/캐비닛 합판이 있었습니다.

5mm/sec에서 실행되는 90% 파워에서 패스당 약 0.75mm 녹아웃
속도를 줄이는 것은 좋은 전략이 아닌 것 같습니다. 그 결과 훨씬 더 많은 탄화/연소가 발생하고 작은 물기가 많이 발생합니다.

양극 산화 처리된 재료를 조각할 때 매우 잘 수행됩니다.

채워진 영역이 멋지게 나왔고 곧 보게 될 몇 가지 문제를 보여주기 위해 고속 선 조각을 켠 상태로 두었고 갠트리가 속도에서 많은 유연성/흔들림으로 인해 벡터 조각의 품질이 떨어지는 것을 볼 수 있습니다. 공진은 주로 Y축에 있는 것으로 보이며, 이는 우리가 X축에서 운반하고 있는 많은 질량이 벨트 플렉스를 초래한다고 예상할 수 있는 것입니다. 벨트 조임을 높이고 거싯/보강재를 넣으면 여기에서 도움이 될 것입니다.
문제를 더 잘 이해하려면 아래 화살표를 살펴보십시오. 20mm/s에서 종이에 공명이 표시되는 것을 볼 수 있지만 10mm/s로 떨어뜨리면 거의 완전히 사라집니다. 종이는 이것을 시각화하는 좋은 방법입니다. 너무 쉽게 잘립니다.

이 레이저가 뛰어난 곳은 래스터 조각에 있습니다.

40mm/s 50% 파워 조각은 깨끗하고 일관되게 나왔으며 양방향 조각에서 전혀 밟지 않았습니다. 약간 흐릿해 보이지만 카메라 초점면입니다.

성능이 저하되는 부분은 고속(>80mm/s) 세부 개체에서 조각하는 것입니다. 온보드 컨트롤러는 Atmel 마이크로컨트롤러(Arduino)이므로 명령 속도가 제한됩니다. 레이저가 빠르게 발사될 수 있다고 확신하지만 컨트롤러는 훨씬 더 비싼 디지털 신호 처리(DSP) 레이저 컨트롤러와 같은 작업을 수행할 수 없습니다. 분명히 DSP 컨트롤러는 이 전체 레이저보다 더 많은 비용이 들기 때문에 사과 대 사과 비교와는 거리가 멀지만 언급할 가치가 있습니다.

왼쪽은 단일 패스에서 150W CO2 레이저의 그레이스케일 PWM 새겨진 잉어 연못 이미지이고, 오른쪽은 속도의 약 1/3 속도로 UV 레이저에서 동일한 파일에 대한 시도입니다.

우리가 즐거웠던 부분은 작은 스폿 크기와 파장을 활용하여 0.001″ 강철 심 스톡을 절단하는 것이었습니다. 흡수력을 향상시키기 위해 표면을 염색하지 않고 강철을 절단할 수 있지만 자국을 남기지 않습니다.

0.001″ 강철 심 스톡을 통해 80% 전력 5mm/초 절단

Sharpie 코팅된 강철에도 마킹할 수 있었습니다. 검은색 안료는 빔 흡수를 증가시키고 반사보다는 열 전달을 돕습니다.

Sharpie는 빔이 반사되지 않고 표면에 흡수되도록 허용하지만 0.002인치 두께의 재료를 관통할 수 없었기 때문에 용량이 매우 제한적입니다.
Sharpie 염료를 아세톤으로 세척한 후 열에 영향을 받는 부분이 상부 절단 주변에 염료를 유지하는 것도 흥미로운 점입니다. Sharpie가 열을 견딜 수 있고 용제에 더 쉽게 저항할 수 있는 것처럼 보입니다.
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