![](https://duino4projects.com/wp-content/uploads/2019/09/3W-4x4-Arduino-Laser-Cutter-Engraver.jpg)
در این آموزش شما یاد می گیرید که چگونه با قیمت حدود 300 دلار، حکاکی / برش لیزری 3 وات (برای مواد نازک) 4 فوت در 4 فوت، با کنترل آردوینو، خودتان بسازید. اصلیترین چیزی که این آموزش را از سایر آموزشهای حکاکی لیزری در اینجا جدا میکند، منطقه برش / حکاکی تقریباً 42 در 42 اینچ است. این پروژه زمانی به وجود آمد که من در تلاش برای ایجاد یک میز قهوه 20 در 15 پیکسل بودم. من نیاز داشتم که بتوانم شبکه های فوم نسبتاً بزرگ خود را برش بزنم تا بتوانم جداسازی نور را برای ایجاد "پیکسل" انجام دهم. یکی از گرانترین بخشها برای ایجاد میز یا دیوار پیکسلی خود، ایجاد شبکه است، اکثر آنها توسط نوعی خدمات برش لیزر آنلاین، فوم لیزری خود را از بین میبرند. تنها مشکل سرویس آنلاین این است که ارزان نیست و من یک دانشجوی کالج شکسته هستم. تنها جایگزینی که دیدم ساخت دستگاه برش لیزری خودم بود.
این برش لیزری خاص برای حداکثر 3 وات رتبه بندی شده است، حتی اگر این قدرت در مقایسه با برش لیزری صنعتی Co2 که معمولاً از حدود 40 وات تا 500+ وات شروع می شود چیزی نیست، اما 3 وات برای برش مواد نازک بیش از اندازه کافی است. مانند تخته فوم، چوب بالسا، پلاستیک و مقوا. اگرچه ممکن است 3 وات برای برش مواد ضخیمتر شما کافی نباشد، اما برای حک کردن تصاویر روی تقریباً هر سطحی کافی است (در تصاویر بالا نشان داده شده است).
مرحله 1: مواد
![](https://duino4projects.com/wp-content/uploads/2019/09/The-Materials-1.jpg)
در مجموع مواد شما (بسته به جایی که آنها را از کجا خریداری می کنید) باید حدود 300 دلار باشد. ضمیمه صورتحساب کامل مواد (BOM V1) برای همه موادی است که استفاده کردم، از جمله پیوندهای هر کدام. به یاد داشته باشید که لازم نیست دقیقاً از این مواد استفاده کنید، اجزای مختلف زیادی وجود دارد که برای این ساخت نیز کار می کنند. این BOM شامل قیمت پیچ و مهره، پیچ و چوب نمی شود.
مواد
- آردوینو R3
- پروتو برد
- استپر موتورز
- لیزر 3W
- سینک حرارتی لیزری
- منبع تغذیه
- رگولاتور DC-DC
- ماسفت سطح منطقی
- درایور استپر موتور
- سوئیچ های محدود
- جعبه پروژه (چیزی به اندازه کافی بزرگ که شامل همه چیز در این لیست باشد)
- تسمه تایم
- بلبرینگ خطی 10 میلی متری
- قرقره زمان بندی
- بلبرینگ
در BOM گنجانده نشده است
- ورقه های چوبی 2 – 53 اینچ 4 اینچ x 3/4 اینچ
- 2 - 49.5 اینچ x 4 اینچ x 3/4 اینچ ورق های چوبی
- میله گرد فولادی 4 – 3/8 اینچ
- انواع پیچ و مهره
- پیچ 1.5 اینچی
- گریس مایع لیتیوم سفید
- زیپ بند
ابزار
- کامپیوتر
- اره گرد
- پیچ درایور
- مته های مختلف
- کاغذ سنباده ریز فولادی
- معاون (اختیاری)
مرحله 2: مدار
![](https://duino4projects.com/wp-content/uploads/2019/09/The-Circuit.jpg)
اگر از نمودار پست شده در بالا پیروی کنید، مدار کاملاً مستقیم است. با این حال، چند جزئیات فنی وجود دارد که باید به آنها توجه دقیقی داشته باشید:
- موتورهای پله ای: ممکن است متوجه شوید که دو تا از استپر موتورها از یک درایور کار می کنند. پس از آزمون و خطا (و پیشنهادهایی از ساختهای دیگر) در واقع به دو موتور پلهای برای یکی از محورها (دو موتور پلهای از یک راننده) نیاز دارید. این به این دلیل است که یک طرف محور از طرف دیگر عقب نماند. دو موتور پله ای ترکیبی دقیقاً به همان صورت سیم پیچی شده اند و سیم پیچ یکی از دو استپر موتور معکوس شده است. این به این صورت است که یک موتور پله ای به صورت معکوس به سمت دیگری حرکت می کند و باعث می شود هر دو تسمه را در یک جهت بکشند.
- توان لیزر: هنگام تنظیم منبع تغذیه DC-DC اطمینان حاصل کنید که از مشخصات لیزر خود تجاوز نکنید، این لیزر شما را سرخ میکند و باید لیزر دیگری بخرید. لیزری که من استفاده می کنم دارای ولتاژ 5 ولت و حداکثر 2.4 آمپر است. بنابراین من جریان را به 2 آمپر و ولتاژ کمتر از 5 ولت دارم.
- ماسفت سطح منطقی: ماسفت در این مدار بسیار حیاتی است، برق را به خود دیود لیزر روشن و خاموش می کند. یک ماسفت سطح منطقی هنگامی که جریان بسیار کم به گیت اعمال می شود، به طور کامل روشن یا خاموش می شود، این برای کنترل آن با آردوینو عالی است زیرا آردوینو جریان بسیار کمی را به ماسفت می فرستد. اگر سعی کنید از یک ماسفت یا ترانزیستور استاندارد استفاده کنید، لیزر قدرت کامل را دریافت نمی کند زیرا آردوینو جریان کافی برای بستن کامل اتصال بین لیزر شما و زمین آن را تامین نمی کند. در مدار بالای ماسفت بین لیزر و زمین بر روی منبع گام پایین DC-DC قرار می گیرد.
- خنک کننده: یکی از مشکلات بزرگی که در اولین باری که این دستگاه را کنار هم گذاشتم با آن برخورد کردم، گرم شدن بیش از حد دیود لیزر در صورت کار طولانی مدت آن بود. هیت سینک برای پراکنده کردن تمام گرمای لیزر کافی نیست، برای رفع این مشکل یک فن کوچک کامپیوتری که درست در کنار لیزر نصب شده است اضافه کردم. بعد از این افزودن، من هیچ مشکلی با گرما نداشتم، حتی زمانی که آن را برای 9+ ساعت کار می کنم. من همچنین یک فن در کنار درایورهای استپر موتور اضافه کردم زیرا آنها همچنین گرمای زیادی تولید می کنند حتی زمانی که برش لیزری کار نمی کند، اگر برق روشن باشد این بچه ها بسیار داغ می شوند.
مرحله 3: مجمع
![](https://duino4projects.com/wp-content/uploads/2019/09/The-Assembly.jpg)
پیوست شده من یک طرح سه بعدی برای برش لیزری قرار داده ام تا قاب کلی پروژه را به شما نشان دهم (ایجاد شده در DesignSpark Mechanical ). طراحی به صورت مقیاس است و نحوه مونتاژ برش لیزری را به شما نشان می دهد.
- ساخت شاتل ها: این شامل شاتلی است که لیزر را نگه می دارد (محور Y در این مثال)، و دو شاتل که محور X را می سازند. هیچ محور Z مورد نیاز نیست، به جای محور Z (مانند چاپگر سه بعدی) لیزر روشن و خاموش می شود. در تصاویر CAD بالا، تمام ابعادی را که باید برای مونتاژ سه شاتل نیاز داشته باشید، به شما داده ام، اگر در مورد ابعاد سؤالی دارید، لطفاً به طرح سه بعدی پیوست مراجعه کنید. تمام سوراخ هایی که برای میله گرد ایجاد شده اند تا در تخته های جانبی یا شاتل ها قرار بگیرند، 1/2 اینچ عمق دارند. مطمئن شوید که تمام سوراخهای شاتل را از قبل سوراخ کردهاید تا از خطر ترک خوردن تخته جلوگیری کنید.
- میله گرد: من میله فولادی 3/8 اینچی (آلومینیوم بهتر عمل می کند، اما فولاد ارزان تر است و پیدا کردن آن راحت تر است) را از Homedepot خریداری کردم، دلیل اینکه من با ضخامت 3/8 اینچی رفتم، جلوگیری و افتادگی روی ریل بود. میله با ماده ای مانند گریس پوشیده شده است، قبل از استفاده از میله باید آن را جدا کنید. لنت های سنباده فولادی، پشم فولادی یا کاغذ سنباده با سنگ زنی بالا باید کار کنند، پس از سنباده زدن استیل باید بسیار صاف و مانند عکس های بالا به نظر برسد. بعد از اینکه همه چیز مونتاژ شد، ریل ها باید با گریس لیتیوم سفید پوشانده شوند، این از زنگ زدگی جلوگیری می کند و به سر خوردن شاتل ها کمک می کند.
- تسمه و استپر موتور:وقتی نوبت به نصب استپر موتورها به پایه و وصل کردن تسمه تایم رسید، از ابزارهایی که در دست داشتم استفاده کردم. قبل از اینکه نگران بستن تسمه باشید، ابتدا موتورهای پله ای و یاتاقان ها باید روشن شوند. برای اینکه موتورها را روی چوب نصب کنم، یک ورق مستطیل شکل را به اندازه عرض موتورها و حدود دو برابر طول آن برش دادم. سپس 6 سوراخ دریل کردم، 4 سوراخ برای بالای موتور تا بتوانید ورق فلز را به استپر موتور پیچ کنید، و 2 سوراخ در سمت دور ورق فلز. سپس ورق فلز را 90 درجه خم کردم و ورق را به چوب پیچ کردم. در طرف مقابل موتور پله ای جایی است که یاتاقان های خود را نصب می کنید. هر مجموعه قرقره / بلبرینگ از یک پیچ، 2 یاتاقان، یک واشر و ورق فلزی تشکیل شده است. من به سادگی دو سوراخ در انتهای متضاد تکه مستطیلی ورق فلز و یک سوراخ کوچکتر در وسط ایجاد کردم. سپس ورق فلز را به شکل «C» خم کنید، واشر را ابتدا روی پیچ و سپس دو بلبرینگ قرار دهید و در نهایت پیچ را از هر دو سوراخ انتهای ورق فلزی قرار دهید و با مهره در پایین آن را محکم کنید. سپس ورق فلز با استفاده از سوراخ حفر شده در مرکز ورق فلز به چوب پیچ می شود. در مورد تسمه تایم، من یک پیچ را در هر انتهای تسمه قرار دادم و سپس هر انتهای تسمه را به یک تکه چوب کوچک متصل به شاتل مربوطه پیچ کردم. شما می توانید تصویر بسیار بهتری از آنچه من در تصاویر بالا توضیح می دهم دریافت کنید. ابتدا واشر را روی پیچ و سپس دو بلبرینگ قرار دهید و در نهایت پیچ را از هر دو سوراخ انتهای ورق فلزی وارد کرده و با مهره در پایین آن را محکم کنید. سپس ورق فلز با استفاده از سوراخ حفر شده در مرکز ورق فلز به چوب پیچ می شود. در مورد تسمه تایم، من یک پیچ را در هر انتهای تسمه قرار دادم و سپس هر انتهای تسمه را به یک تکه چوب کوچک متصل به شاتل مربوطه پیچ کردم. شما می توانید تصویر بسیار بهتری از آنچه من در تصاویر بالا توضیح می دهم دریافت کنید. ابتدا واشر را روی پیچ و سپس دو بلبرینگ قرار دهید و در نهایت پیچ را از هر دو سوراخ انتهای ورق فلزی وارد کرده و با مهره در پایین آن را محکم کنید. سپس ورق فلز با استفاده از سوراخ حفر شده در مرکز ورق فلز به چوب پیچ می شود. در مورد تسمه تایم، من یک پیچ را در هر انتهای تسمه قرار دادم و سپس هر انتهای تسمه را به یک تکه چوب کوچک متصل به شاتل مربوطه پیچ کردم. شما می توانید تصویر بسیار بهتری از آنچه من در تصاویر بالا توضیح می دهم دریافت کنید. در مورد تسمه تایم، من یک پیچ را در هر انتهای تسمه قرار دادم و سپس هر انتهای تسمه را به یک تکه چوب کوچک متصل به شاتل مربوطه پیچ کردم. شما می توانید تصویر بسیار بهتری از آنچه من در تصاویر بالا توضیح می دهم دریافت کنید. در مورد تسمه تایم، من یک پیچ را در هر انتهای تسمه قرار دادم و سپس هر انتهای تسمه را به یک تکه چوب کوچک متصل به شاتل مربوطه پیچ کردم. شما می توانید تصویر بسیار بهتری از آنچه من در تصاویر بالا توضیح می دهم دریافت کنید.
بیشتر بخوانید: برش / حکاکی لیزری آردوینو 3W 4'x4