الليزر قطع ضميمة للمقارنة إلى 3D الطباعة والطحن - 💡 Fix My Ideas

الليزر قطع ضميمة للمقارنة إلى 3D الطباعة والطحن

الليزر قطع ضميمة للمقارنة إلى 3D الطباعة والطحن


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

هناك دائما خطوة تالية ، فرصة جديدة للتعلم. بالنسبة لي ، هذا أفضل جزء من كوني صانعًا. كنت أرغب في الوصول إلى السرعة في 3 تقنيات تصنيع حديثة وطابعة ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد وطابعة SLA ثلاثية الأبعاد وموجه CNC. في مسبك Columbus Idea ، وهو مكان صناع محلي ، تمكنت من الوصول إلى هذه الأجهزة. أدى ذلك إلى مقالتي ، التي نشرت في Make: في يناير. أردت أن أفهم نقاط القوة والضعف في كل من هذه التقنيات وباعتبارها مبتدئًا مع الجميع ، كانت فرصة مثالية للمقارنة.

كان مشروع المقارنة الخاص بي هو إنشاء غلاف لـ "Camera Ax" ، وهي وحدة تحكم بالكاميرا للتصوير فائق السرعة تم تطويره بواسطة شركة أخرى ، هي Maurice Ribble. لقد بنيت اللوحة من مجموعة. على الرغم من أنها عملت بشكل مثالي بدون حاوية ، فقد بدا من الخطأ استخدام "عارية". لكن هذا كان تحديًا ، ولكن لم يتم تصميم اللوحة مع حاوية في منتصفها. وقفت الدوائر المتكاملة والمكثفات على لوحة أطول من المفاتيح المستخدمة للسيطرة عليه وشاشة LCD. ليست مهمة سهلة.

كان زملائي في مسبك Idea سعداء بالمقال ، لكنهم تساءلوا عن سبب توقفي عند 3 تقنيات تصنيع. ماذا عن قاطع / حفارة الليزر Trotec Speedy 400 الخاصة بنا؟ وهكذا بدأت الجولة 4. لم أستخدم قط قطاعة ليزر أيضًا.

(إعادة) تصميم

بالمقارنة مع الأساليب المضافة مثل الطابعات ثلاثية الأبعاد والتقنيات الطرفية مثل أجهزة التوجيه CNC ، فإن العمل مع Laser Cutters هي لعبة مختلفة تمامًا. يمكن للمرء أن يطلق على نموذج التصنيع هذا "تجميعي". لا تستطيع قواطع الليزر إنشاء تجاويف لذا فإن إنشاء غلاف يتطلب قطع مجموعة متنوعة من الأجزاء وتجميعها. لكن عندما نظرت إلى تصاميم غلاف القطع بالليزر على الويب ، شعرت بالانزعاج من مظهرها. بدا البعض وكأن السندوتشات خاطئ ، مع ارتفاع العلبة التي توفرها العديد من طبقات الأكريليك. وبدا البعض أكثر الألغاز بانوراما like3d مع الجانبين وأعلى مصنوعة من أجزاء المتشابكة. أردت أن تنتج العلبة مع نظرة أكثر احترافا. كما كان من قبل ، أردت أيضًا إنشاء العلبة باستخدام أداة واحدة فقط ، وهي في هذه الحالة قاطع الليزر ، وقصر نفسي على السحابات كأدوات إضافية. لقد اخترت مادة الأكريليك كمواد ، لأن من السهل نسبياً قصها ولأنني حصلت على مصدر للخردة الرخيصة في موزع محلي.

الطائرة الألم

بعد أن عملت في عالم ثلاثي الأبعاد حقيقي ، بدت إعادة النظر في التصميم كمجموعة من الأسطح المستوية مقيدة للغاية. كما ذكر أعلاه ، هذه العلبة اللازمة لاستيعاب مجموعة من المطبات والراحة. ماذا سأستسلم؟ في بعض النواحي ، بدت الخطوة إلى الأمام بسيطة. مجرد استخدام Fusion 360 ، برنامج CAD ثلاثي الأبعاد الخاص بي ، قم بإزالة أي غرف على الأسطح الأفقية ثم قص العلبة إلى طائرات. بعد ذلك ، قمت فقط بقص كل طائرة على قاطع الليزر. أعلى ، أسفل و 4 الجانبين.

لكن السماكة متغيرة بشكل لا نهائي في طباعة ثلاثية الأبعاد. تأتي الطبقة الأكريلية بسماكة محددة ، 1/16 "، 1/8" ، إلخ. كان تصميمي الأصلي يتراجع في الجزء العلوي لجعل الأزرار قابلة للوصول وتتدحرج في الجانب السفلي العلوي لاستيعاب الأجزاء التي تظهر أعلى ارتفاع القامة. وصفت. نظرًا لأن أداة القطع بالليزر لا يمكنها إنشاء فترات راحة على سطح ما ، فإن كل مستوى من هذه المستويات سيتطلب قطعة من الأكريليك الخاصة به. ولكن بعد ذلك أيضًا ، لم يكن التباين في الارتفاع بالضرورة 1/16 "أو 1/8". سيتطلب ذلك قدرًا كبيرًا من التجارب ، سواء في أداة CAD أو مع أجزاء النموذج الأولي الفعلية. بعد بضعة تكرارات ، ظهر تصميمي كما يلي:

من فيوجن 360 إلى كوريل

يعتبر أخذ جزء من تصميم CAD إلى الإنتاج باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد أو جهاز توجيه CNC عملية من خطوتين. على سبيل المثال ، باستخدام طابعة Lulzbot TAZ ، يتم تصدير التصميم من CAD ويتم استيراده إلى Cura حيث يتم إعداده مسبقًا ثم إرساله إلى الطابعة. الانتقال من تصميم CAD إلى المنتج النهائي الذي يستخدمه نظام ليزر Trotec هو عملية من ثلاث خطوات.

  1. تصدير الرسم من أداة CAD
  2. قم باستيراد التصميم إلى برنامج رسومات متجه حيث يتم تعيين ألوان محددة لتحديد المناطق التي سيتم نقشها أو قصها
  3. قم بطباعة الملف من برنامج مكافحة ناقلات الرسومات الذي يؤدي إلى تحميل برنامج Job Control. في تلك الأداة ، تقوم بعد ذلك بوضع الليزر وتحديد موضع الجزء وتحديد سرعة الليزر وقوته لكل مجال من مجالات التصميم ثم بدء المهمة.

في هذا الإعداد للسرعة وقوة الليزر ، يشترك القطع بالليزر في ميزة مشتركة أخرى مع توجيه CNC. في عالم التصنيع باستخدام الحاسب الآلي ، "الأعلاف والسرعات" هي شكل من أشكال الفن قليلاً. ما المواد التي يتم توجيهها؟ كيف يجب أن يكون سريع الغزل؟ كم بوصة / ثانية يجب أن يتحرك جهاز التوجيه؟ ما مدى عمق كل تمريرة؟ إعدادات القاطع الليزر متشابهة. ما هي المواد التي نقطعها أو نقشها؟ ما مدى سرعة تحرك الليزر عبر المادة؟ ما هي النسبة المئوية من الطاقة الكاملة يجب استخدامها؟ وبأي تردد ينبغي أن تصل نبضات الليزر إلى المادة؟ كما هو الحال مع برنامج التحكم بجهاز التوجيه CNC ، فإن برنامج Trotec Job Control يتضمن إعدادات لمجموعة واسعة من المواد. لا تزال هناك حاجة التجريب.

يستخدم ليزر Trotec محرر رسومات متجه كأداة تصميم. كان لدي نسخة من برنامج Corel Draw بحيث كانت أداتي المفضلة. ولكن كيف تحصل على سحب من Fusion 360 و Corel. تقبل Corel رسومات CAD بتنسيق DXF (الإصدار المحترف فقط ، وليس الإصدار الرئيسي). ولكن على مدار حياتي ، لم أتمكن من العثور على طريقة لتصدير DXF من Fusion 360. بعد الكثير من الساعات الضائعة ، علمت أنه يجب عليك إيقاف تشغيل "Capture Design History" لتصدير ملف DXF من رسم. . هذا لا معنى له بالنسبة لي وهو صداع كبير. بمجرد قيامك بإيقاف تشغيل السجل للقيام بالتصدير ، يمكنك إعادة تشغيله ولكنك قد فقدت كل محفوظات التصميم السابقة. البشعة!

تعلم القيود

الجزء الأوسط من تصميمي (بين الطبقتين العلوية والسفلية) يبلغ طوله حوالي 1 بوصة. كان تفكيري الأولي هو قطعه من كتلة واحدة من الأكريليك مقاس 1 بوصة. بدت هذه فكرة جيدة لكن واجهت مشكلتين. أولاً ، يجب أن تكون الجدران على الجانبين رفيعة جدًا حتى تسمح بإدخال أطراف كابل 3.5 مم في مقابس اللوحة. كنت قلقًا من تشوه تلك الجدران الرقيقة تحت حرارة الليزر. لذلك ، أقسم هذا المستوى من التصميم إلى 4 مكونات ، واثنين من endcaps والجدران الجانبية.

ما زلت أرغب في إنشاء endcaps من 1 بوصة الاكريليك. لقد طلبت شراء 12 بوصة مربعة من الأكريليك على الإنترنت ، ولكن بمجرد أن حاولت قطعها ، واجهت المشكلة الثانية. Trotec Speedy 400 هو قاطع / حفارة ليزر قوية ، مع ليزر 120 واط. ولكن هذا لم يكن هناك تطابق مع 1 بوصة الاكريليك. لقد تمكنت من قطع القطعة ولكن ببطء فقط وكانت النتيجة حزينة. بدأت الثقوب صغيرة ولكن نمت بقطر حيث قطع الليزر أعمق. كانت جوانب القطع مشوهة بشكل سيء. في النهاية ، أقسم كل نهاية على شكل قطعتين أفقياً وأقطعهما من الاكريليك. ما زلت انتهى بي الأمر مع شطيرة ولكن ليس كومة من 10 طبقات.

من المثير للدهشة ، في حين أن أقسام نهاية نهاية نصف بوصة عقدت شكلها ، فإنها فقدت قليلا من الارتفاع ، وربما 1/16 بوصة. في النهاية ، استخدمت بعض المواجهات الأقصر لتركيب اللوحة والتي أنقذتني من مشكلة الارتفاع.

التسجيل

إذا نظرت عن كثب إلى الرسم الخاص بي ، فسترى أن فتحة النهاية الخلفية بها فتحة لكابل كهرباء. لإنشاء هذا ، سأحتاج إلى تدوير إحدى endcaps الخاصة بي على جانبها وقطع فتحة على شكل حرف U. التي جلبت التحدي الخاص بها. بمجرد سحب الجزء من الليزر ، كيف سأضعه بدقة لهذا الجزء الجانبي. بعد عدة محاولات فاشلة ، تعثرت على الحل في واحدة من لحظات النوم المتأخرة. لقد أنشأت رسمًا سريعًا لجانب endcap مع فتح شكل U:

بعد ذلك وضعت قطعة من الأكريليك بحجم بوصة واحدة في الركن الأيسر العلوي من Trotec ، وهو موقع يمكن أن أكرره. بعد ذلك ، قمت بوضع الليزر لبدء القطع وضبط "علامة" باستخدام برنامج Trotec Job Control.لقد أعطاني هذا وضعية ليزر يمكنني تكرارها أيضًا. هذا التركيز على تكرار موقع الليزر والجزء ضروري لأنه في كل مرة تفتح فيها Trotec ، يعود الليزر إلى "المنزل".

مع هذا النظام ، قمت أولاً بحفر تصميمي على لوح الأكريليك في Trotec. بعد اكتمال النقش ، وضعت أكريليك على الجزء للتحقق من أن فتحة الكبل موجودة بشكل صحيح. بعد ذلك ، أعيدت الورقة المحفورة إلى قاطع الليزر وهذه المرة قطعت محيط الشكل. مرة واحدة تم قطع المحيط ، أزلت الفراغ واستبدلت به مع نهاية بلدي الفعلي. أخيرًا ، قمت بضبط إعدادات التحكم في الوظيفة لتجاهل المحيط ولكي أقطع الفتحة. وكانت النتيجة ثقب وضعه تماما من خلال جانب endcap.

وضع مسامير

منذ أن كنت تستخدم مسامير لتجميع العلبة كنت بحاجة لقطع الثقوب دقيقة. التي تبين أن جهد. لكنني كنت منزعجًا من فكرة أن رؤوس المسمار (أو المكسرات التي تحمل البراغي) ستظهر من أسفل العلبة. لا أريد أن يخدش سطح العمل. التي أدت إلى مزيد من التجريب قليلا. تمكنت من ضبط الإعدادات لنقشها بعمق في الاكريليك 1/8 بوصة للقاعدة. لكن في منتصف الطريق من خلال الأكريليك ، استطعت إنشاء ثقوب مضادة تمسك فيها بشكل جيد بالجوز 2-56. تم حل المشكلة!

فرحة العلامات

إذا كان هناك قيد واحد وجدته مزعجًا في تجربتي في إنشاء هذا الغلاف باستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد وأجهزة التوجيه CNC ، فذلك يعني عدم وجود وسيلة جيدة لتوفير ملصقات للمفاتيح والمنافذ على لوحة الدائرة. قمت بطباعة نسخة الشعيرة باللون الأزرق وإنشاء ملصقات شارات بخلفية زرقاء وتحولت الحروف البيضاء إلى صداع حقيقي. اضطررت إلى استخدام الألوان لتتناسب مع خلفية الملصق بالبلاستيك ، وترك الحروف باللون الأبيض. نجحت ولكن النتيجة لم تكن محترفة للغاية. بالتعلم من تلك التجربة ، صنعت غلافي المطبوع بالراتنج باللون الأبيض. بهذه الطريقة يمكنني استخدام الشارات التقليدية مع حروف سوداء. ولكن حتى هنا كانت النتيجة أقل من المظهر الاحترافي. كان من الصعب محاذاة الشارات بدقة في القضية. أما بالنسبة للنسخة الموجهة CNC في الكرز ، فقد استسلمت للتو. لا شيء يمكن أن أفكر فيه سيسمح لي بإنشاء ملصقات جيدة المظهر على هذا السطح. على النقيض من ذلك ، فإن إنشاء ملصقات باستخدام النقش بالليزر هو قطعة من الكعكة. كوريل (أو محرر الرسومات المتجهة من اختيارك) بارع في العمل مع وضع النص. قمت بتحرير تصميم "الغطاء السفلي" لإضافة الملصقات وطباعته على الأكريليك الأسود.

بينما كانت ورقة التقنيع الموجودة على الأكريليك لا تزال في مكانها كقناع ، إلا أنني ملأت الحروف بالطلاء الأبيض. أخيرًا ، قمت بقطع الغطاء العلوي من الأكريليك الشفاف لحماية الحروف.

حتى هنا هو: العلبة فأس الكاميرا في الاكريليك قطع الليزر.

الاستنتاجات

إذا كانت الطابعات ذات الفتيلة والراتنج / جيش تحرير السودان من تجاربي السابقة ثلاثية الأبعاد وكان موجه CNC هو 2.5D ، فإن قاطعة / حفارة ليزر تكون ثنائية الأبعاد. بطريقة ما هي ميزة. الأجزاء الخارجة من الليزر لها مظهر نهائي. من المؤكد أنني لم أضيع الوقت الذي قضيته في الصنفرة على نسخ البلاستيك والخشب من العلبة. ولكن أكثر من التقنيات الأخرى ، وجدت نفسي أقاتل مع القيود المستوية للمواد الورقية.

من المستغرب أن الجانب السلبي الآخر لقاطع الليزر هو في اختيار المواد. بينما يمكن للمرء أن ينقش العديد من المواد بما في ذلك الزجاج والحجر وبعض المعادن ، إلا أن مواد القطع محدودة للغاية. الخشب والبلاستيك ورقة هي المواد الأكثر شيوعا لقطع الليزر. يمكن بسهولة قطع أخرى مثل الورق والقماش والجلد ، لكن هذه المواد اللينة ليست مناسبة لإنتاج الأشياء الصلبة. وحتى مع وجود ليزر قوي مثل Trotec Speedy 400 ، كما اكتشفت أنه قد لا يكون من الممكن قطع أكثر من نصف إلى ثلاثة أرباع البوصة. بالطبع على شبكة الإنترنت ، رأيت قواطع الليزر تقطع من الصلب بربع بوصة. لكن هؤلاء يركضون إلى مئات الآلاف من الدولارات.

من ناحية أخرى ، يفوز الليزر بالأيدي للسرعة. على الرغم من أنني كنت أستخدم مزيجًا من 1/16 "و 1/18" و "½" أكريليك ، فقد تم قياس الوقت الفعلي من بداية العمل إلى وقت اكتمال الجزء بالدقائق ، وأحيانًا بالثواني. استغرقت الطابعات وأجهزة التوجيه ثلاثية الأبعاد ساعات للقيام بنفس الشيء. هناك طريقة أخرى للتفكير في هذا: بمجرد الانتهاء من التصميم ، احتاجت الطابعات ثلاثية الأبعاد إلى ما بين 12 إلى 18 ساعة غير مراقب إلى حد كبير لإنتاج نصفي العلبة. استغرق جهاز التوجيه CNC 6-7 ساعات للقيام بنفس الشيء. على النقيض من ذلك ، يمكنني إنتاج الأجزاء السبعة من العلبة الليزرية الخاصة بي في أقل من ساعة. استغرق الرملي والتجميع للطابعة خيوط حوالي 3 ساعات ، ومعظمها الرملي. بالنسبة لطابعة جيش تحرير السودان ، كانت مهمة تستغرق ساعة واحدة. يستغرق تجميع الأجزاء المتعددة من علبة الأكريليك حوالي 15 دقيقة. القطع بالليزر / النقش يفوز في هذه المعركة بسهولة.

على الرغم من القيود المذكورة أعلاه ، لقد وجدت القطع بالليزر لتكون تجربة مرضية للغاية. شعرت الماكينة بتصميم جيد بشكل استثنائي مع برنامج مطور جيدًا لسهولة الاستخدام ، حتى للمستخدمين غير النظاميين. هذا بالتأكيد ليس وصفًا لاستخدامه في الطابعات ثلاثية الأبعاد. انهم جميعا يشعرون أقل بكثير مصقول وخشونة حول الحواف. من بين التقنيات التي جربتها (حتى الآن) ، يعد القطع بالليزر هو أول ما أوصي به لشخص يفتقر إلى صبر وتصميم مصمم حازم.

لقد أنهيت المقالة الأخيرة بجدول يعرض خصائص الطابعات ثلاثية الأبعاد وجهاز التوجيه ShopBot CNC. إليك عمود آخر لهذا الجدول:

تروتيك سبيدي 400
تقنية 120 واط ليزر ثاني أكسيد الكربون
خيارات المواد والحدود ***
أنواع المواد المواد ورقة فقط.

لقطع والخشب والبلاستيك والجلود والورق

للنقش ، بالإضافة إلى الزجاج والمعدن أعلاه

حدود التصميم - سمك الجدار سمك الجدار محدود إلى حد كبير بسبب قوة المادة. 1/16 "هو عملي.
حدود التصميم - تعليق دون دعم (درجات من المستوى) لا المتراكمة ممكن
حدود التصميم - طول الجسر لا سد ممكن
الحد الأدنى حفرة قطرها كان لي النجاح وصولا إلى 2mm في. أنا واثق من أنه في المواد الرفيعة نسبيًا ، قد يكون هذا 1 مم أو أقل
مكون قبل المعالج ****
اسم التطبيق كوريل درو أو برنامج رسومات متجه آخر. ثم تروتك وظيفة التحكم

سهولة التعلم كوريل معقدة ولكن الدروس متوفرة بسهولة على شبكة الإنترنت. يوفر التحكم في الوظيفة لمحات لأنواع المواد.

سهولة الاستعمال
  1. تحميل تصميم في كوريل
  2. ضبط الألوان لقطع / نقش
  3. إرسال إلى الطابعة
  4. حدد معلمات المواد المناسبة
  5. طباعة
تشغيل الليزر القاطع ****
سهولة الاستعمال
سرعة لإنتاج عنصر 10 دقائق لإنتاج عنصر واحد
تنظيف بعد الطباعة قليل جدا. مجرد إزالة المواد ، وتنظيف العدسة والسرير.
تنظيف مساحة العمل بعد الوظيفة سهل نسبيا. قم بتنظيف السرير المطبوع مع مسح الكحول وإعداده للطباعة التالية.
تغيير المواد فقط ارفع المادة القديمة ، وأدخل مادة جديدة ، وأعد التركيز
جودة المكون ****
دقة الأبعاد غير المكتملة استثنائي ، ولا سيما في الأسهم ¼ "أو أقل.
الانتهاء من دقة الأبعاد الانتهاء من القليل اللازمة
خيارات النهاية إضافية ل ورقة الاكريليك ، لا شيء. بالنسبة للمواد الأخرى ، قم بإنهاء ما يناسب المواد (خشب التلميع ، على سبيل المثال).
جهد لإنهاء القليل جدا من الوقت اللازم.
قوة المكون ***
هيكل المواد الأكريليك المقطوع بالليزر مرن وبسمك أكبر من 1/16 بوصة ، قوي نسبيًا. الاكريليك والبلاستيك ورقة أخرى يمكن خدش بسهولة جدا ولكن.
قوة الشد يختلف مع قطع المواد ولكن المواد ورقة غير المعدنية ليست قوية جدا
ضغط مرة أخرى ، تتأثر مقاومة الانضغاط بسمك وقوة الطبقات الفردية.
التواء لا يتم ربط الطبقات ببعضها البعض (كما هو الحال مع طابعة ثلاثية الأبعاد. مقاومة صغيرة للالتواء.
خيارات الربط ****
مسامير يمكن توصيل المواد الرقيقة مثل الاكريليك ورقة مع مسامير ، من الناحية المثالية مع رؤساء كبيرة عند وجود الحمل. الثقوب إدخال الضعف في المكون. الحفر صعبة إلى حد ما دون البتات المناسبة. الليزر قطع الثقوب هو المفضل.

نظرًا لأن معظم قطع الخشب المقطعة بالليزر رفيعة نسبيًا ، فإن نفس الإرشادات مناسبة لاستخدام البراغي مع قطع الخشب.

المواد اللاصقة الغراء المناسب للمواد (البلاستيك أو الخشب) في السؤال. بالنسبة لألواح الأكريليك ، استخدم مذيب الأكريليك على الرغم من أنه لن يملأ الفجوات. المذيبات الاكريليك المريخ بسهولة ورقة الاكريليك.



قد تكون مهتمة

LittleBits Synth Kit يجعل كل طفل في تجربة موسيقية

LittleBits Synth Kit يجعل كل طفل في تجربة موسيقية


الفلاش باك: البيض المليء بالربيع

الفلاش باك: البيض المليء بالربيع


كيف - آي بود نانو القرصنة

كيف - آي بود نانو القرصنة


littleBits تصدر وحدات MIDI و USB I / O ، وتربط الأدوات التناظرية والرقمية

littleBits تصدر وحدات MIDI و USB I / O ، وتربط الأدوات التناظرية والرقمية