Eigenbau 50W CO2 Laser in Planung....

Hallo zusammen,


Anfang des Jahres hab ich, durch eine Anzeige bei Ebay aufmerksam geworden, mal nach Laser-Cuttern geschaut.

Fast vom Glauben abgefallen das der K40 nun für unter 300€ zu haben ist. Als ich das letzte mal danach geschaut habe

war der Preis noch vierstellig . Mein Entschluss stand eigentlich, fest ich kauf mir so ein Ding.

Nach dem lesen im Netz und in diversen Foren war ich mir dann nicht mehr so sicher.

Und wie ich mich kenne, wäre es nicht dabei geblieben, Umbauten wäre erfolgt, Verbesserungen usw. usw.

Kurzeitig auch mit einem 50W von Ebay geliebäugelt.

Dann reifte der Entschluss es selbst zu versuchen. Die Mechanik ist ja an sich nicht das Problem...
Die Elektrik/Elektronik ok, ein bisschen 12V , 24V, 5V..... Aber auch Hochvolt

Den Rahmen von vor 3 Jahren mit 30er Boschprofil zerlegt und Inventur gemacht was davon zu gebrauchen ist.
Alles.... 2 MGN15C habe ich auch noch, NEMA17 einen 5er Pack, 12mm Präzionswellen und Lager und und und

Nun hab ich mich mal hingesetzt und etwas im CAD gezeichnet.
Diverse CAD-Bibliotheken durchsucht, viele Dinge auf Grabcad gefunden und von allem etwas abgeschaut, geklaut und kopiert
Von meinem letzten 3D-Drucker konnte ich auch was übernehmen....


Ausgangspunkt war:
1.
es soll ein 50W CO2 Laser werden. Eine 50W Röhre ist in der Regel mindestens 1000mm lang.
Ca. 150mm vor der Röhre und 100mm hinter der Röhre und schon wird die Kiste mindesten 1250mm breit.
Ohne diesen komischen Kasten seitlich.......


2. soviel wie möglich von den vorhandenen Aluprofilen nutzen und eine Minimale Arbeitsbreite von mindesten 420mm (A2 hochkant)


3. evtl. Möglichkeit auf 60W zu gehen was dann eine Röhrenlänge von 1250mm bedeutet. OK es gibt auch kürzere 60W Röhren


Rausgekommen ist nun das, Arbeitsfläche 920mm * 420mm, in der Z-Achse 200mm
Gehäusetiefe 760mm und eine Breite von 1450mm.
Da das Ganze nicht mehr einfach auf dem Schreibtisch stehen kann hab ich noch einen Unterschrank konstruiert,
der Platz für Chiller und Kompressor bietet.

Und, man muß sich auch nicht ganz so tief bücken..... wenn man davor steht.

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Nun würd ich gerne Eure Meinung dazu hören.
Die farbliche Gestalltung hat nur was mit meinen vorhandenen Aluprofilen zu tun...
Und ich bin mir bewusst das es einfacher und billiger wäre mir einen Chinakracher aus Buchholz oder Tschechien zu bestellen.
Mir geht es darum mich mit der Materie zu beschäftigen und noch was zu lernen.


PS: ich bin weder Dipl. Ing, Konstrukteur oder technischer Produktdesigner..alles hab ich mir durch lesen selbst beigebracht.
Beruflich mach ich was ganz anderes, zwar auch was mit CAD, aber ganz anderes Programm und die Maße gebe ich in Meter ein...


Grüße


Mirko

Hallo,

Danke erstmal für die Antworten.

ich zerlege sie mal ein wenig der Übersichtlichkeit halber...

Zitat

Aber mich hatte der Preis bis alles steht, dann doch so ein bissle abgeschreckt.

Ein sehr gutes Argument keine Frage! Bin mir durchaus bewusst das wenn es mal fertig ist, irgendwann,
für das Geld auch mindestens 2stk. 50W Chinageräte hier stehen hätte. Und es nur weniger Mausklicks bedürfte...
Aber die Intension dahinter ist sich mit der Materie auseinander zusetzen und noch was zu lernen.

Zitat

Auch hat mich nachher das Gewicht doch ein klein wenig vernünftig werden lassen.

Sicher das Ding wird schwer.. Aber das Untergestell ist ein separates Bauteil, das Gehäuse oben ebenso.
Erst wird das Untergestell gebaut und dient mir als Arbeitsplatte für die weiteren Arbeiten.
Später soll er einen festen Platz in der Werkstatt haben.

Zitat

aber den Kompressor würde ich nicht mit verbauen, da wirst du nicht froh mit

Du meinst sicherlich wegen den Schwingungen und Resonanzen die auf das Gestell übertragen werden können...
habe ich mir auch schon fast gedacht. Deshalb mein Gedanke dort keinen Boden einzubauen und en Kompressor direkt
auf den Betonboden zu stellen, so das er quasi entkoppelt vom Gestell ist.

Zitat

Und ohne Drehbank und CNC Fräse würde ich das Projekt nicht anpacken. Zumindest sollte man in der Verwandt-/Bekanntschaft jemanden haben, der Spezielbauteile für kleines Geld fix fertigen kann.

Das ist nicht das Problem. Schwiegersohn ist Werkzeugmacher in einem kleineren Werkzeugbau-Unternehmen, mit einem Maschinenpark
da ist mir der Sabber aus dem Mund gelaufen als ich den gesehen habe . Mein Sohn macht seine Ausbildung in einer Maschinen und Anlagenbau Firma...
Und dann habe ich in der Bekanntschaft ein paar Rentner, alte gelernte Werkzeugmacher, haben zwar keine CNC-Maschinen.
Die haben aber ihre alten Drehbänke und Fräsen mit in die Rente genommen und sind über
jeden kleinen Auftrag froh mal wieder was machen zu können.


Im übrigen halten sich diese Bauteile im Rahmen. Es sind 5 Bauteile aus 5mm Aluminium die gefräst und gebohrt werden müssten.
Und 2 Linearwellen die jeweils einen Zapfen bekommen müssen zu Aufnahme der Pulley´s und in die Stehlager.
bzw. für die Wellenkupplung am Doubleshaft-NEMA an der Y-Achse.
Ein paar Teile Könnte ich auch drucken da sie keine großen dynamischen und statische Lasten übernehmen müssen.
Oder zumindest als Prototyp um zu testen....

Zitat

.....dann besser mit einem RF-CO2-Laser! .

darüber habe ich mir bis jetzt keine Gedanken gemacht und mich auch noch nicht damit beschäftigt....
Platz wäre ja.....und dann muss man einen finden, gebraucht evtl. was nicht gleich mit mehreren tausend Euro´s zu Buche schlägt..
vielleicht später....erstmal Grundgestell, Mechanik die sauber läuft.
Dazu erstmal das ganze an einem Arduino und CNC-Shield & Grbl .....

in diesem Sinne

Grüße

Mirko

Hallo,

Zitat

huch,ich sehe keine Diagonalstreben die solltest noch einplanen, wegen Steifigkeit und so

im Untergestell werde ich 8mm Platten in die Nuten einpassen als Scheibe...wenn´s immer noch wackeln sollte kommen ein paar Diagonalen rein.
Oben sind die Linke Seite, Rückwand und Boden als Scheibe gedacht, somit hab ich schonmal 3 Seiten die ausgesteift sind.
Desweiteren gibt es noch 2-3 Stellen wo Flächenelemente angebracht werden können..

Zitat

Das Gehäuse und Mechanik welche du da zeigst kann man für ~ 500€-600€ bauen

einschließlich vorhandenem Material an Profilen, Eckverbindern, Winkeln, Nutensteine usw. lieg ich momentan bei knapp 525€

Zitat

Der richtige Kostenfaktor ist der Laser und ich schätze du hast die Planung deshalb mit der Glasröhre gemacht weil diese deutlich günstiger sind, verständlich.

das ist genau mein Gedanke...

Zitat

Bedenke aber das du die Hauptkonstruktion (4 Ecken und Querverstrebungen am Boden und unter dem X-Y Tisch) aus anderen Profilen bauen solltest, sonst wird alles zu wenig verwindungsfest würde dir 80x80 empfehlen. https://www.myaluprofil.de/aluminiumprof…ut-8-i-typ.html

80x80 ist natürlich eine Hausnummer. Meinen letzten Drucker hab ich mit 2020 gebaut. Die wirken wie Spielzeug wenn ich die 3030 in die Hand nehm.
Am Boden sind 3060 (Farbe Grün)) geplant, ebenso unter der Y-Achse auf denen die MGN15 verschraubt sind. Weil ich die schon da hab und weil die Bracket´s für NEMA der Z-Achse besser passen. Ebenso in der Rückwand ein 3060 (Farbe Pink) und eins ist noch unter der CO2 Röhre in Y-Richtung. Eins könnte noch in die Vorderfront unter die Klappe....Aber ich lasse mich da gerne eines besseren belehren...

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Auf der anderen Seite, es sind Spannweiten in Y von knapp 500mm und in X von ca. 1100mm. Die bewegte Masse die beschleunigt und abgebremmst werden muss auf der X-Achse der Laserkopf und auf der Y-Achse die X-Achse und ein NEMA17/23 ein bisschen Schleppkette, Kabel und Luftschlauch.
Im Gegensatz zu einer CNC wo auf Y das ganze Portal der X-Achse lastet einschließlich massiver Z-Achse und einer Spindel....
Die größten Beschleunigungen, Abbremsen und Geschwindigkeiten sind auf X, beim gravieren. Beim schneiden geht es ja auf beiden Achsen eher gemächlich zu. Auch im Vergleich zu einem 3D-Drucker mit seinen ständigen Richtungswechsel in X & Y.
Z ist fast ganz zu vernachlässigen, da muß nur der Tisch oben gehalten werden

Zitat

Ich kann nur für deine Konstruktion sprechen, die wird gut und je nachdem wie gut du alles Baust auch für Präzisionsanwendungen mehr als ausreichend.

man kann zwar auf 1/1000 oder 1/100 planen, bekommt man aber mit Hausmitteln eh nicht hin. Da bin ich Realist. Aber auf 1/10mm - 2/10mm zu bauen geht schon. Ebenfalls die selbe Wiederholgenauigkeit wären schon ein Traum.

Da macht man sich aber schon wieder die nächste Baustelle auf. Die Wahl des Microsteppings der Schrittmotoren (0,9° 1,8°) einhergehend mit der Wahl der Riemen und Pulley´s damit in der Auflösung Steps / mm keine krummen Zahlen rauskommen.
Als Beispiel: mit GT2
1,8° Motor 1/4 Microstepping 16er Pulley 25 Schritte /mm Auflösung 0,4mm

1,8° Motor 1/8 Microstepping 16er Pulley 50 Schritte /mm Auflösung 0,2mm

1,8° Motor 1/16 Microstepping 16er Pulley 100 Schritte /mm Auflösung 0,1mm
1,8° Motor 1/32 Microstepping 16er Pulley 200 Schritte /mm Auflösung 0,05mm

1,8° Motor 1/32 Microstepping 32er Pulley 100 Schritte /mm Auflösung 0,1mm



0,9° Motor 1/16 Microstepping 16er Pulley 200 Schritte /mm Auflösung 0,05mm

0,9° Motor 1/16 Microstepping 32er Pulley 200 Schritte /mm Auflösung 0,1mm

0,9° Motor 1/32 Microstepping 32er Pulley 200 Schritte /mm Auflösung 0,05mm



Bevorzugen würd ich ein 32 Pulley, lauft aus dem Bauch raus etwas smoother...
Bedeutet aber in meiner Konstruktion, das die Stehlager höher gesetzt werden müssen, was wiederum bedeutet das sie mit anderen Bauteilen kollidieren usw. usw....


Weiter geht es mit den Riemen, vom 3D Druck her kenn ich die GT2 6mm Pitch 2mm damit gehen die obigen Rechnungen auch so schön auf..
Mit HDT 3M sieht die Welt ganz anders aus, Ok kann man glaube ich irgendwo in den Vendor-Settings einstellen, hab ich zumindest in irgendeinem Video gesehen. 6mm gehen maximal auf Y da die Verfahrwege nicht so groß sind. Auf Y dann mindestens 9/12/15mm..
HDT 3M gibt es in Deutschland nicht als Meterware, zumindest hab ich keine gefunden..


so das war es erstmal, für heute
Ist ein wenig länger geworden. Aber wie man sieht ist es nicht einfach damit getan einfach einen Rahmen zu planen und zu bauen.
Zusammen gespaxt ist das Ding schnell aber da sind so viele Dinge an die gedacht werden muß....
Ein paar Gedanken hab ich mir schon gemacht...


in diesem Sinne


Grüße
Mirko

Hallo,

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Moin erstmal, Respekt vor so viel Planungsleistung. Ich fange immer erst an zu planen wenn es zu spät ist

Danke, es waren schon ein paar Tage mit vielen Irrungen und Wendungen, das ist Version 21.....
aber man kann planen wie man will, zum Schluß kommt es eh anders

Zitat

Überlege wirklich mal ob Du das Geld für eine RF Röhre nicht doch investieren willst. Die sind bei geringeren Leistungen luftgekühlt, Du brauchst keinen blöden Chiller und hast vor allem keine 40kV durchs Haus flitzen. Wenn es Dich einmal zwackt, wirst Du an diesen Post denken..

erstmal nicht angedacht.....die Preise schrecken mich dann doch etwas ab....vieleicht später und dann gebraucht...irgndwann

Zitat

Eine "krumme" Schrittlänge biegst Du Dir im Controllersetup wieder geradem, wenn Du die Kalibrierung machst.

ja kann man machen : (geforderte Länge / reale Länge ) * aktuelle Schritte = neue Steps
So kenn ich es vom 3D-Drucker...ich bin eher der Freund von graden Zahlen & Steps
mag Quatsch sein....

Zitat

Verstehe ich nicht, Du gehst doch nicht direkt auf die Welle sondern willst doch nochmal vorher untersetzen?

das wollte ich eigentlich umgehen, Ich frag mich eh die ganze Zeit warum das immer nochmal untersetzt wird....

Zitat

Die kleinen Nemas haben doch nicht genug Drehmoment.

wie bereit gesagt, frag ich mich warum das immer untersetzt wird.

NEMA17 hört sich klein an...im Gegensatz zu NEMA23
Ein ST4118L3004-A 1.8° hat 50Ncm bei 3A / 24V, die hat er noch bei 600 U/min also 10 U/sec.


[Blockierte Grafik: https://up.picr.de/37871551gj.jpg]


Für den Preis bekommt man ein 5er Pack Nema17 bei Ebay.
Nimmt man nun ein GT2 Ritzel mit 20 Zähnen dann entspricht das 40mm pro Umdrehung folglich kommt man theoretisch auf 400mm/sec...


Jetzt nehmen wir mal einen NEMA23 groß und stark.... und Untersetzen das ganz noch, am Motor 20Z auf der Welle 60Z
Untersetzung 3:1. Eine Umdrehung = 60Z*2mm = 120mm das ganze *4 kommt man auf 480mm/sec..theoretisch
Jetzt haben wir ja noch die Untersetzung, der Stepper muss sich 12 x drehen (3x4) um auf die 480mm/sec zu kommen.
12U/sec. = 720U/min und wenn man sich jetzt die Kennlinien der NEMA23 anschaut 4,2A 24V :

[Blockierte Grafik: https://up.picr.de/37871503kz.jpg]

das sind nur noch 55Ncm....


bei 48V sieht es wesentlich besser aus:


[Blockierte Grafik: https://up.picr.de/37871520yo.jpg]



[Blockierte Grafik: https://up.picr.de/37871531ks.jpg]



Quelle: https://de.nanotec.com/

Jetzt hat man ja noch seine Untersetzung, erst dadurch kommt man wieder auf das Drehmoment das man vorher durch die U/min verloren hat..
Das ist zumindest meine Theorie.

Wie schonmal geschrieben ich bin weder Dipl.Ing noch hab ich das studiert...
Falls ich Mist geschrieben hab oder es fehlerhaft ist, korrigiert mich bitte!!!!!

Weiter oben hab ich es schonmal geschrieben. Diese Geschwindigkeiten(300/400/500mm/sec) benötigt man ja nur auf der X-Achse beim gravieren
Beim Schneiden kommt man doch so auf 5/10/5/20/25mm/sec auf beiden Achsen. Und es werden keinen großartigen Massen durch die Gegend spazieren gefahren...

Zitat

Hab mein Gestell aus 40x40 Profil 8 von item gebaut. liegt aber auch daran, dass ich diese Profile teilweise liegen hatte.

ich nehm das 3030 auch nur weil ich es schon liegen hatte. Auf der anderen Seite ist es gut je schwerer es ist desto stabiler
und was schwerer ist schwingt weniger...imho

Zitat

hol des Immer auf dem Schrottplatz

dieses Glück hatte ich noch nicht..

in diesem Sinne

Grüße

Mirko

Hallo,

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Google mal End CNC da kannst Du einiges über Stepper/Servos lernen

Die Videos kenne ich, den Kanal hab ich schon länger abboniert.
Interessant zum Thema Schrittmotoren ist ebenfalls dies hier:

Vergleich von Schrittmotoren - Teil 1

Zitat

Was die Nummer mit den geraden Zahlen angeht, das würde ich ganz schnell vergessen oder Du hast tatsächlich Pulleys und Riemen mit extrem geringen Toleranzen, die sonst niemand hier hat.

ich hab ganz normale Pulley´s ...
und ja ich vergesse es erst einmal und ich glaub ich hab da was verwechselt und mich auch noch falsch ausgedrückt

Danke für´s wachrütteln !

Grüße
Mirko

Hallo,

Zitat

nach unten lässt um vielleicht den Hub voll und ganz auszunutzen. Warum nur 20cm?

die 20cm haben sich aus meinen vorhandenen Profilen ergeben.
Mit etwas Mut und guten Willen und ein paar Änderung kitzel ich noch 2cm raus.
Aber wofür? Sperrholz 3-5mm......?

ca. 7 cm habe ich allerdings "Verlust" in der Höhe durch die 45° Ecke / Kante

Zitat

Am Ende läuft es wahrscheinlich auf die gleiche Konstruktion hin wie alle gebaut sind.

???Jetzt hat mich der Corona-Virus auch erwischt....
Naja nicht persönlich. Der Händler bei dem ich immer meine Linearführungen in China bestell,

hat jetzt schon das zweite mal den Liefertermin verschoben..

Zitat

Sorry to inform you that the MGN15 linear rail takes about 20-30 days I can expect.

Do you want to cancel?

Ich brauch noch eine 1100mm lange MGN15H. Bin schon kurz davor eine HGR15 bei CNC-Discount zu bestellen..
Die sind aber recht klobig und 12mm höher, zumindest das Lochmaß würde passen..
Und irgendeine beim Ali zu bestellen ist mir zu riskant....

Grüße
Mirko