K40 FokusPunkt Dicke / Spot Size?

phil_88 · 23. Juli 2020

Guten Morgen Ihr Lieben,
ich hab mal eine Frage zu meinem K40. Bei den typischen 50,8mm Linsen ... Wie dick ist da in etwa der Fokuspunkt?!
Sind 0,1mm realistisch?!

Denn ich würde gern meine DPI Zahl entsprechend meiner Fokuspunkt-Dicke anpassen, um das Gravurergebnis (hoffentlich) zu optimieren.

Denn 300dpi ergeben ja einen Zeilenabstand von 0,085mm ... Macht ja aber bei einer Fokusgröße von zB 0,1mm keinen Sinn. Da kann man die Bildauflösung ja entsprechend anpassen.

Wirklich fündig bin ich bisher nicht geworden! Default settings in meiner Software sind 0,1mm. Hab irgendwie mal gelesen, dass 0,15mm wohl ein gängiges Maß sein könnte ... andere schreiben von 0,2mm ... gibt es da was halbwegs belastbares oder irgendwie etwas, wie ich das ruasfinden könnte?!

JoJo · 23. Juli 2020

Zitat von phil_88

Denn 300dpi ergeben ja einen Zeilenabstand von 0,085mm ... Macht ja aber bei einer Fokusgröße von zB 0,1mm keinen Sinn. Da kann man die Bildauflösung ja entsprechend anpassen.

Die Fokusgröße gibt nur einen mittleren Wert des Flecks an, in welchem die Leistung insgesamt unregelmäßig (gaußförmig) verteilt ist.
Die wahre Strichbreite einer Gravur hängt auch von der Leistung und der Empfindlichkeit des Materials ab.
So wie sich mit kleiner Leistung einen dünnen Strich und mit viel Leistung einen dicken Strich gravieren lässt (bei gleichem Fokus).
Eine gewisse Überlappung muss im Endergebnis nicht unbedingt sichtbar sein.
Ich kann auch mit einem 0,2mm Spot 300 DPI lasern, wenn die Leistung exakt angepasst ist. Der Randbereich, der überlappt, muss nicht unbedingt eine Auswirkung aufs Material haben.
Der Fokusdurchmesser hängt vom Strahldurchmesser des Lasers und der der Linse ab. Bei 50mm Linse käme man bei 6mm Strahldurchmesser nicht unter 0,1mm. Bei dünnerem Strahl proportional mehr. Wie gesagt: Der Spotdurchmesser bezieht sich auf einen Querschnittsbereich in der Gausskurve der Intensitätsverteilung.

Gruß
Joachim

phil_88 · 23. Juli 2020

Zitat von JoJo

Die Fokusgröße gibt nur einen mittleren Wert des Flecks an, in welchem die Leistung insgesamt unregelmäßig (gaußförmig) verteilt ist.
Die wahre Strichbreite einer Gravur hängt auch von der Leistung und der Empfindlichkeit des Materials ab.
So wie sich mit kleiner Leistung einen dünnen Strich und mit viel Leistung einen dicken Strich gravieren lässt (bei gleichem Fokus).
Eine gewisse Überlappung muss im Endergebnis nicht unbedingt sichtbar sein.
Ich kann auch mit einem 0,2mm Spot 300 DPI lasern, wenn die Leistung exakt angepasst ist. Der Randbereich, der überlappt, muss nicht unbedingt eine Auswirkung aufs Material haben.
Der Fokusdurchmesser hängt vom Strahldurchmesser des Lasers und der der Linse ab. Bei 50mm Linse käme man bei 6mm Strahldurchmesser nicht unter 0,1mm. Bei dünnerem Strahl proportional mehr. Wie gesagt: Der Spotdurchmesser bezieht sich auf einen Querschnittsbereich in der Gausskurve der Intensitätsverteilung.

Gruß
Joachim

Alles anzeigen

Ok Danke für die Aufklärung
In LaserWeb kann man den Durchmesser des Laser Beams angeben! Da kann ich quasi irgendeinen Wert eintragen, ist primär nicht so wichtig und dann lieber entsprechend den "Zeilenabstand" passend zum DPI-Wert des Bildes eingeben?!

Bei Vektorgravur hat sich 0,1 als ganz praktikabler Abstand herausgestellt.

JoJo · 23. Juli 2020

Die besten Rasterbildergebnisse bekommt man, wenn man die Zeilenauflösung anhand der wirklichen mechanischen Auflösung der Maschine einstellt.
Bzw. wenn die Zeilenauflösung des Bildes ein Vielfaches von der Maschinenauflösung ist.
Dafür muss man aber wissen, wie viele Steps /mm die Motoren an der Maschine machen.
Wenn meine Maschine z.B. 80 Steps /mm macht, kann ich bedenkenlos 8, 10 oder 20 oder meinetwegen auch 40 Linien/mm vorgeben.
Wenn aber bei der Anzahl Steps/mm der Motoren durch die Linien/mm kein ganzzahliger Wert rauskommt, dann wird der Lasercontroller die Bildpixel interpolieren, was mitunter zu hässlichen Artefakten führt.

Der Spotdurchmesser hat dabei zunächst wirklich eher eine untergeordnete Rolle. Eine gewisse Überlappung der Zeilen sollte durch den Spot aber vorhanden sein.
Bei meinem Diodenlaser mache ich es so:
Die mechanische Auflösung ist 80 Steps /mm, also theoretisch 2032 DPI.
Die praktikable höchste Auflösung durch den Spot ist irgendwo zwischen 15 und 20 Linien /mm. Das Verhältnis 80/20 ist ganzzahlig also keine Interpolationsprobleme.
20 L/mm sind 508 DPI.
Mit diesem Wert erstelle ich dann alle Grafiken, z.B. Bitmaps. Dann passt alles exakt.
Selbst wenn ich dann mit diesen Vorlagen mal eine halbe Auflösung von 0,1mm lasere (wenns mal wieder schnell gehen soll), habe ich totzdem ein ganzzahliges Verhältnis zum Antrieb. Die Software wird dann keine komischen Effekte hineininterpolieren.
Mein Laserspot ist dabei immer gleich.
Würde ich aber nun eine 300 DPI Vorlage nehmen, dann habe ich ein Verhältnis Maschinen-DPI 2032 / Bild-DPI 300 = 6,77333....
Mein Bild wird "irgendwie" interpoliert und im schlimmsten Fall gibt es Moiree-Effekte oder Treppenartefakte.

Bei 10 Linien/mm zeigen sich bei mir schon erste Zeileneffekte durch Abstände, weil der Laserspot kleiner als 0,1mm ist. Bei 20 Linien/mm ergibt sich eine Überlappung, welche aber die Bildqualität nicht negativ beeinflusst, sondern alles gleichmäßiger macht.

Am wichtigsten ist der Zusammenhang der wirklichen DPI-Auflösung der Maschine zu der DPI-Auflösung der Grafik.
Die meiste Software murkst sonst irgendetwas mit der Vorlage herum.

In einfachen Fällen wird es keiner merken, aber bei etwas anspruchsvolleren Objekten, wie z.B. Druckplatten oder Stempel merkt man den Unterschied.
Leider gibt es auch Software, die immer irgendwas am Bild interpoliert. So vergleicht manche Software die Ziel- und Vorlagengröße anhand von Gleitkomma-Werten und erhält dann durch Rechenungenauigkeit z.B. einen Skalierungsfaktor von 1,0000001 oder 0,99999999, obwohl man penibel auf ein 1:1 Verhältnis geachtet hat. Das passiert z.B. bei der Software "LaserGRBL" ständig.

Es gibt einfach nichts erfrischenderess, als wenn eine Software in eine präzise Strichzeichnung irgendwelche Grauwertpixel reininterpoliert
Gruß
Joachim

phil_88 · 23. Juli 2020

Zitat von JoJo

Die besten Rasterbildergebnisse bekommt man, wenn man die Zeilenauflösung anhand der wirklichen mechanischen Auflösung der Maschine einstellt.
Bzw. wenn die Zeilenauflösung des Bildes ein Vielfaches von der Maschinenauflösung ist.
Dafür muss man aber wissen, wie viele Steps /mm die Motoren an der Maschine machen.
Wenn meine Maschine z.B. 80 Steps /mm macht, kann ich bedenkenlos 8, 10 oder 20 oder meinetwegen auch 40 Linien/mm vorgeben.
Wenn aber bei der Anzahl Steps/mm der Motoren durch die Linien/mm kein ganzzahliger Wert rauskommt, dann wird der Lasercontroller die Bildpixel interpolieren, was mitunter zu hässlichen Artefakten führt.

Der Spotdurchmesser hat dabei zunächst wirklich eher eine untergeordnete Rolle. Eine gewisse Überlappung der Zeilen sollte durch den Spot aber vorhanden sein.
Bei meinem Diodenlaser mache ich es so:
Die mechanische Auflösung ist 80 Steps /mm, also theoretisch 2032 DPI.
Die praktikable höchste Auflösung durch den Spot ist irgendwo zwischen 15 und 20 Linien /mm. Das Verhältnis 80/20 ist ganzzahlig also keine Interpolationsprobleme.
20 L/mm sind 508 DPI.
Mit diesem Wert erstelle ich dann alle Grafiken, z.B. Bitmaps. Dann passt alles exakt.
Selbst wenn ich dann mit diesen Vorlagen mal eine halbe Auflösung von 0,1mm lasere (wenns mal wieder schnell gehen soll), habe ich totzdem ein ganzzahliges Verhältnis zum Antrieb. Die Software wird dann keine komischen Effekte hineininterpolieren.
Mein Laserspot ist dabei immer gleich.
Würde ich aber nun eine 300 DPI Vorlage nehmen, dann habe ich ein Verhältnis Maschinen-DPI 2032 / Bild-DPI 300 = 6,77333....
Mein Bild wird "irgendwie" interpoliert und im schlimmsten Fall gibt es Moiree-Effekte oder Treppenartefakte.

Bei 10 Linien/mm zeigen sich bei mir schon erste Zeileneffekte durch Abstände, weil der Laserspot kleiner als 0,1mm ist. Bei 20 Linien/mm ergibt sich eine Überlappung, welche aber die Bildqualität nicht negativ beeinflusst, sondern alles gleichmäßiger macht.

Am wichtigsten ist der Zusammenhang der wirklichen DPI-Auflösung der Maschine zu der DPI-Auflösung der Grafik.
Die meiste Software murkst sonst irgendetwas mit der Vorlage herum.

In einfachen Fällen wird es keiner merken, aber bei etwas anspruchsvolleren Objekten, wie z.B. Druckplatten oder Stempel merkt man den Unterschied.
Leider gibt es auch Software, die immer irgendwas am Bild interpoliert. So vergleicht manche Software die Ziel- und Vorlagengröße anhand von Gleitkomma-Werten und erhält dann durch Rechenungenauigkeit z.B. einen Skalierungsfaktor von 1,0000001 oder 0,99999999, obwohl man penibel auf ein 1:1 Verhältnis geachtet hat. Das passiert z.B. bei der Software "LaserGRBL" ständig.

Es gibt einfach nichts erfrischenderess, als wenn eine Software in eine präzise Strichzeichnung irgendwelche Grauwertpixel reininterpoliert
Gruß
Joachim

Alles anzeigen

Ok also technisch hab ich das jetzt halbwegs verstanden!
Aber woher nehm ich denn jetzt die Anzahl der steps meiner Motoren?
Sorry ich bin echt noch neu in der Materie und muss noch viel lernen!

Und ich dachte es gibt ne Art „faustformel“ für halbwegs gescheite Ergebnisse

Danceman · 24. Juli 2020

Zitat

Sorry ich bin echt noch neu in der Materie und muss noch viel lernen!

Wenn du eine Antwort gelesen hast musst du auch nicht den ganzen Text als Zitat nochmal wieder einfügen um zu antworten. Das macht es ziemlich unübersichtlich. Zudem lese ich persönlich sowas unübersichtliches total ungern...
Allgemein nutz man "Zitate" einzig dafür um kurz zu wiederholen worauf sich die dann folgende Antwort bezieht. So wie ich es hier jetzt auch mache.

Aber sei dir sicher: Es gibt noch schlimmere die den ganzen Text zitieren und dann unerkennbar im Zitat ihre Antworten verstecken. Die lese ich dann überhaupt nicht mehr, weil ich mir dann ziemlich "auf den Arm genommen" vorkomme...