Лазерный гравер с лазером мощностью 10 Ватт

У меня уже есть обзор гравера-конструктора с мощностью излучателя 2.5 Ватта. И вот так получилось, что попал ко мне подобный гравер, но в четыре раза мощнее, хотя и со своими особенностями.
Все о гравере и его особенностях, как всегда под катом.


Гравер я покупал относительно давно, не для себя, но так получилось что пока он задержался у меня дома и не написать о нем было бы неправильно :)

Предысторию рассказывать не буду, потому перейду сразу к собственно обзору, который начну с распаковки.

Не пугайтесь, посылка шла не DHLем, с его расценками он скорее всего вышел бы золотым, доставка была службой Новая почта.
Коробка ощутимо большая и весьма увесистая.


На самом деле производителю (скорее всего это его упаковка) надо ы немного подумать над коробкой, так как размер гравера и коробки немного не сопоставимы и при желании объем можно уменьшить раза в полтора.
Внутри была куча упаковочного материала вплоть до китайских газет, упаковщик постарался на славу, вопросов нет.


Технические характеристики:
Мощность длительная — 6 Ватт
Мощность пиковая — 10 Ватт
Длина волны лазера — предположительно 450нм.
Рабочая зона — 140х200мм
Размеры гравера — 320х295х195мм.

Комплект не то чтобы совсем большой, но и маленьким его точно не назовешь.
1. Рама гравера
2. Лазерный модуль с поперечиной портала
3. Подъемный механизм
4. Блок питания
5. Очки
6. Флешка с ПО
7. Два переходника на евро розетку
8. Конвертер USB- RS232 TTL
9. Проставки 3 штуки
10. Комплект железок для теста

Пункты 1 и 2 на этом фото отсутствуют, покажу их немного позже.


Как и положено, в комплекте дали защитные очки с регулируемыми дужками, точно такие как были в прошлый раз и также как и в прошлый раз мне пришлось дужки высунуть на полную длину.
ПО в этот раз было записано на флешку, на вид весьма неплохую, но имеющую объем всего в 128 МБ, по своему нормально, китайские производители просто избавляются от старых флешек, но с другой стороны это гораздо удобнее чем компакт диски, потому как уже далеко не у всех есть приводы куда их можно вставить :)
Подключение к компьютеру осуществляется через USB-RS232 TTL конвертер, причем на стороне гравера обычный плоский разъем, что очень неудобно по двум причинам — его можно уставить неправильно и фиксируется в разъеме он не очень крепко.


Если в прошлый раз в комплекте давали маленькие деревяшки и картонки, чтобы попробовать работу гравера, то в этот раз дали металлические пластинки.


В списке комплектации я написал что дали проставки. Дело в том, что фокус у данного лазера фиксированный и если в прошлый раз надо было регулировать его «по месту», то в данном случае все наоборот, регулировка производится приближением или удалением заготовки от лазера. Проставка имеет длину 18мм, именно на такое расстояние и настроена фокусировка лазера. Вы вставляете ее между деталью и лазерным излучателем и выставляете расстояние так чтобы в него плотно вставлялась проставка.
На одной из тестовых пластинок уже была тестовая гравировка от производителя, я попробую сделать нечто похожее.

У блока питания вилка питания с плоскими штырями, зато в комплекте дали аж два переходника :) Черный от производителя гравера, белый от магазина. Могу сразу сказать, что черный можно выкинуть, так как в нормальную розетку он просто не станет.
Блок питания имеет выходное напряжение 12 Вольт и максимальный ток в 4 Ампера.


Выше я написал, что регулировка у данного гравера производится приближением/удалением заготовки, для этого дали вот такой подъемный механизм.


Диапазон регулировки более чем достаточен для данного гравера, но не обошлось и без минусов. У старого гравера я могу положить заготовку просто на стол, а мог вообще поставить сам гравер на произвольное место заготовки, в данном случае придется класть заготовку на столик размером примерно 10х10см, что не очень удобно. Также отмечу довольно тяжелый ход регулировочного винта, но возможно постепенно механизм разработается.


В качестве профилактики и удовлетворения любопытства лезем внутр блока питания, правда для этого придется воспользоваться молотком и каким нибудь старым ножом.
Внутри мы видим, что плата и корпус явно не предназначались изначально друг для друга.


Блок питания явно из какого-то оборудования, но на вид неплох, очень неплох.


На входе присутствует полноценный сетевой фильтр и даже варистор, что вообще встречается крайне редко.
Вот только провода 220 Вольт припаяны не на родные места, а просто снизу платы, огрызки старых проводов даже не потрудились удалить.


Блок питания явно от какого-то фирменного устройства, на входе качественный конденсатор емкостью 47мкФ, правда это впритык для заявленных 48 Ватт.
Маркировка высоковольтного транзистора осталась неизвестной, хотя я его и пробовал отмыть.
Выходные конденсаторы также фирменные, и рядом также есть пара откушенных проводов.
Рискну предположить, что судя по маркировке этот БП изначально имел выходной ток в 2 Ампера.


Что интересно, к плате припаяно два светодиода, справа судя по всему родной, а слева уже добавлен.


Плата снизу ничего особенного из себя не представляет, обычная плата от нормального блока питания, мелкий шестиногий ШИМ контроллер и жменька деталей.


С описанием комплекта закончил, можно перейти к граверу.
Если в прошлый раз я собирал все из конструктора, то в данном случае продается практически собранный комплект, состоящий всего из двух частей — рамы и поперечины портала.
Т.е. вся конструкция полностью идентична предыдущей, но просто ее уже изначально собрали для удобства.
На вид смотрится красиво, черный акрил+ черненый алюминиевый профиль, на функциональности это конечно никак не отражается, но к внешнему виду вопросов пока нет.


Применены три шаговых двигателя не совсем привычной конструкции, позже я покажу их маркировку.
Пара двигателей перемещает вертикальные стойки портала, а один двигает собственно механизм с лазерным модулем.


Привод как и раньше, при помощи ремня, только в этот раз применены другие ролики.


Все ремни имеют относительно удобный принцип регулировки натяжения, но также отмечу, что все было уже отрегулировано «из коробки».
А вот за разъемы, а точнее за систему подключения к разъемам, я бы дал производителю по рукам, ну вот как так можно? Где нормальный штекер?


Провода от обоих двигателей в итоге сходятся на один восьмиконтактный разъем для подключения к плате управления.


Плата управления расположена на одной из коротких сторон рамы, у меня так получилось, что она будет находиться сзади, но при желании можно поставить гравер платой вперед, хотя это не очень эстетично.


Насчет крепежа платы к раме никто не заморачивался, она просто приклеена на двухсторонний скотч к акриловому основанию. Я не скажу что хочу придраться, но на мой личный взгляд у устройства с весьма немаленькой стоимостью можно было сделать и аккуратнее.


1. Драйверы двигателей на известной микросхеме — 4988ET — даташит
2. В качестве управляющего контроллера применена не привычная многим Ардуина, а довольно редкий микроконтроллер STC15W404AS, нашел даташит на китайском.


Вот и добрался я до ключевого узла. Ключевого потому, что он и определяет стоимость всего комплекта, так как рама, двигатели, блок питания и т.д. составляют лишь малую часть общей стоимости. Лазерный модуль является самой дорогой частью всего изделия.
Здесь также уже все собрано в один узел, собственно сам лазерный излучатель, механизм перемещения и алюминиевый профиль на котором все это установлено.


В описании магазина указана мощность в 10Ватт, эта же мощность указана и в заголовке. Но на странице магазина вы найдете информацию что:
Мощность лазера
Импульсная 10W
Средняя 6W
18mm фокусное расстояние

В интернете была найдена косвенная информация, что применен лазерный модуль NUBM44, который имеет мощность 6 Ватт, что по сути и написано в заявленных характеристиках.
Формально придраться особо не к чему, 10 Ватт можно получить в импульсе, но пытаться длительно работать на полной мощности чревато выходом его из строя, светить будет, но резать или гравировать уже нет.


На корпусе лазерного излучателя (а точнее его радиатора) закреплена плата драйвера.


Мне попадались обзоры подобных граверов, но плата там была явно проще и меньше. Кроме того могу отметить довольно аккуратную сборку, а также качественный входной конденсатор емкостью 1000мкФ и напряжением 35 Вольт.


Сверху расположен приличных размеров вентилятор для обдува радиатора, попутно он сдувает дым из области резки.


Вентилятор закрыт защитной решеткой. Предположу что применен подшипник качения, а не скольжения.


1. Судя по внешнему виду, вентилятор явно БУ, а судя по уровню шума скорее всего от какого то сервера. Хотя нет, в серверах вентиляторы вроде тише. Вентилятор конечно производительный, спору нет, но шум от него стоит такой, что о работе ночью можно забыть раз и навсегда, ну по крайней мере о работе в жилом помещении.
Но вентилятор явно фирменный, производства Sanyo Denki, вентиляторы этой фирмы обычно идет в комплекте к радиаторами процессоров Intel, по надежности вопросов к нему нет, даже к БУ.
2. Шаговые двигатели имеют маркировку — 36H22HM, судя по данным из интернета угол поворота 0.9 градуса на один шаг. Судя по дате выпуска подозреваю, что также от какого-то оборудования.


Мелочь конечно, но снизу приклеены резиновые ножки, заметил когда тягал гравер по столу, маааленький, но плюс :)


Одна из основных частей сборки заключается в установке верхней части портала между боковыми стойками и закручивании четырех винтиков, винтики естественно идут в комплекте :)


У меня все прошло нормально, но на всякий случай следует убедиться, что ремни стоят ровно и не «убегают» к краям приводных роликов.



Дальше следует подключить провода к плате управления. С одной стороны все легко и просто, есть провода с разъемами и есть плата с соответствующими ответными частями для этих разъемов.
Правда вид всей этой конструкции навевает грусть, в прошлый раз все было гораздо аккуратнее, здесь же провода в итоге висят как..., в общем абы как.


На флешке была инструкция по подключению и настройке — скачать, где присутствует фото с описанием подключения. Вроде все просто и прозрачно, вот разъемы, вот провода по цветам.


Но в реальности цвета совпадают только у двух разъемов из четырех.
Слева направо:
1. Разъем питания лазерного модуля и вентилятора, неправильно вставить очень тяжело так как разъем имеет ключ.
2. Разъем двигателей портала, установил чисто интуитивно, просто по ориентации самого разъема. Дело в том, что у штекера одна сторона гладкая, а на второй присутствуют отверстия для защелок контактов.
3. Разъем подключения привода лазерного модуля, все аналогично пп2.
4. USB, а точнее RS232 ttl, подключал как на картинке выше, здесь цвета совпадают.

К пятому разъему подключается питание, но здесь тяжело накосячить, упомяну лишь что вход стандартный, плюс внутри.

Как ни странно, все завелось мало того что сразу, так еще и все двигалось в нужных направлениях.


Так выглядит собранный и подключенный комплект со стороны платы, вид конечно грубый и некрасивый.


Собственно потому я и повернул гравер другой стороной к себе, тем более что именно в таком положении оси двигаются так, как задумано.
В общем по сути это и есть его рабочее положение, подставка также установлена так как задумано, потому проявился второй минус, сначала надо регулировать высоту, а только потом положение подставки, иначе не всегда удобно.


При попытке выставить высоту наступил на ошибку в сборке. Причем не мою ошибку, а производителя. Лазерный модуль можно закрепить в двух положениях, выше и ниже. Реализуется это благодаря тому, что у модуля шесть отверстий для фиксации, а у механизма только четыре.
Если установить модуль в верхнее положение, то работать не получится, будет мешать сам механизм перемещения, вернее не выйдет выставить расстояние в 18мм между заготовкой и лазером.
Как говорится, угадайте как изначально стоял модуль? Конечно неправильно, причем что характерно, на фото в магазине он также стоит неправильно…
В общем отвертка, минута делов и все стоит как надо.


Немного о программном обеспечении. На всякий случай все, что было на флешке, я выложил на яндекс диск.
В комплекте идет драйвер и довольно интересная программа для работы с гравером.

Из плюсов отмечу то, что мне вообще ничего не надо было настраивать, драйвер у меня уже стоит давно, так как он используется и с другими устройствами, а ПО просто «включил и работай», его даже устанавливать не надо, просто запустить. Мне даже не пришлось выбирать номер порта, мало того, у ПО даже нет такой настройки!


Программа по своему очень удобная, позволяет менять масштаб изображения, осуществлять поворот на произвольный угол, отображать изображение зеркально верх/низ и лево/право, а также регулировать мощность лазера, время импульса, скорость работы, причем три последних пункта можно делать в «онлайн» режиме, т.е. прямо во время работы.
По завершении можно выбрать режим обрезки готового рисунка по периметру.
Есть и выбор стратегии печати, особенно удобен режим «короткий путь» (Shortest path), который сильно ускоряет «печать» простых рисунков в растровом режиме.


Но не обошлось и без неудобств.
1. Не все настройки понятны, например движок 0-255 и режим с «качелькой» справа от регулировки мощности лазера.
2. Регулировка скорости ну очень плавная и потому особого смысла не имеет, между минимумом и максимум разница от силы в два раза.
3. Вылеты ПО. Нет, в процессе «печати» ПО работает отлично и стабильно, но если попытаться открыть новое изображение, но примерно 7 раз из 10 все закончится полным зависанием. Причем если открыть ПО не из под админа, то шанс увеличивается вплоть до 9.9 из 10. Проблему пока не решил, хотя тягал папку с программой по разным дискам.


Также в комплекте было еще две программы для подготовки изображений, одна из них inkscape, думаю знакома тем кто пользуется граверами, а вот вторую, XnSketch, я увидел впервые.
Также довольно удобная и простая программа для подготовки изображений. Позволяет применять разные эффекты, но так как гравер «черно белый), то большая часть не пригодится. И также как программа управления, не требует установки.


В процессе экспериментов запустил эмуляцию работы, без лазера, для измерения времени „печати“. При таких настройках, как показаны на скриншоте, гравировка изображения размером 33х50мм (примерно спичечный коробок) заняла бы почти час. Но это растровый режим, потому лазер печатает построчно, в данном случае с шагом 0.1мм. Если повысить разрешение, то скорость гравировки пропорционально упадет, потому не стоит гнаться за высоким разрешением если оно не необходимо реально.


Вот теперь можно немного и „позажигать“ :)

ВНИМАНИЕ, устройство содержит в своем составе лазерный излучатель большой мощности.
В связи с этим крайне опасно находится рядом (даже в одном помещении) с работающим устройством без защитных очков.
Помните, на лазер посмотреть можно всего два раза в жизни.
И это не шутка и не перестраховка, лазер такой мощности действительно крайне опасен!



Для начала проверка в векторном режиме. Я уже как-то объяснял, в этом режиме изображение рисуется по линиям, примерно как черчение карандашом, лазер включается в начале линии, выключается в конце.

Диаметр рисунка 56мм, материал заготовки — сосна.


Видно что в поле рисунка попал сучок, где рез не прошел. Мощность была около 75% (точно не помню)
Если кажется что гравировка плоская, то поясню, глубина прожига около 1-1.5мм.


Здесь я решил попробовать растровую гравировку. В данном случае изображение рисуется построчно, по типу принтера, где по ходу движения меняется яркость. Если попадается место, где лазер нужно выключить, то гравер увеличивает скорость перемещения и это немного ускоряет процесс.


Изображение было подобрано не очень удачно, так как полутона явно не для лазерного гравера. Впрочем после некоторой тренировки можно качество поднять.
Для ускорения работы гравировка шла с шагом 0.15мм, это самый крупный шаг и потому получилось грубовато, заметна „полосатость“ изображения. Но вообще скажу, фото не передает всей картины, так как рисунок вышел не в видео полутонов, а в идео объемной картинки, там где темнее — прорез глубже.


Растровый режим самый медленный, гравировка этого изображения заняла 23 минуты, при этом была выставлена максимальная скорость и самое низкое разрешение.


Вот так это выглядело в реальности. Прошу прощения за низкое качество видео, фотоаппарату также пришлось нацепить очки, побоялся за матрицу.
Первая часть — векторный режим.
Вторая часть — растровый режим, но так как процесс долгий, то пришлось лишнее вырезать.


Выше я писал, что есть три варианта растрового режима работы, поясню.
1. Кратчайший путь, построчно рисуется каждая линия, т.е. лазер ездит влево/вправо, но в пределах одной линии, постепенно смещаясь вниз, потом переходит на следующую линию.
Преимущество — выше скорость работы, а недостаток — перегрев материала, да и лазеру работать тяжелее.
2. Влево/вправо, гравировка происходит при движении лазера в обе стороны, т.е. движемся вправо — нечетная строка(1, 3, 5), движемся влево — четная строка (2, 4, 6).
Скорость ниже, аккуратность выше.
3. Слева направо. В данном режиме лазер включено только при движении механизма слева направо, при возврате лазер отключается.
Самый „бережный“ режим работы, минимальный перегрев заготовки.
Я немного неправильно подобрал рисунок для гравировки, более наглядно это было бы видно там, где линии шире.


Выше я показал работу в векторном режиме, но не написал про скорость. Изначально ПО настроено на скорость 20мм/сек, но позволяет поднять скорость до 50мм/сек. Я попробовал сделать несколько проходов одного и того же рисунка при максимальной скорости, но не учел две вещи.
1. Мощность лазера надо поднимать пропорционально скорости
2. Так как столик и сам гравер стоят на столе независимо друг от друга, то при такой скорости происходит смещение. Гравер просто легкий и движение при больших скоростях его немного сдвигает в процессе работы. Потому желательно его как-то утяжелить или закрепить.


Первый проход делался в том же режиме что и раньше, но мощность стояла ниже и глубина реза около 1мм, зато сам рез аккуратнее.
Опять проблема показать это все на фото :(


Скорость гравировки регулируется здесь параметром который обозначен пиктограммой с ножом.


Уменьшенный вариант того, что должно было получиться.


Ну и конечно же тест с тем, что пытается показать в рекламе производитель, гравировка на металле.
Я был немного удивлен, но это вполне реально.
1 — максимальная скорость и жирный шрифт
2 — средняя скорость
3 — средняя скорость, два прохода
4 — минимальная скорость
5 — минимальная скорость, два прохода
Все тесты проходили при 100% мощности лазера, 1-4 при 20мс импульсе, 5-6 при 15мс.


Дальше я попробовал еще, настройки примерно те же, максимум что я менял, скорость.
1 — гравировка прямо по защитной пленке. Сначала я допустил ошибку (верхняя надпись). Вернее был выбран один размер шрифта, а потом сделано увеличение этого изображения. Если надо печатать большим размером шрифта, то надо сразу выбирать нужный размер, так как масштабирование ухудшает изображение.
Ниже я убрал масштабирование изображения.
2. Видно что без масштабирования текст пропечатался заметно лучше.
3, 4 — а это варианты без пленки, сначала на верхней (полированной) стороне, а затем на нижней (матовой).


Кроме экспериментов с гравировкой попробовал резать пластик. На фото результаты резки при 80% мощности и трех проходах. В таком режиме пластик толщиной 2мм прорезается насквозь. правда вони при этом…


В данном случае работа шла в растровом режиме, высокой скоростью и „коротким путем“.
Так как при увеличении размера рисунка увеличивается и ширина линий, то на большой детали получились широкие прорезы и пластик заметно больше оплавлен.


Мощность была выбрана 80%


Эксперимент с гравировкой ДСП. За три прохода и при 75-80% мощности получается глубина реза около 3.5мм.
Последнее это уже скорее в виде развлечения. Решил попробовать гравировать на корпуса диодного моста, теперь это ШИМ контроллер :)


В последнем режиме стояла мощность 30%, но даже это много, реально хватит в 2 раза меньше.
Что интересно, был включен режим с „коротким путем“, но гравировались сначала цифры, потом правые буквы, потом левые.


И видео всего этого процесса.
1. Демонстрация трех режимов при гравировке в растровом режиме.
2. Векторный режим, сначала 20мм/сек, потом 50мм/сек.


1. Гравировка по металлу.
2. Резка пластика, проходов было три, средний я убрал из видео.


В конце видно как вентилятор сдувает детали. Я хотел попробовать гравировать на одной из пластинок, которые еще дали, но она была легкая и ее постоянно сдувало, в итоге решил вообще ее отложить.

Теперь резюме, а если быть точнее, то личные впечатления и сравнение с моим гравером мощностью 2.5 Ватта.
1. Обозреваемый гравер действительно мощнее.
2. Скорость работы может быть довольно высокой и точно выше, чем у моего.
3. Хоть и заявлена мощность в 10 Ватт, но это пиковая. В интернете часто встречаются упоминания как люди просто вывели его из строя неправильной эксплуатацией. В векторном режиме лучше не выставлять больше чем 70-80/%. В растровом много зависит от режиме резки, я бы советовал большую мощность и рез во время одного прохода, а не двух.
4. Шум. Нет, не так, ШУМ. Я часа два гравировал, экспериментировал и когда потом отключил гравер, то еще с пол часа у меня звенело в ушах.
5. Программное обеспечение. С одной стороны все красиво, включил и работай, даже настраивать особо ничего не надо. Да и само ПО довольно функционально. Но товарищи, какие у него глюки… Бывает пытаешься файл открыть, а оно виснет, 5-7 раз подряд. Но могу сказать что во время гравировки работает просто отлично, проблема именно с открытием файла.
6. Конструкция. Конечно лучше было бы что-то покруче за эти деньги, например с нормальными шариковыми направляющими, но увы. Зато здесь по сути все уже собрано, действий надо минимум.

На этом пока вроде все, буду рад вопросам, комментариям и подсказкам.

По моей просьбе магазин подкинул купон, ASDIY с ним цена 425,99.