3W,5W,10W uv laser

Testbericht zum Dewallie 20W UV-Laser

May 29 , 2023

Dewallie was kind enough to contribute a 20W UV laser for us to review and test out. It’s the LA-2 version of the machine with a head rated for 3.8A @ 5V using Pulse Width Modulation (PWM) power control. It’s got a large work envelope of 400mm x 400mm which puts it over twice the size of the popular K40 CO2 lasers (200mm x 300mm). Opening up the package and it’s been broken down into just a few pieces for shipping with a 5 step assembly process:

Größtenteils aus der Box zusammengebaut.
Der Großteil des Portals wird mit der X-Achse vormontiert geliefert, sodass keinerlei Arbeiten erforderlich sind
Komplett von jemandem ohne Erfahrung in etwa 30 Minuten zusammengebaut

Wenn Sie einen 3D-Drucker haben, wird Ihnen dieser Controller ziemlich bekannt vorkommen:

Ich wette, Sie können einen zusätzlichen Stepper-Treiber in den offenen Header einfügen, müssten aber trotzdem die Firmware neu flashen. Dies sieht aus wie eine hübsche, gewöhnliche GRBL Atmel 3-Achsen-Treiberplatine, aber Sie benötigen Firmware oder müssen die Pinbelegung zurückentwickeln, um einen Router-Motor installieren und ihn als Desktop-Router mit einer angetriebenen Z-Achse betreiben zu können.

Der einfachste Weg für uns, den Laser zu entlüften, bestand darin, ihn in unseren großen CO2-Laser zu stecken. Sie möchten einen Absaugtisch oder eine Form der Rauchabsaugung bauen.

Nachdem wir die Maschine gebaut hatten, mussten wir eine bessere Abschirmung vornehmen. Die Maschine ist mit OD3-Gläsern ausgestattet, die in Verbindung mit der Düse/Luftunterstützungskegel für eine ausreichende Helligkeitsreduzierung sorgen sollen. Wir wollten den Laser jedoch vollständig umschließen und ein Sichtfenster bereitstellen. 17 $ und eine Bestellung bei J Tech Photonics und wir hatten ein  12-Zoll-Fenster mit OD3+-Schutz  , um uns etwas besser zu schützen. Es macht einen großen Unterschied in der Helligkeit:

Die Abschirmung ist werkseitig vorgesehen, aber Sie können sehen, wie viel (helles!) indirektes Licht austritt. Sie bieten Laserschutzbrillen an, aber wir wollten etwas, das einfacher zu verwenden und an Ort und Stelle zu bleiben ist.
Mit angebrachtem OD3+-Acrylfenster

Weiter zu einigen Testgravuren und -schnitten. Um die Erwartungen zu erfüllen, handelt es sich um einen 20-W-445-nm-Laser. Er schneidet nicht wie unser 150-W-CO2-Laser, ist aber entsprechend günstiger und erfordert nur minimale zusätzliche Ausrüstung (keine Kühl-/Wasserkühlung, mehrere Netzteile usw.). Die Maschine läuft gut langsam (<10 mm/Sek. für wackelfreies Vektorschneiden und Gravieren) und benötigt mehrere Durchgänge, um Sperrholz zu schneiden. Ihre Mustermaterialien geben Ihnen einen schnellen Eindruck davon, was Sie erwartet: eloxierte Aluminiumschilder und -blätter zum Gravieren, Karton/Tagboard, 2 mm Sperrholz usw.

Stellen Sie zunächst sicher, dass Sie den Fokus testen und festlegen. Eine einfache Möglichkeit, die Fokushöhe zu visualisieren, besteht darin, ein Stück dünnes Holz unter den Laser zu legen und ein Ende abzustützen, um eine Rampe zu bilden. Lassen Sie die Maschine eine Linie schneiden und Sie können sehen, wo der Laser im Fokus ist, je nachdem, wie klein die Linie wird:

Die rechte Seite des Schnitts war dem Laserausgang am nächsten. Sie können sehen, wie sich der Strahl nach links verbreitert, was zeigt, dass er den Fokus verliert.

Das von ihnen bereitgestellte dünne Mustersperrholz lässt sich gut schneiden und gravieren:

Vorausgesetzt, 3-lagiges 2-mm-Sperrholz ist gut geschnitten.

Wir hatten dickeres 3-mm-Sperrholz für den Innen-/Schrankbereich, das sich nur schwer durchschneiden ließ:

Bei 90 % Leistung und 5 mm/Sek. werden pro Durchgang etwa 0,75 mm ausgeschlagen
Die Geschwindigkeit zu reduzieren scheint keine gute Strategie zu sein, da es zu viel mehr Verkohlung/Verbrennung führt, als viele kleine Bissen zu nehmen.

Es eignet sich sehr gut zum Gravieren von eloxierten Materialien:

Die ausgefüllten Bereiche kamen gut heraus. Um einige Probleme zu veranschaulichen, die Sie in Kürze sehen werden, habe ich die Hochgeschwindigkeits-Liniengravur eingeschaltet gelassen und Sie können sehen, dass das Portal bei der Geschwindigkeit sehr flexibel ist/wackelt, was zu einer Vektorgravur von schlechter Qualität führt. Die Resonanz scheint hauptsächlich in der Y-Achse zu liegen, was wir erwarten würden, da wir in der X-Achse viel Masse herumschleppen, was zu einer Durchbiegung des Riemens führt. Hier würde es helfen, die Riemenspannung zu erhöhen und Zwickel/Versteifungen einzubauen.
Schauen Sie sich die Pfeile unten an, um ein besseres Gefühl für das Problem zu bekommen. Sie können sehen, dass das Papier bei 20 mm/s die Resonanz zeigt, aber wenn es auf 10 mm/s gesenkt wird, ist es fast vollständig verschwunden. Papier ist eine gute Möglichkeit, dies zu visualisieren, weil es so ist schneidet so leicht.

Die Stärke dieser Laser liegt in der Rastergravur

Die Gravur mit 40 mm/s und 50 % Leistung war sauber und gleichmäßig, es gab überhaupt keine Abweichungen von der Gravur in beide Richtungen. Es sieht etwas verschwommen aus, aber das ist die Brennebene der Kamera.

Leistungseinbußen treten beim Gravieren detaillierter Objekte mit hoher Geschwindigkeit (>80 mm/s) auf. Der integrierte Controller ist ein Atmel-Mikrocontroller (Arduino), daher ist die Befehlsrate begrenzt. Ich bin mir sicher, dass der Laser schnell feuern kann, aber der Controller ist dieser Aufgabe nicht gewachsen wie ein viel teurerer Lasercontroller mit digitaler Signalverarbeitung (DSP). Zugegebenermaßen würde der DSP-Controller mehr kosten als dieser gesamte Laser, daher ist es kein Vergleich zwischen Äpfeln, aber es ist erwähnenswert:

Links ist ein mit Graustufen-PWM graviertes Koi-Teichbild von unserem 150-W-CO2-Laser in einem einzigen Durchgang zu sehen, rechts ist ein Versuch, dieselbe Datei mit dem UV-Laser bei etwa einem Drittel der Geschwindigkeit zu bearbeiten.

Wir hatten etwas Spaß dabei, die kleine Punktgröße und Wellenlänge zu nutzen, um 0,001-Zoll-Stahlunterlegscheiben zu schneiden. Es ist möglich, Stahl zu schneiden, aber nicht zu markieren, ohne die Oberfläche zu färben, um die Absorption zu verbessern.

80 % Leistung, 5 mm/Sek., schneidet durch 0,001 Zoll starkes Stahlscheibenmaterial

Es konnte auch Sharpie-beschichteten Stahl markieren. Das schwarze Pigment erhöht die Strahlabsorption und unterstützt die Wärmeübertragung statt der Reflexion.

Sharpie ermöglicht, dass der Strahl in der Oberfläche absorbiert und nicht reflektiert wird. Wir konnten jedoch kein Material mit einer Dicke von 0,002 Zoll durchdringen, sodass die Kapazität sehr begrenzt ist.
Nach dem Entfernen des Sharpie-Farbstoffs mit Aceton ist auch die Hitzeeinflusszone interessant, die den Farbstoff am Umfang des oberen Schnitts zurückhält. Es sieht so aus, als ob der Sharpie eine Hitzefixierung verträgt und Lösungsmitteln besser widersteht.
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