Hands On mit dem Ortur Laserschneider

Ohne Computer könnte ich nicht viel schreiben. Zu Beginn meiner Karriere habe ich mit einer Schreibmaschine geschrieben. Sofern Sie nicht nahezu perfekt sind – das bin ich nicht –, ist es sehr frustrierend, Änderungen an maschinengeschriebenen Texten vorzunehmen. Das Äquivalent in der realen Welt waren für mich 3D-Drucker und CNC-Maschinen. Ich kann mir viele Dinge vorstellen, bei denen ich nicht sorgfältig genug bin, um sie mit normalen Werkzeugen zu bauen. Trotz der Bemühungen meines Lehrers in der 7. Klasse stellte sich heraus, dass alles, was ich tat, ein Zahnstocher oder eine Nummer 7 war. Aber ich kann meine Ideen in CAD übertragen und von dort aus erledigen die Maschinen den Rest. Deshalb habe ich mich letztes Weihnachten sehr darauf gefreut, einen Laserschneider zu bekommen. Sie fragen sich vielleicht, warum ich einen Laserschneider brauche, wenn ich die anderen Werkzeuge habe. Andererseits, wenn Sie Hackaday lesen, muss ich Ihnen wahrscheinlich nicht erklären, warum Sie ein neues Gadget benötigen. Ich habe schon seit langem ein Auge auf einen Laser geworfen, aber die jüngsten Entwicklungen haben ihn attraktiver gemacht. Ich dachte, ich teile mit Ihnen einiges von dem, was ich bei den ersten Schritten mit dem Ortur-Laserschneider herausgefunden habe. Der Cutter lässt sich leicht zusammenbauen und kostet je nach Ausstattung zwischen 200 und 400 US-Dollar. Ich dachte, ich würde mir etwas Zeit nehmen, um zu teilen, was ich darüber gelernt habe.

Wenn Sie noch keine Erfahrung mit einem Laserschneider oder -gravierer haben, denken Sie vielleicht, dass es sich um ein sehr spezielles Instrument handelt. Sicher, der Ortur ist gut darin, einige Dinge zu gravieren (aber nicht alle Dinge). Er kann auch einige Dinge schneiden, aber nicht so viele wie ein großer, seriöser Laserschneider. Kreative Menschen finden jedoch viele Möglichkeiten, durch Schneiden und Gravieren Dinge zu schaffen, die Sie vielleicht nicht erwarten würden.

Wenn Sie beispielsweise auf YouTube surfen, finden Sie Leute, die Sprühfarbe entweder auf eine Keramikfliese oder eine Leinwand auftragen und dann einen Teil oder die gesamte Farbe verbrennen, um wirklich interessante Kunstwerke zu schaffen. Manchmal verwenden sie sogar mehrere Farbschichten, um unterschiedliche Farben zu erzeugen, indem sie unterschiedliche Tiefen in das Kunstwerk einbrennen. Eine andere mehrfarbige Technik besteht darin, eine benutzerdefinierte Schablone aus Klebeband auszuschneiden, das bereits auf dem Teil angebracht ist. Anschließend können Sie Farbe aufsprühen, das Klebeband entfernen, neues Klebeband anbringen und eine neue Schablone für eine andere Farbe ausschneiden. Manche Leute ätzen die Rückseiten von Spiegeln. Es ist auch überraschend praktisch, Papier und Pappe präzise schneiden zu können. Mit etwas Übung und Technik können Sie jedoch sogar einige Sperrholzstärken schneiden.

Ich interessiere mich sehr für die Herstellung von PC-Platinen, entweder direkt oder durch Schneiden von Resist und anschließende Verwendung konventioneller Ätztechniken. Das machen die Leute auch. Abhängig von der Leistung Ihres Lasers können Sie einige Dinge schneiden, obwohl Sie mit einem sichtbaren Laser keine transparenten Dinge schneiden können. Sie können mehr Dinge und sogar Metall gravieren, wenn Sie zusätzliche Chemikalien (wie Senf) verwenden. Zusätzlich zu Strichzeichnungen und Text können Sie aus Bildern auch Halbtonbilder erstellen. Wenn Sie über einen Laser verfügen, der stark genug ist, können Sie sogar Glas herstellen.

Natürlich kann man neben all den künstlerischen Dingen auch einfach Material schneiden, was überraschend praktisch ist. [Electronoobs] hat letztes Jahr ein Video gemacht, in dem mit einem 15-W-Laser mit verschiedenen Materialien experimentiert wurde, damit Sie eine Vorstellung davon bekommen, was Sie mit diesem Lasertyp schneiden können und was nicht.

Es gibt einige Dinge, die Sie nicht schneiden sollten, da sie schädliche Dämpfe abgeben, beispielsweise ABS- oder Vinylprodukte. Leder lässt sich gut gravieren und schneiden, aber Junge, es stinkt! Ich verstehe, dass Sie auch bei der Arbeit mit chromgegerbtem Leder vorsichtig sein sollten, da die Gerbchemikalien schädliche Dämpfe abgeben könnten. Manche Materialien neigen auch zu sehr dazu, in Flammen aufzugehen, beispielsweise Styropor.

Wenn Sie einen Laser wollen, ist Ihr nächstes Problem, welchen Sie kaufen sollen. Es gibt Kohlendioxidlaser, die allgemein erhältlich sind, aber sie sind ziemlich teuer und erfordern bekanntermaßen viel Aufwand – einschließlich eines Eimers mit Wasser und Belüftung –, um sie zu verwenden. Halbleiterlaser sind günstig und viel einfacher zu bedienen. Diese sind im Allgemeinen sichtbar, was, wie bereits erwähnt, bedeutet, dass Sie sie nicht zum Schneiden einiger Dinge wie klarem Acryl verwenden können. Es gibt einige sehr preiswerte Lasergravierer, aber viele von ihnen werden wahrscheinlich nicht viel schneiden.

Andererseits ist Macht nicht alles. Im Großen und Ganzen kann man mit einem Laser Zeit gegen Leistung eintauschen. Das heißt, ein Schnitt, der mit einem 10-Watt-Laser in einem einzigen Durchgang einige Sekunden dauert, könnte mit einem 1-Watt-Laser vier oder fünf 30-Sekunden-Durchgänge erfordern. Das ist nicht immer einfach, denn da der Laser das Material verkohlt, bildet er eine Barriere, die verhindert, dass so viel Energie darunter gelangt. Dennoch können Sie manchmal die gleiche Arbeit mit geringerer Leistung erledigen, wenn Sie bereit sind, pro Durchgang länger zu brauchen und den Durchgang zu wiederholen.

Der Ortur Laser Master 2 ist preiswert und bietet drei Laserleistungsoptionen: 7 W, 15 W und 20 W. Dies ist ein wenig irreführend, da es sich bei der Leistung tatsächlich um die Eingangsleistung des Moduls handelt. Das 15-W-Gerät erzeugt beispielsweise weniger als 5 W Ausgangsleistung, kann aber immer noch viel mehr, als Sie vielleicht denken.

Das Gerät funktioniert mit einer kostenlosen Windows-Software namens LaserGRBL, die mit dem integrierten GRBL-Controller kommuniziert. Theoretisch könnte alles funktionieren, was G-Code senden würde. Da ich Linux verwende, habe ich mich für LightBurn entschieden, das ausgezeichnet ist und die 40 US-Dollar, die Sie dafür zahlen, auf jeden Fall wert ist. Es läuft auch auf mehreren Plattformen, aber leider nicht auf dem Raspberry Pi, also musste ich einen Laptop herausholen, um mit dem Ortur zu arbeiten. Sie können sich auch LaserWeb ansehen.

Es gibt andere günstige Lasergravierer und -schneider, aber ich war von der Größe und den Fähigkeiten des Ortur beeindruckt. Es gibt auch viele Zusatzdesigns und gute Softwareunterstützung.

Das Gerät erfordert einige Montagearbeiten, obwohl ein Großteil davon vormontiert ist. Sie bauen einen Rahmen aus Aluminium-Strangpressprofilen und schieben dann den X-Schlitten darauf. Es gibt eine 32-Bit-Controllerplatine und einige Schrittmotoren. Das 32-Bit-Board ist ein großes Verkaufsargument. Einige der Arbeiten, die Sie mit dem Laser ausführen, erfordern PWM, um die Leistung des Strahls zu modulieren. Bei den meisten 8-Bit-Boards können Sie die Leistung von 0 bis 255 stufen, sodass jeder Schritt etwa 0,4 % der vollen Leistung beträgt. Mit einer 32-Bit-Karte können Sie etwa 1.000 Vollmaßstabsteilungen durchführen, was bei jedem Schritt etwa 0,1 % bedeutet.

Der Mechanismus ähnelt einem Plotter oder einem 3D-Drucker ohne Z-Achse. Da der Laser nichts berührt, benötigt er nicht die Robustheit einer CNC-Einrichtung. Natürlich können Sie einen Laser auch an einen 3D-Drucker oder eine CNC-Maschine montieren, wenn Sie bereits einen haben, und das ist nicht unbedingt eine schlechte Option, obwohl die meisten dieser Aufbauten einige Einschränkungen haben (z. B. keine Modulation der Strahlintensität).

Der beste Weg, um zu sehen, wie die Maschine aufgebaut wird, besteht darin, sich die Videoanleitungen des Unternehmens anzusehen (siehe unten). Im Video sind einige Dinge unklar und ich habe einige Notizen gemacht, die Ihnen helfen könnten. Es gibt auch zahlreiche Build-Videos von Drittanbietern auf YouTube.

Der Drang, etwas zu schneiden, ist überwältigend, wenn man das Gerät fertig hat. Stellen Sie jedoch sicher, dass Sie einen Augenschutz und ausreichend Belüftung haben. Sie sollten wahrscheinlich auch eine Sprühflasche mit Wasser und einen Feuerlöscher haben (Sie können einen meiner Feuerlöscher im Video unten sehen). Unter Lasereinwirkung kann es passieren, dass Dinge in Brand geraten. Seien Sie also vorbereitet. Wenn Sie ein kleines Feuer bekommen, versuchen Sie es zuerst mit Wasser, da der Feuerlöscher eine große Sauerei verursachen wird.

Die mit dem Cutter gelieferten Gläser scheinen ausreichend zu sein und einige Leute haben sie getestet, indem sie den Laser durch sie hindurchgeschossen haben. Ich habe mich jedoch für eine Brille mit besserer Qualität entschieden. Ihre Augen sind mehr wert als ein paar Dollar, die Sie mit einer billigen Brille sparen können.

Stellen Sie sicher, dass Sie über die neueste Firmware verfügen. Mein Gerät war älter als das Update vom Januar 2021 und der Lüfter lief nur, wenn der Laser ebenfalls lief. Ich würde vermuten, dass dies die Lebensdauer der Laserdiode verkürzen würde. Mit der aktualisierten Firmware gibt es neben einigen anderen Korrekturen auch eine intelligentere Lüfterverwaltung. Das Update ist so einfach wie das Ziehen und Ablegen einer Datei, funktioniert aber aus irgendeinem Grund nur unter Windows. Linux erkennt das USB-Laufwerk und kopiert es, aber es bleibt nicht hängen. Zumindest hat es den Fräser nicht beschädigt.

Unabhängig von der Firmware müssen Sie vor dem Schneiden den Fokus richtig einstellen. Wenn Sie wie ich sind, denken Sie wahrscheinlich: „Fokus? Einen Laser fokussiert man nicht.“ Nun, es stellt sich heraus, dass Sie einen billigen Laser fokussieren.

Um die benötigte Energie zum Werkstück zu bringen, passiert der Halbleiterlaser eine Linse, die den Strahl auf – mehr oder weniger – einen Punkt fokussiert. An diesem Punkt erfolgt das gesamte Schneiden oder Gravieren. Das bedeutet, dass das Stück, mit dem Sie arbeiten möchten, im Mittelpunkt stehen muss. Nach der Linse sieht der Strahl wie eine Sanduhr aus, und je weiter Sie von der Enge in der Sanduhr entfernt sind, desto weniger Schnitte müssen Sie vornehmen.

Der Laser des Ortur bewegt sich nicht auf und ab, aber das Objektiv lässt sich entweder ein paar Millimeter hinein- und herausschrauben oder hinein- und herausdrücken, je nachdem, welches Sie haben. Sobald Sie etwas unter dem Cutter haben, können Sie etwas schwarzes Tonpapier darüber legen und damit den Fokus visualisieren. Die von Ihnen verwendete Software verfügt über eine Taste, mit der Sie den Laser bei niedriger Leistung einschalten können. Die Verwendung einer Brille trägt dazu bei, den Überlauf zu reduzieren, und Sie können den Hauptteil des Strahls auf dem schwarzen Papier problemlos erkennen.

Manche Leute verwenden ein USB-Mikroskop oder eine andere Vergrößerung, um den besten Fokus zu erzielen. Allerdings gefiel mir die Standardmethode zum Fokussieren nicht. Der Objektivring lässt sich schwer drehen, und selbst wenn Sie Ihren eigenen Ring in 3D drucken, ist es umständlich, das Objektiv herumzudrehen. Es bietet Ihnen auch nicht viel Reichweite.

Glücklicherweise gibt es viele 3D-gedruckte Lösungen, um einen beweglichen Laserkopf auf dem Ortur zu erstellen. Ich zeige euch das nächste Mal, welches ich verwende. Gehen Sie zunächst davon aus, dass Sie das Objektiv selbst fokussieren. Dadurch ist auch die Höhe der Dinge begrenzt, die Sie schneiden oder gravieren können, obwohl manche Leute die Maschine auf Blöcke stellen, um darunter mehr Platz zu schaffen. Durch einen engen Fokus können Sie schneller schneiden oder gravieren und auch die Schnittlinie wird feiner. Aber selbst wenn Sie ein wenig daneben liegen, können Sie in der Regel ein gewisses Ergebnis erzielen. Es ist eine gute Idee, Ihre Arbeit festzukleben oder festzuklemmen, damit Sie bei Bedarf einen zweiten Durchgang durchführen können, ohne etwas zu bewegen.

Es gibt verschiedene Linsen, die Sie für den Laser erhalten können. Das Gerät, mit dem das 15-W-Gerät geliefert wird, hat eine Brennweite von etwa 55 mm. Es gibt jedoch auch andere Objektive – das G8 ist beliebt –, die andere Brennweiten haben. Jedes Objektiv hat unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich der Fokussierung und der Anzahl der Elemente (mehr Elemente bedeuten weniger Gesamtleistung).

Die an Ihr Teil abgegebene Leistung ist eine Kombination aus der Strahlleistung, der Qualität des Fokus und der aufgewendeten Zeit. Selbst die Zeit, die der Laser benötigt, um die Richtung zu ändern, kann zu tieferen Verbrennungen oder Schnitten führen. Aus diesem Grund bieten die meisten Softwareprogramme eine Overscan-Funktion an, die den Laser abschaltet und von der Schnittlinie fernhält, wenn er die Richtung ändert.

Wenn Sie beim Fokussieren vorsichtig sind, sollten Sie in der Lage sein, eine ziemlich gute Gravur auf einem Stück Pappe zu erzielen. Stellen Sie sicher, dass Sie etwas darunter haben, da Sie sonst durchschneiden und bleibende Spuren hinterlassen könnten. Ich habe meinen Cutter auf ein Stück Sperrholz montiert und bewusst ein Raster auf dem Brett markiert. Ich werde Ihnen das nächste Mal mehr über diese Ergänzungen erzählen.

Manchmal möchte man bewusst etwas defokussieren, um breitere Linien zu erhalten. [Geordie_h] spricht über diesen Trick, zusammen mit einigen anderen Profi-Tipps, die für einen kommerzielleren Cutter gedacht sind, aber dennoch für den Ortur und andere ähnliche Laser gelten.

Apropos nächstes Mal, es gibt noch viel mehr zu besprechen. Neben der Montage des Geräts und der Bewegung des Laserkopfes wollte ich auch eine Luftunterstützung hinzufügen – etwas, an dem ich noch arbeite. Dieser klare Rauch aus dem Schnitt sowie feine Asche ermöglichen es dem Laser, beim Schneiden auf frisches Material zu treffen.

Aus irgendeinem Grund bleibt mein Gerät bei langen Schnitten oft stehen, und wenn ich im Internet lese, bin ich nicht der Einzige. Ein Wechsel der USB-Kabel schien zu helfen. Möglicherweise ist eine etwas stärkere Stromversorgung oder Erdung am Rahmen erforderlich. Andererseits könnte es an den Energieeinstellungen meines Laptops liegen. Wir werden sehen. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn Bilder erstellt werden, die viel Zeit in Anspruch nehmen. Sie können sehen, dass mein Bild von Rocky oben eine kleine Fehlausrichtung aufweist, wo ich nach einem solchen Fehler neu gestartet habe und es nicht ganz richtig ausgerichtet habe.

Der Ortur erinnert mich an frühe 3D-Drucker. Es funktioniert, aber es bedarf einiger Arbeit, damit es gut funktioniert. Aber zumindest für mich ist das sowieso der lustige Teil.