Vor kurzem haben wir euch die Grundlagen der CNC Bearbeitung im „CNC für Dummies“ Artikel mittels der Sain Smart Genmitsu 3018 PRO erläutert. Die Maschine ist bei dem geringen Grundpreis perfekt für den Neuling, um erste Erfahrungen mit CNC-Maschinen zu sammeln. Nun lässt sich die besagte 3018 PRO allerdings mit etlichem Zubehör, je nach eurem Anwendungsgebiet, weiter verbessern oder upgraden. In diesem Artikel wollen wir euch einige interessante Upgrades oder auch must-haves zeigen. Hierzu zählen neben anderen Werkzeugen und Aufsätzen vor allem auch das Laser Upgrade. Auf der letzten Seite gibt es auch noch einen 10% Rabatt bei Sain Smart für euch.
Im folgenden Artikel gehen wir davon aus, dass ihr den ersten Artikel gelesen habt und euch schon mit den Grundsätzen von CNC Maschinen auseinander gesetzt habt. Ebenso die Grundprogramme wie Candle bzw. GRBL Control kennt. Die in diesem Artikel gezeigten Bauteile wurden größtenteils von Sain Smart zur Verfügung gestellt – vielen Dank dafür. Ebenso ein Dank an Noctua für die beigesteuerten Lüfter.
Laser
Unboxing & Aufbau
Für unseren Ausflug in die Welt der Laser, rüsten wir unsere 3018 PRO vom Fräs-Betrieb, mittels fixed Fokus Laser um. Die hier gezeigt 5.5 Watt Version kommt mit dem nötigen Montagematerial für die 3018 PRO sowie für die 4030 PROVerXL, es gibt aber auch weitere Varianten für andere Genmitsu CNC´s.
Insgesamt ist folgendes im Karton enthalten:
- Schutzbrille
- Lasermodul mit vormontiertem Lüfter
- Controller
- Verbindungskabel für 3018 PRO
- Verbindungskabel für 4030 PROVerXL
- Fokus Distanzstück
- Handbuch in englisch
- Nutensteine
- Schrauben
Warnung: Tragt beim Arbeiten mit dem Laser unbedingt die nötige Schutzausrüstung!
Die Umrüstung ist in weniger als 15 min erledigt und keineswegs komplizierter als die Montage der 3018 PRO selber. Die bebilderte Anleitung führt euch durch die gesamte Prozedur und lässt eigentlich keine Fragen zum Aufbau offen – falls euch doch Unklarheiten auffallen, schreibt es in die Kommentare.
Der Vollständigkeit halber gehen wir auch auf die Umrüstung ein, wollen aber unser Hauptaugenmerk auf das Lasern selber bzw. die dafür nötige Software legen.
Los geht es mit dem Ausbau der Spindel. Dazu die beiden Kontakte oben abziehen und die Inbus-Schraube des Halters lösen. Der Motor lässt sich jetzt nach oben heraus ziehen.
Da der Laser im Gegensatz zum Spindel-Motor eckig und nicht rund ist, sind im Halter bereits Aussparungen enthalten, die vorher vielleicht gar nicht aufgefallen sind. In diese Aussparungen führen wir den Laser ein und schieben ihn soweit herunter, bis der Kühlkörper bündig mit dem Halter abschließt, also nur noch der Lüfter herausschaut. Jetzt wird die seitlich angebrachte Inbus-Schraube wieder angezogen.
Für die Montage des Controllers setzen wir zwei Nut-Stein-Muttern mittels zweier Schrauben leicht an, schieben ihn an einem beliebigen Profilstrang in Position und ziehen die Schrauben fest. Der Nut-Stein richtet sich dabei automatisch auf und arretiert die kleine Steuerplatine. Der Laser muss nun noch mit zwei Steckern (1x Laser, 1x Lüfter) mit der Platine verbunden werden und der Controller selber mittels einem Kabel mit dem Arduino.
Im Idealfall habt ihr den Rest des Kabelschutzes vom Aufbau der 3018 PRO nicht weggeschmissen und könnt ihn an dieser Stelle noch zum Schutz an die Leitungen des Lasers anbringen. Die Verbindungen sind durch ihre Bauart größtenteils vertauschungssicher, außerdem sind die Platinen neben den Buchsen meistens mit Labeln versehen.
Fokus
Bevor wir in den Software-Teil übergehen, noch ein paar Worte zum Thema Fokus. Vor jedem Laser-Vorgang muss der Laser auf die richtige Höhe gegenüber dem Werkstück gefahren werden. Dies dient zum Fokussieren des Laserstrahls. Ist der Laser zu hoch wird der Strahl zu breit, ebenso wenn der Laser zu tief hängt. Es gibt quasi einen Sweetspot genau dazwischen, stellt es euch wie zwei aufeinander stehende Dreiecke vor. Genau dort wo sich die beiden Spitzen berühren, ist der Laser am schärfsten – auf diesen Abstand muss eingestellt werden.
Vor uns haben wir einen fixed focus Laser, bedeutet, wir können den Fokus nicht verändern. In unserem Fall liegt der Fokuspunkt bei 20 mm, um diesen schnell und einfach finden zu können, hat Sain Smart das Aluminium Distanzstück mitgeliefert. Zwischen Werkstück und Laser geklemmt, bzw. den Laser sanft darauf abgelegt, garantiert eine einfache Wiederholung der Einstellung bei verschiedensten Projekten.
Manche Nutzer haben hier noch weiter im 0,1 mm Bereich genauer eingestellt bzw. per Laser Focus Test herausgefunden ob z.B. nicht doch bei 20,5 mm ein perfekterer Focus vorliegt, allerdings habe ich mit diesem simplen Distanzstück sehr gute Ergebnisse erreichen können.
Den Laser Focus Test solltet ihr trotzdem zur Überprüfung ausführen. Den entsprechenden GCode sowie weitere Interessante Tests gibt es auf der Sain Smart Website. Hier verlinkt.
Den Test könnt ihr einfach mit Candle ausführen (Zuvor in dessen Konsole mittels $32=1 den Laser Modus anschalten). Dazu den Laser mit dem Distanzstück in Position fahren und anschließend auf send drücken – vergesst eure Laser Schutzbrille nicht.
Dabei werden erst die kurzen Referenzmarkierungen erzeugt und im Anschluss die langen Striche, die jeweils mit 1 mm Höhenabstand (Z Achse) gefertigt worden sind. Die lange Referenzmarkierung in der Mitte geht dabei von der Ausgangshöhe, die ihr mit dem Distanzstück gesetzt habt, aus.
Das unterste Beispiel zeigt so ein zu tief gesetzten Laserkopf, da 1 mm Höher in Z, einen feineren Strich erzeugt hat.
Das Testfile von Sain Smart kann auch mit 0.1 mm in Z ausgeführt werden, um eine noch feinere Abstufung bzw. einen noch genaueren Fokuspunkt herauszufinden. Wichtig hier ist die Schreibweise mit 0.1 anstatt 0,1 mm, wie es bei uns sonst üblich wäre.
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