Ortur レーザー カッターの実践

パソコンがないとあまり文章を書くことができませんでした。 キャリアの初期には、タイプライターで文章を書いていました。 かなり完璧に近い人でない限り、タイプライターで入力したものを編集するのは非常にイライラします。私はそうではありません。 私にとって、現実世界でこれに相当するのは 3D プリンターと CNC マシンです。 通常のツールでは構築するには十分注意していない多くのことを視覚化できます。 7 年生のショップの先生の最善の努力にもかかわらず、私がやったことはすべて爪楊枝か数字の 7 でした。しかし、私のアイデアを CAD に取り込むことができ、そこからは機械が残りのことをやってくれます。 だからこそ、私は今年のクリスマスにレーザーカッターを手に入れることに興奮していました。 他のツールがあるのに、なぜレーザー カッターが必要なのか疑問に思うかもしれません。 もう一度言いますが、『ハッカデイ』を読んでいるなら、なぜ新しいガジェットが必要なのかを私が説明する必要はないでしょう。 私は長い間レーザーに注目していましたが、最近の開発によりレーザーはさらに魅力的なものになりました。 Ortur レーザー カッターを使い始めて気づいたことのいくつかを皆さんと共有したいと思いました。 カッターは組み立てが簡単で、何が付属するかにもよりますが、価格は 200 ドルから 400 ドルの範囲です。 それについて私が学んだことを共有するために少し時間をとろうと思いました。

これまでレーザー カッターや彫刻機を使用した経験がない場合は、それが非常に特殊な機器であると考えるかもしれません。 確かに、Ortur はいくつかのものを彫刻するのが得意です (すべてではありません)。 いくつかの物を切断することもできますが、大型の本格的なレーザー カッターほど多くの物を切断することはできません。 しかし、クリエイティブな人は、切断や彫刻を使って、予想外のものを生み出す方法をたくさん見つけています。

たとえば、YouTube をサーフィンすると、セラミック タイルやキャンバスにスプレー ペイントを塗り、ペイントの一部またはすべてを焼き払って、非常に興味深いアートワークを作成する人を見つけることができます。 場合によっては、複数のペイント層を使用して、アートワークにさまざまな深さを焼き付けることでさまざまな色を作成することもあります。 もう 1 つの多色テクニックは、パーツにすでに適用されているマスキング テープのカスタム ステンシルに相当するものをカットすることです。 次に、ペイントをスプレーし、テープを剥がし、新しいテープを貼り付け、別の色の新しいステンシルをカットします。 鏡の裏にエッチングを施す人もいます。 紙や段ボールを正確にカットできるのも驚くほど便利です。 ただし、ある程度の練習とテクニックを使えば、ある程度の厚さの合板を切断することもできます。

私は、直接、またはレジストをカットして従来のエッチング技術を使用してプリント基板を作成することに非常に興味があります。 人々もそうしています。 レーザーの出力に応じて、かなり多くのものを切断できますが、可視レーザーでは透明なものを切断することはできません。 追加の化学物質 (マスタードなど) を使用すると、さらに多くのものを彫刻でき、金属も彫刻できます。 線画や文字だけでなく、写真からハーフトーン画像を作成することもできます。 十分に強力なレーザーがあれば、ガラスのようなものを作ることもできます。

もちろん、芸術的なことだけでなく、素材をカットすることもでき、これは驚くほど便利です。 [Electronoobs] は昨年、15W レーザーを使用してさまざまな材料を実験するビデオを作成しました。これにより、このタイプのレーザーで何が切断でき、何が切断できないかをある程度知ることができます。

ABS製品やビニール製品など、有害なガスを発生するため切断してはいけないものもあります。 革は彫刻もできるし、切れ味もいいんだけど、臭いんだよ！ クロムなめしの革を扱う場合も、なめし用の化学物質から有害なガスが発生する可能性があるため、注意が必要であることは理解しています。 発泡スチロールのように、発火しやすい素材もあります。

レーザーが欲しい場合、次の問題はどれを購入するかです。 一般に入手可能な炭酸ガスレーザーはありますが、かなり高価で、使用するにはバケツ一杯の氷と換気を含む多大な労力が必要であることが知られています。 半導体レーザーは安価で使いやすいです。 これらは通常目に見えますが、前述したように、透明なアクリルなどの一部のものを切断するために使用できないことを意味します。 非常に安価なレーザー彫刻機もいくつか入手できますが、その多くはおそらくあまり切れません。

繰り返しますが、力がすべてではありません。 大まかに言えば、レーザーでは時間を引き換えにパワーを得ることができます。 つまり、10 ワットのレーザーでは 1 回のパスで数秒かかるカットでも、1 ワットのレーザーでは 30 秒のパスを 4 ～ 5 回かかる場合があります。 レーザーが材料を炭化させるとバリアが形成され、その下に十分なエネルギーが得られなくなるため、これは必ずしも単純なわけではありません。 それでも、パスごとに時間をかけてパスを繰り返すことをいとわない場合は、より低い電力で同じ作業を実行できる場合があります。

Ortur Laser Master 2 は手頃な価格で、レーザー出力は 7W、15W、20W の 3 つからお選びいただけます。 電力は実際にはモジュールへの入力電力であるため、これは少し欺瞞的です。 たとえば、15W ユニットは 5W 未満の出力電力を生成しますが、それでも思っているよりもはるかに多くのことが可能です。

このデバイスは、オンボード GRBL コントローラーと通信する LaserGRBL と呼ばれる無料の Windows ソフトウェアで動作するように作られています。 理論的には、G コードを送信できるものであれば何でも機能します。 私は Linux を使用しているので、LightBurn を選択しました。これは優れており、40 ドル支払う価値があります。 複数のプラットフォームでも動作しますが、残念ながら Raspberry Pi では動作しないため、Ortur を使用するにはラップトップを持ち出さなければなりませんでした。 LaserWeb もチェックしてみてください。

他にも安価なレーザー彫刻機やカッターはありますが、Ortur のサイズと機能に感心しました。 また、利用可能なアドオン設計も数多くあり、ソフトウェアのサポートも充実しています。

ユニットは一部組み立てが必要ですが、ほとんどが組み立て済みです。 アルミニウムの押し出し材でフレームを作り、X キャリッジをかぶせます。 32 ビット コントローラー ボードといくつかのステッピング モーターがあります。 32 ビット ボードは大きなセールス ポイントです。 レーザーを使用して行う作業の中には、ビームのパワーを変調するために PWM が必要なものもあります。 ほとんどの 8 ビット ボードでは、パワーを 0 ～ 255 まで段階的に設定できるため、各ステップは最大強度の約 0.4% になります。 32 ビット ボードでは、フルスケールの約 1,000 分割が可能で、各ステップで約 0.1% になります。

Z軸のないプロッターや3Dプリンターのような機構です。 レーザーは何も接触しないため、CNC セットアップのような堅牢性は必要ありません。 もちろん、すでに 3D プリンタや CNC マシンを持っている場合は、それにレーザーを取り付けることもできます。これは必ずしも悪い選択肢ではありませんが、これらのセットアップのほとんどにはいくつかの制限があります (たとえば、ビーム強度の変調がない)。

マシンの組み立て方法を確認する最良の方法は、同社のビデオ説明を見ることです (下記を参照)。 ビデオには不明な点がいくつかあるので、役立つかもしれないいくつかのメモを作成しました。 YouTube にはサードパーティのビルド ビデオもたくさんあります。

ユニットが完成すると、何かを切りたいという衝動に駆られます。 ただし、目の保護具と十分な換気を必ず行ってください。 水の入ったスプレーボトルと消火器も用意しておくとよいでしょう（下のビデオで私の消火器の 1 つが見られます）。 レーザーを照射すると発火することがありますので、準備をしてください。 小さな火がついた場合は、消火器を使用すると大混乱になるため、まず水を試してください。

カッターに付属のメガネで十分のようで、メガネを通してレーザーを照射してテストした人もいます。 ただし、より高品質のメガネを選択しました。 あなたの目には、安いメガネで節約できる数ドル以上の価値があります。

最新のファームウェアを使用していることを確認してください。 私のユニットは 2021 年 1 月のアップデートより前のもので、レーザーも動作していないとファンは動作しませんでした。 これではレーザーダイオードの寿命が短くなるのではないかと思います。 更新されたファームウェアでは、よりスマートなファン管理とその他の修正が行われています。 アップデートはファイルをドラッグ アンド ドロップするだけで簡単ですが、何らかの理由で Wi​​ndows でのみ機能します。 Linux は USB ドライブを認識し、コピーを実行しますが、貼り付けられません。 少なくともカッターは動かなかった。

ファームウェアに関係なく、カットを行う前に、フォーカスを正しく設定する必要があります。 あなたも私と同じなら、おそらく「焦点を合わせるの? レーザーの焦点を合わせるわけではない」と考えているでしょう。 そうですね、安価なレーザーを焦点に当てていることがわかりました。

必要なエネルギーをワークピースに供給するために、半導体レーザーはレンズを通過し、ビームを多かれ少なかれ点に集束させます。 その点がすべての切断や彫刻の役割となります。 つまり、扱いたい作品がその焦点になければなりません。 レンズを通過すると、ビームは砂時計のように見え、砂時計のピンチから遠ざかるほど、切断の回数は少なくなります。

Ortur のレーザーは上下に動きませんが、レンズは、お使いのレンズに応じて、数ミリメートルねじ込んだり外したり、押し込んだり外したりできます。 カッターの下に何かを置いたら、その上に黒い画用紙を置き、それを使って焦点を視覚化できます。 使用しているソフトウェアには、低出力でレーザーをオンにするボタンがあります。 ガラスを使用すると漏れが軽減され、黒い紙の上でもビームの主要部分を簡単に見ることができます。

最適な焦点を得るために USB 顕微鏡やその他の倍率を使用する人もいます。 しかし、私はストック方式のピント合わせが好きではありませんでした。 レンズリングは回しにくく、自作のリングを3Dプリントしてもレンズを回すのはぎこちない。 また、範囲もあまり広くありません。

幸いなことに、Ortur に可動レーザー ヘッドを作成するための 3D プリント ソリューションが多数あります。 次回は私が使っているものを紹介します。 ここでは、レンズの焦点を自分で合わせると仮定します。 そのため、切断したり彫刻したりできるものの高さも制限されますが、下にスペースを作るためにブロックの上に機械を置く人もいます。 焦点をしっかりと合わせると、カットや彫刻が速くなり、カット ラインもより細かくなります。 ただし、多少のズレがあっても、たいていは何らかの結果が得られます。 必要に応じて、何も動かさずに 2 回目のパスを実行できるように、作業内容をテープで固定するかクランプで固定することをお勧めします。

レーザー用に入手できるさまざまなレンズがあります。 15W機に付属しているものは焦点距離が約55mmです。 ただし、焦点距離が異なるレンズは他にもあります (G8 が人気です)。 各レンズは、どれだけ厳密に焦点を合わせることができるか、またレンズに搭載されている素子の数など、異なる特性を持っています (素子が多いほど全体の倍率が低くなります)。

部品に供給されるパワーは、ビームパワー、焦点の質、および費やされた時間を組み合わせたものです。 レーザーが方向を変えるのにかかる時間さえも、より深い火傷や切断を引き起こす可能性があるため、ほとんどのソフトウェアは、方向を変えるときにレーザーをオフにして切断線から遠ざけるオーバースキャン機能を提供しています。

焦点を合わせることに注意すれば、ボール紙にかなり良い彫刻ができるはずです。 切り裂いて跡が残る可能性があるため、必ず下に何かを置いてください。 私は合板の上にカッターを取り付け、ボード上に意図的にグリッドをマークしました。 次回はそれらの追加について詳しく説明します。

場合によっては、線を太くするために意図的に少し焦点をぼかしたいことがあります。 [Geordie_h] は、このトリックと、より商業的なカッターを目的とした、Ortur や他の同様のレーザーにも適用できるその他のプロのヒントについて語ります。

次回といえば、まだまだ話したいことがたくさんあります。 デバイスを取り付けてレーザー ヘッドを動かすことに加えて、エア アシストを追加したいと考えました。これについては現在も取り組んでいます。 このきれいな煙は細かい灰と同様に切断面から出てくるため、切断中にレーザーが新鮮な材料に当たることができます。

どういうわけか、私のマシンは長いカットで頻繁に停止しますが、インターネットを読むと、私だけではないようです。 USBケーブルを変更すると改善するようです。 フレーム上のもう少し強力な電源またはアースが必要になる場合があります。 繰り返しになりますが、ラップトップの電源設定が原因である可能性があります。 時が教えてくれる。 これは、長時間を必要とする画像を処理する場合に特に問題になります。 私のロッキーの写真の上部に少しずれがあるのがわかりますが、このような失敗の後に再起動し、完全に正しく配置できなかった部分です。

Ortur を見ると初期の 3D プリンターを思い出します。 それは機能しますが、うまく機能させるにはいくつかの作業が必要です。 しかし、少なくとも私にとっては、とにかくそれが楽しい部分です。