Как сделать станок для гравировки
Как сделать гравер своими руками – комплектующие и порядок сборки
Гравировальное оборудование, при помощи которого можно успешно выполнять различные технологические операции, сегодня активно используется как специалистами, так и домашними мастерами. Хотя приобрести такое устройство на современном рынке не представляет никаких проблем, многие из тех, кто хотел бы иметь его в оснащении своей мастерской, поступают иначе и изготавливают гравер своими руками.
Самодельный гравер с держателем от стоматологической бормашины
Несмотря на простоту конструкции, самодельный гравировальный аппарат позволяет успешно выполнять такие же технологические операции, что и гравер серийной модели. К таким операциям, в частности, относятся:
Самодельный гравер с насадкой из шкурки отлично подходит для шлифовки поверхностей в труднодоступных местах
Материалами, с обработкой которых способен справиться самодельный электрический гравер, являются металл, древесина, пластик, керамика, стекло, кость, искусственный и натуральный камень.
Что потребуется
Функциональность, надежность и технические характеристики, которыми будет обладать самодельная гравировальная машинка, полностью зависят от того, какие именно материалы и механизмы вы будете использовать для ее изготовления.
Практически любой электродвигатель можно превратить в гравировальный станок, добавив к нему гибкий вал с держателем
Чтобы сделать простейший, но удобный в использовании и функциональный гравер, вам потребуются следующие комплектующие.
Конструкция самодельного станка для гравировки с гибким валом
Для изготовления гравера вам также понадобятся электродрель, точильный станок и стандартный набор слесарных инструментов.
Принцип работы самодельной гравировальной установки
Самодельный гравер предложенной конструкции работает по следующему принципу. Вращение от электродвигателя посредством шкивов и резинового пассика передается на гибкий вал, который, в свою очередь, сообщает его рабочей насадке и зафиксированному в ней инструменту.
Гравировальная машинка своими руками может быть изготовлена и в другом конструктивном исполнении, которое предполагает, что гибкий вал соединяется с электродвигателем посредством переходной муфты. Одним концом такая муфта насаживается на вал электродвигателя и надежно фиксируется на нем при помощи штифта, а в квадратное отверстие, выполненное на ее втором конце, вставляется подвижный сердечник гибкого вала.
Устройство простейшего самодельного гравера
После того как все конструктивные элементы будущего самодельного гравера подготовлены, приступают к его изготовлению.
Чтобы сделать свой гравер более безопасным в эксплуатации, изготовьте для его электродвигателя и ременной передачи компактный кожух (можно использовать обычную фанеру). Поскольку руки при работе с устройством заняты удерживанием обрабатываемого изделия и рабочей насадки, можно оснастить гравер ножной педалью для его включения и выключения. Основным элементом такой педали, корпус которой также часто делают из фанеры, является обычная толчковая кнопка.
В качестве привода для гравера можно использовать болгарку с «полетевшим» редуктором.
Несколько полезных рекомендаций
Решая вопрос о том, какой гибкий вал использовать для оснащения своего самодельного гравера, лучше выбирать приводные элементы от стоматологических бормашин. Делать это рекомендуется по той причине, что такие валы, даже снятые со старых бормашин, уже оснащены рабочими насадками с зажимными механизмами цангового типа, в которых очень удобно и надежно фиксируется используемый инструмент.
Между тем у использования гибкого вала от стоматологической бормашины в качестве приводного элемента насадки гравера есть и определенные неудобства. Заключаются они в том, что для стоматологических насадок не всегда можно подобрать инструменты, требуемые при работе на гравировальной установке. Решается такая проблема достаточно просто: многие инструменты для гравера можно изготовить самостоятельно, используя для этого подручные материалы.
Самодельные насадки для гравера
Так, достаточно качественные фрезы для гравировальных установок можно сделать из поломанных сверл, если, используя обычный точильный станок, придать их рабочей части требуемую конфигурацию. Абразивные головки различной формы, которые активно используются при обработке с помощью гравера, можно изготовить из обломков точильного круга средней твердости.
Сначала такие обломки необходимо оснастить хвостовиком, который делается из стальной проволоки диаметром 2,6 мм. Затем такой хвостовик вставляют в предварительно выполненное отверстие в абразивном обломке и замоноличивают в нем при помощи эпоксидной смолы. Последнее, что останется сделать для превращения такой заготовки в полноценный инструмент для гравера, – это придать его абразивной части требуемую конфигурацию при помощи точильного станка, оснащенного кругом высокой твердости.
8 уроков по работе с гравером для начинающих
Гравер — универсальный прибор, использовать который могут не только профессионалы, но также любой желающий в домашних условиях. С его помощью можно легко справиться с мелкими бытовыми задачами:
Довольно обширный функционал в одной машинке, которая очень облегчает выполнение каких-то мелких бытовых задач.
Предлагаем восемь простых уроков по работе с гравером, которые сможет повторить даже начинающий мастер.
Урок №1. Гравируем красивый рисунок на ложке
Помимо чистки столовых приборов, эти приборы легко преобразить своими руками. Из обычной металлической ложки получится индивидуальная уникальная вещь, которую и подарить не стыдно.
Для работы понадобится гравер, насадка для контура рисунка, металлическая ложка и маркер.
Насадку для контура лучше взять с шарообразным наконечником:
Урок №2. Делаем гравировку на стакане
Для гравировки прекрасно подходят изделия из стекла. Обычная стеклянная кружка или стакан из супермаркета с помощью гравировки превратится в оригинальную вещь.
Шаг 1: берем гравер, скотч, стакан, бумагу и карандаш.
Шаг 2: продумываем рисунок или надпись, которую будем воспроизводить на стекле. Рисуем изображение на бумаге или распечатываем понравившийся вариант готового рисунка.
Шаг 3: закрепляем с помощью скотча рисунок на стакане.
Шаг 4: теперь берем гравер и, на низких оборотах, обводим контур рисунка. Для этих целей подходит насадка-бур.
Шаг 5: осталось отклеить трафарет и заштриховать рисунок.
В завершении работы не забудьте хорошо промыть обработанную поверхность, чтобы удалить мелкие частички стеклянной пыли.
Урок №3. Гравируем по коже
Кроме стекла и металла, гравировке поддаются кожаные изделия. В любой граверной мастерской предлагают такую услугу, но намного интереснее сделать собственными силами.
Шаг 1. Для гравировки по коже, первым делом, подготавливаем гравер, изделие, с которым будем работать, бумагу для переноса изображения, либо маркер/фломастер, чтобы нарисовать самостоятельно.
Шаг 2. Наносим рисунок. Переносить рисунок на изделие из светлой кожи лучше с помощью иголки и копировальной бумаги. Для темной подойдет маркер. Если на изделие наносится текст или инициалы, обратите внимание, что изображение для переноса должно быть в зеркальной проекции, чтобы надпись правильно читалась. Проще всего сделать перевод в зеркальное отражение в графическом редакторе на компьютере.
Шаг 4. Медленными движениями, не сильно нажимая на изделие, заштриховываем контур рисунка. Если линии получились недостаточно широкими, меняем насадку на другую, с большим диаметром, и повторно проходим по линиям рисунка, тем самым увеличивая их ширину.
Шаг 5. После завершения работы протираем изделие мягкой тканью, чтобы удалить пыль и частички кожи.
Урок №5. Украшаем деревянную полку в детской
Имея гравер, возможно освежить дизайн наскучившей мебели. На любую деревянную поверхность легко и быстро нанести рисунок или орнамент.
Шаг 1: распечатываем понравившийся рисунок и приклеиваем его к выбранной поверхности с помощью клея ПВА.
Шаг 2: После полного высыхания рисунка, приступаем непосредственно к гравировке. Для работы по дереву подходят насадки с тонким наконечником, с алмазным напылением. Не следует выставлять большие обороты на гравере (достаточно 20 тыс).
Шаг 3: аккуратно обводим гравером все контуры рисунка, после чего снимаем трафарет. Если остались следы клея на поверхности, удаляем их влажной тряпочкой.
Если рисунок получился недостаточно четкий (на светлом дереве), выделяем текстуру морилкой.
Урок №6. Брелок из природного камня
Другой вариант интересного подарка — самодельный сувенир из камня.
Шаг 1. Ищем материал. Для изготовления подойдет любой камень, который часто попадается на речке или на пляже. Хорошо, если камень уже имеет какую-то форму. Если нет, то обрабатываем его с помощью гравера и набора насадок.
Шаг 2. Поверхность камня необходимо слегка зашлифовать, это упростит дальнейшую работу. Для этого берем насадку с алмазным диском и проходим по всей поверхности камня.
Шаг 3. Когда поверхность готова, простым карандашом или фломастером рисуем на ней изображение, которое хочется видеть в конечном результате.
Шаг 4. Затем необходимо поменять насадку гравера на фрезу с конусной головкой. Проходим фрезой по контурам рисунка. В тех местах, где предусмотрены линии толще, чем контурные, используем фрезу с круглой головкой.
Шаг 5. Сувенир почти готов. Изделие само по себе уже уникальное и интересное, но лучше расширить его функциональность, превратив в брелок или подвеску-кулон.
Как сделать отверстие:
После того, как отверстие готово, по краям могут получиться заусенцы, которые необходимо обработать тем же сверлом, аккуратно пройдя по краям отверстия. Теперь остается продеть шнурок и кулон-брелок полностью готов.
Следует помнить, что при работе с камнем рекомендуется надевать защитные очки, чтобы не повредить глаза.
Урок №7. Чиним инструменты
Как легко и быстро, имея гравер, решить бытовую задачу. К примеру, вы собираетесь работать напильником, но его деревянная рукоятка не фиксирует рабочую часть, расхлябалась и болтается.
Шаг 1: берем гравер, ставим сверло по дереву подходящего размера и освежаем отверстие в ручке напильника.
Не стоит делать его больше по диаметру, иначе хвостовик будет сложно закрепить.
Шаг 2: меняем насадку на отрезной диск, берем напильник и на хвостовике делаем поперечные насечки.
Шаг 3: наносим эпоксидную смолу или клей.
Шаг 4: соединяем ручку напильника с хвостовиком.
Шаг 4: даем высохнуть.
Теперь рабочая часть будет крепко зафиксирована и напильник прослужит еще долго.
Урок №8. Зачищаем текстуры
Еще один вариант использования гравера — зачистка текстурных поверхностей, обрабатывать которые вручную очень сложно и долго.
Шаг 1. Для того, чтобы справиться с этой задачей, устанавливаем на гравер насадки-щетки.
Шаг 2. Выставляем необходимое количество оборотов (около 20 тысяч).
Шаг 3. Обрабатываем загрязнения. В результате очень быстро получаем чистую поверхность.
Напрашивается вывод: работа с гравером не требует каких-то сверхъестественных навыков. Самое главное — четко представить какой результат хочется получить. Достаточно приложить немного терпения и результат будет на пять баллов.
Изготовление лазерного гравёра своими руками
Иногда бывает нужно красиво подписать подарок, но чем это сделать — непонятно. Краска расплывается и быстро стирается, маркер — не вариант. Лучше всего для этого подходит гравировка. Даже не придётся тратить на неё деньги, так как сделать лазерный гравёр своими руками из принтера сможет любой умеющий паять человек.
Устройство и принцип работы
Главным элементом гравёра является полупроводниковый лазер. Он испускает сфокусированный и очень яркий луч света, который прожигает обрабатываемый материал. Регулируя мощность излучения, можно изменять глубину и скорость прожига.
В основе лазерного диода лежит полупроводниковый кристалл, сверху и снизу которого находятся P и N области. К ним подсоединены электроды, по которым подводится ток. Между этими областями расположен P — N переход.
В сравнении с обычным лазерный диод выглядит великаном: его кристалл можно подробно рассмотреть невооружённым взглядом.
Расшифровать значения можно следующим образом:
Торцы кристалла отполированы до идеального состояния, поэтому он работает как оптический резонатор. Электроны, стекая из положительно заряженной области в отрицательную, возбуждают в P — N переходе фотоны. Отражаясь от стенок кристалла, каждый фотон порождает два себе подобных, те, в свою очередь, тоже делятся, и так до бесконечности. Цепная реакция, протекающая в кристалле полупроводникового лазера, называется процессом накачки. Чем больше энергии подаётся на кристалл, тем больше её накачивается в лазерный луч. В теории, насыщать его можно до бесконечности, но на практике все обстоит иначе.
При работе диод нагревается, и его приходится охлаждать. Если постоянно наращивать подаваемую на кристалл мощность, рано или поздно наступит момент, когда система охлаждения перестанет справляться с отводом тепла и диод сгорит.
Мощность лазерных диодов обычно не превышает 50 Ватт. При превышении этой величины становится сложно сделать эффективную систему охлаждения, поэтому мощные диоды чрезвычайно дороги в производстве.
Существуют полупроводниковые лазеры на 10 и более киловатт, но все они — составные. Их оптический резонатор накачивается маломощными диодами, количество которых может достигать нескольких сотен.
В гравёрах составные лазеры не используются, так как их мощность слишком велика.
Создание лазерного гравера
Для простых работ, вроде выжигания узоров на дереве, не нужны сложные и дорогие устройства. Достаточно будет самодельного лазерного гравёра, работающего от аккумулятора.
Прежде чем делать гравёр, необходимо приготовить для его сборки следующие детали:
Вытащите из DVD-привода пишущую головку.
Аккуратно извлеките фокусирующую линзу и разбирайте корпус головки до тех пор, пока не увидите 2 лазера, спрятанных в теплораспределяющие кожухи.
Один из них — инфракрасный, для считывания информации с диска. Второй, красный, — пишущий. Для того чтобы их отличить, подайте на их выводы напряжение в 3 вольта.
Распиновка выводов:
Перед проверкой обязательно наденьте тёмные очки. Ни в коем случае не проверяйте лазер, глядя на окошко диода. Смотреть нужно только на отражение луча.
Необходимо выбрать лазер, который засветился. Оставшийся можно выбросить, если не знаете, куда его применить. Для защиты от статики спаяйте все выводы диода вместе и отложите его в сторонку. Отпилите от профиля 15 см отрезок. Просверлите в нём отверстие под тактовую кнопку. Проделайте в коробке вырезы под профиль, гнездо для зарядки и выключатель.
Принципиальная схема лазерного гравёра из DVD своими руками выглядит следующим образом:
Залудите контактные площадки на плате контроля заряда и холдере:
С помощью проводов к контактам В+ и В- контроллера заряда припаяйте отсек для аккумулятора. Контакты + и — идут на гнездо, оставшиеся 2 — на лазерный диод. Сначала навесным монтажом спаяйте схему питания лазера и хорошо заизолируйте её скотчем.
Проследите, чтобы выводы радиодеталей не замыкались между собой. Припаяйте к питающей схеме лазерный диод и кнопку. Поместите собранное устройство в профиль и приклейте лазер теплопроводящим клеем. Остальные детали закрепите на двухсторонний скотч. Установите на своё место тактовую кнопку.
Вставьте профиль в коробку, выведите провода и закрепите его термоклеем. Припаяйте выключатель и установите его. Ту же процедуру проделайте с гнездом для зарядки. Термопистолетом приклейте на свои места аккумуляторный отсек и контроллер заряда. Вставьте в холдер батарею и закройте коробку крышкой.
Перед началом использования нужно настроить лазер. Для этого в 10 сантиметрах от него поставьте лист бумаги, который будет мишенью для лазерного луча. Разместите фокусирующую линзу перед диодом. Отдаляя и приближая её, добейтесь прожига мишени. Приклейте линзу к профилю в месте, где был достигнут наибольший эффект.
Собранный гравёр отлично подойдёт для мелких работ и развлекательных целей вроде поджигания спичек и прожига воздушных шариков.
Помните, что гравёр — это не игрушка, детям давать его нельзя. Лазерный луч при попадании в глаза вызывает необратимые последствия, поэтому храните устройство в недоступном для детей месте.
Изготовление прибора с ЧПУ
При больших объёмах работ обычный гравёр не справится с нагрузкой. Если вы собираетесь использовать его часто и много, вам понадобится устройство с числовым программным управлением.
Сборка внутренней части
Даже в домашних условиях можно сделать лазерный гравёр. Для этого из принтера нужно извлечь шаговые двигатели и направляющие. Они будут приводить в движение лазер.
Полный список необходимых деталей выглядит следующим образом:
Схема подключения всех компонентов:
Расшифровка обозначений:
Измерьте длину направляющих и разделите их на две группы. В первой окажутся 4 коротких, во второй — 2 длинных. Направляющие из одной группы должны быть одинаковой длины.
Добавьте к длине каждой группы направляющих по 10 сантиметров и вырежьте по полученным размерам основание. Из обрезков согните П-образные опоры для креплений и приварите их к основанию. Разметьте и просверлите в них отверстия для болтов.
Просверлите в радиаторе отверстие и вклейте туда лазер, используя теплопроводящий клей. К нему припаяйте провода и транзистор. Болтами прикрутите радиатор к каретке.
Установите на две опоры крепления для направляющих и зафиксируйте их болтами. Вставьте в крепления направляющие оси Y, на их свободные концы наденьте каретки оси X. В них вденьте оставшиеся направляющие с установленной на них лазерной головкой. Наденьте на направляющие оси Y крепления и прикрутите их к опорам.
Просверлите отверстия в местах крепления электромоторов и шестерёночных осей. Установите на свои места шаговые двигатели и на их валы наденьте ведущие шестерни. Вставьте в отверстия заранее нарезанные из металлического стержня оси и закрепите их эпоксидным клеем. После его застывания наденьте на оси шестерни и прижимные ролики со вставленными в них подшипниками.
Установите зубчатые ремни так, как это показано на схеме. Перед закреплением натяните их. Проверьте подвижность оси Х и лазерной головки. Они должны перемещаться с небольшим усилием, вращая через ремни все ролики и шестерни.
Подключите к лазеру, двигателям и концевикам провода и стяните их стяжками. Получившиеся пучки уложите в подвижные кабель-каналы и закрепите их на каретках.
Концы проводов выведите наружу.
Изготовление корпуса
Просверлите в основании отверстия для уголков. Отступите от его краёв 2 сантиметра и начертите прямоугольник.
Его ширина и длина повторяет размеры будущего корпуса. Высота у корпуса должна быть такой, чтобы в него помещались все внутренние механизмы.
Расшифровка обозначений:
Вырежьте из фанеры все детали корпуса и скрепите их уголками. С помощью петель установите на корпус крышку и прикрутите его к основанию. В передней стенке вырежьте отверстие и просуньте сквозь него провода.
Соберите из фанеры защитные кожухи и вырежьте в них отверстия под кнопку, выключатели и гнёзда. Установите Arduino в кожух так, чтобы USB разъём совпал с предназначенным для него отверстием. Настройте DC-DC преобразователь на напряжение 3 В при токе 2 А. Закрепите его в кожухе.
Установите на свои места кнопку, гнездо питания, выключатели и спаяйте электрическую схему гравёра воедино. После припаивания всех проводов установите кожухи на корпус и прикрутите их саморезами. Чтобы гравёр заработал, нужно залить прошивку в Arduino.
После прошивки включите гравёр и нажмите кнопку «Старт». Лазер оставьте выключенным. Нажатие кнопки запустит процесс калибровки, во время которого микроконтроллер измерит и запомнит длину всех осей и определит положение лазерной головки. После его завершения гравёр станет полностью готовым к работе.
Прежде чем начинать работать с гравёром, нужно перевести изображения в понятный для Arduino формат. Сделать это можно с помощью программы Inkscape Laserengraver. Переместите в неё выбранное изображение и нажмите на Convert. Полученный файл отправьте по кабелю на Arduino и запустите процесс печати, включив перед этим лазер.
Такой гравёр может обрабатывать только предметы, состоящие из органических веществ: дерево, пластик, ткани, лакокрасочные покрытия и прочие. Металлы, стекло и керамику гравировать на нем не получится.
Никогда не включайте гравёр с открытой крышкой. Лазерный луч, попадая в глаза, концентрируется на сетчатке, повреждая её. Рефлекторное закрытие век вас не спасёт — лазер успеет выжечь участок сетчатки ещё до того, как они захлопнутся. При этом вы можете ничего не почувствовать, но со временем сетчатка начнёт отслаиваться, что может привести к полной или частичной потере зрения.
Если вы поймали лазерный «зайчик», как можно скорее обратитесь к офтальмологу — это поможет избежать серьёзных проблем в дальнейшем.