Лазерный прибор для выжигания по дереву

Какой ЧПУ выжигатель лучше – проволочный или лазерный?

Мы расскажем, почему мы отказались от лазера и остановили свой выбор на ЧПУ выжигателе с нихромовой нитью.

После долгих экспериментов и пилотных станков, мы столкнулись со следующими нюансами при работе с лазерными ЧПУ станками для выжигания и ЧПУ выжигателями с нихромовой нитью.

Лазерный ЧПУ выжигатель:

Преимущества

1. Более высокая точность границ. Это связано с тем, что лазерный ЧПУ станок рисует по дереву точками. Это его важная особенность, из которой вытекают и свои недостатки. Писать офисные таблички, бейджики, рисовать векторные объекты, тексты и изображения с очень четкими границами, нарисованные линиями лучше лазерным ЧПУ.

2. Выжигает не только по дереву. Выжигает также по деревянным поверхностям и коже, но еще может вырезать пленку типа ORACAL. Те лазеры, которые могут вырезать пластик, дерево, пенопласт – это более мощные и дорогие соответсвенно

Вырезание букв на пленке Oracal

3. Низкие требования к температуре помещения.

Недостатки лазерного ЧПУ выжигателя:

1. Нанесение изображения точками. Самый главный недостаток – лазерным ЧПУ выжигателем сложно сделать полутона для изображения. То есть, точка черная либо есть, либо ее нет. Любой художник знает, что эффект объема изображения достигается тенями на поверхности лица. Тени создают объектам объем, делают его “живым”. Во многом, восприятие и узнавание лиц мозгом человека устроено так, что узнавание человека происходит во многом из-за теней, показывающих объем . В случае с лазерным ЧПУ тень можно получить только уменьшением густоты расположения черных точек.

выжигание лазером mavi.su

2. Низкая скорость выжигания. Изображение выжигается со скоростью 10 точек в секунду. Так, картину размером 20*20 см мы выжигали 10 часов. При этом, не скажу, что изображение было сильно темным. Говорить о каком-то серийном выполнении заказов тут уже не приходится – либо придется ставить несколько ЧПУ, либо довольствоваться небольшим количеством заказов.

Выжигание портретов лазером. Скрин-шот с экрана. Выжигание лазером формата А4 занимает порядка 9 часов

3. Рисование пикселями. По ходу работы выявились еще несколько неприятных особенностей Лазерного ЧПУ: при редактировании изображения и увеличении фотографии ЧПУ рисует на дереве “пикселями”. То есть, изображения перестает быть равномерным, и скорее напоминает мозаику, выполненную из квадратиков.

При небольшом увеличении изображение может “пикселить”

4. Яркое свечение от лазера как при сварке . Сразу вспомнил старого знакомого, который работает с профессиональным полиграфическим оборудованием (станок изготавливает лазером матрицы для офсетной печати) – у того зрение то ли “минус 6”, то ли “минус 7”. Способ защититься от яркого света на самом деле есть – это специализированные очки. Но их не всегда удается подобрать правильно – каждому лазеру с разной длиной волны лазера соответствуют разные очки, защищающие именно от этого диапазона светового излучения. Если у вас есть дети и вы хотите поставить лазер дома, то это, на наш субъективный взгляд, просто немыслимо!

Яркое свечение от лазера может сильно посадить зрение

5. Не всякое дерево подходит. Те, кто выжигают на дереве, знают, что по дереву перед выжиганием можно пройтись содовым раствором. Но при работе лазер просто сжигает остатки соды на поверхности. Чтобы этого не происходило, приходится очень тщательно промывать заготовку.

Не всякая фанера подойдет для лазерного ЧПУ

ЧПУ выжигатель с нихромовой нитью

Преимущества:

1. “Живые изображения” – с тенями, полутенями и оттенками. По эстетике изображения и складывается впечатление о работе. Полутона рисуются за счет простого физического эффекта – изменения скорости коретки ЧПУ, а значит и временем контакта жала с поверхностью. В тех местах, где необходимо нарисовать светлый тон проволочное жало (перо) проезжает быстро. Там, где нужны темные элементы ЧПУ выжигатель задерживает коретку с жалом.

Высокая детализация – видна радужка глаз на малом размере

Нихромовое жало дает плавные оттенки, делая портреты “живыми”, а не “цифровыми”

2. Регулировка насыщенности изображения происходит можно прямо на самом ЧПУ регулятором температуры жала – так можно получить изображения разной интенсивности.

регулировка температуры жала на ЧПУ

3. Изображения можно наносить на деревянную поверхность и кожу.

Выжигание на фанере нихромом

Выжигание на коже нихромом

4 .Скорость выжигания портрета размером (А4 21*30 см) выжигается в пределах 2-3х часов – что существенно быстрее, чем на лазерном ЧПУ. За день можно вместо одного портрета успеть сделать 3-4 штуки. Несомненно преимущество при выжигании больших форматов (А3, А2 и панно).

время на выжигание А4 занимает 2,5-3 часа

Недостатки станка с нихромовым жалом:

1. Нужно поддерживать примерно постоянную температуру в помещение. И конечно нельзя допускать сквозняков. Движение воздуха при сквозняке остужает нихромовое жало. Поскольку ЧПУ работает с постоянной скоростью, на изображении из-за остывания жала при ветре появляются светлые полосы. На самом деле этот недостаток я бы отнес к условным, поскольку он решается закрытием окна. Что касается запаха при выжигании, то он очень незначителен – не больше, чем от потухшей спички. Ну а проветрить помещение можно по завершению работы.

При выжигании не должно быть сквозняков

2. Необходимость менять нихромовую нить через каждые 6-8 портретов. Этот недостаток скорее имеет отношение ко времени смены нити, чем к расходам. Стоимость 1 жала, сделанного из нихромовой нити составит 2-3 рубля. Время на смену – минут 5 с учетом изготовления формы жала пасатижами из нихромовой проволоки.

Нихромовую нить необходимо менять через каждые 6-8 портретов

Заключение

В общем, в результате долгих экспериментов и выявления подводных камней мы пришли к выводу, что они оба варианта интересны, но лазерный выжигатель по дереву совершенно не подходит для нашей основной задачи – выжиганию картин и портретов. Если лазером хорошо получаются текстовые фрагменты (для изготовления табличек), узоры или контурные рисунки, то по части портретов лазер однозначно проигрывает нихромовому ЧПУ. А с учетом его стоимости, такие недостатки как точечный рисунок без оттенков и время выжигания просто сводит на нет его преимущества. Поэтому мы остановились на станке ЧПУ с нихромовой нитью. Конечно, нихром – не идеальный вариант, но при работе достаточно не допустить сквозняков и периодически менять жало, и Вы получите портрет, который невооруженным взглядом новичок не отличит от работы художника.

Как выбрать выжигатель с ЧПУ?

Пирография пользуется широкой популярностью среди людей разного возраста. Для такого хобби придумано множество различных аппаратов. Одним из самых эффективных современных приборов считается ЧПУ-выжигатель, который достоин особого внимания.

ЧПУ-выжигатель

ЧПУ-выжигатель, или пирограф (пиропринтер), представляет собой станок с числовым программным управлением (ЧПУ), на котором с использованием компьютера можно выжигать изображения разной сложности. С его помощью в домашних условиях мастер способен создавать настоящие картины различной контрастности на дереве, фанере, коже и некоторых других материалах.

Для чего нужен такой прибор? Главная его особенность – управление с компьютера с помощью специальной программы. По сути, им может воспользоваться любой человек, знакомый с компьютерной техникой, но не имеющий художественных талантов. Выжигатель воспроизведет выбранное и заведенное в программу изображение на дереве или ином материале. Так можно сделать сувенир, подарок, картину, портрет, перенести любое изображение на чехол, шкатулку, коробку, футляр и т. д.

Прибор используется в домашних условиях или в мастерской. Он позволяет открыть собственный бизнес. Процесс создания сложного рисунка намного упрощается и ускоряется. Изображение можно корректировать. Выжигатель обеспечивает высокую точность и качество.

Принцип работы выжигателя с ЧПУ

Как и любой прибор для выжигания, пирограф с ЧПУ работает по принципу прожигания материала под действием высокой температуры. При движении рабочего органа, по поверхности заготовки перемещается и точка прожига. Глубина прожигания зависит от времени воздействия, т. е. темпа перемещения. Чем глубже прожигается материал, тем темнее изображение. Так можно получить практически черный след. При легком касании материала обеспечивается светлый тон.

В ручном приборе мастер сам двигает инструмент, руководствуясь своим художественным талантом и практическим навыком. В станке с ЧПУ управление компьютеризировано. Нужное изображение оцифровывается и заводится в управляющую программу (УП). Далее перемещение рабочего органа и его темп обеспечиваются автоматически, т. е. происходит копирование рисунка.

По рабочему органу различаются 2 типа выжигателей: нихромовые и лазерные. В первом случае выжигание обеспечивается нихромовым жалом (проволокой), которое разогревается до температуры, достаточной для прожигания материала заготовки. Оно непосредственно контактирует с поверхностью. При его плавном перемещении формируется сплошная полоса. Лазерный пирограф работает на бесконтактном принципе. Выжигание происходит точками. Тона и полутона на рисунке обеспечиваются путем изменения концентрации (густоты) точек на единице площади.

Что можно выжигать?

Чаще всего ЧПУ-выжигатели применяются для создания изображения на деревянных пластинах или фанере. Можно использовать прибор для работы с кожей, акрилом, картоном, резиной, пластиком, а лазерные пирографы – для гравирования стекла и даже металла. С помощью аппарата можно сделать оригинальные чехлы для телефона, обложки на документы, портмоне, сумочки, ремни, доски для разделки, рекламные вывески на акриле, деревянные визитки. Картины и портреты можно создать на дереве и стекле.

Можно проиллюстрировать примеры применения станков. На фото показан зимний пейзаж, который, несмотря на кажущуюся сложность, относится к стандартному варианту использования пирографа.

Более сложный пейзаж представлен на следующем фото, т. к. цветовой оттенок должен учитывать особенности породы дерева при выжигании.

Пример возможности нихромового прибора показан на фото в виде прекрасного портрета.

Лазерный выжигатель хорош для нанесения гравировок на подарки. На фото показан вариант исполнения футляра для телефона.

Суперобложки для подарочной книги или альбома.

Как выбрать станок для выжигания по дереву с ЧПУ?

При выборе ЧПУ-выжигателя необходимо решить, какой тип станка наиболее подходит: лазерный или нихромовый. Надо учитывать такие особенности:

1. Лазерный прибор. Его отличает очень высокая точность изображения, четкость границ, возможность нанесение чертежей. Для него практически не имеет значения толщина заготовки, гладкость поверхности, состояние краев и кромок. С помощью лазеров можно выжигать на самых разных материалах, в т. ч. бумаге, картоне, керамике, стекле, шпоне, фетре. Они позволяют наносить мелкие тексты различным шрифтом. Однако надо помнить, что лазерное выжигание плохо подходит для создания портретов, т. к. точечная технология непригодна для обеспечения качественных полутонов и теней на лице. При близком рассмотрении портрета точки бросаются в глаза. Кроме того, лазерные выжигатель имеют повышенную стоимость, а при работе надо надежно защищать глаза.
2. Нихромовый прибор. С его помощью создаются портреты, пейзажи, натюрморты более качественные, чем при использовании лазера. Аппарат обеспечивает контрастность изображения и многочисленные полутона. Недостатки станка: повышенные требования к ровности поверхности, ограничения по толщине заготовки и материалу. Основное назначение нихромового прибора – выжигание по дереву и фанере. На нем не удастся нанести изображение на стекло, пластик, бумагу, картон. Он не позволяет воспроизводить мелкий шрифт.

При выборе нихромового выжигателя важно учитывать диаметр проволоки. Инструмент должен выдерживать нагрев до 1 200 градусов, а потому используется проволока диаметром не менее 0,17 мм. Максимальный диаметр ограничивается точностью воспроизводства изображения и составляет 0,8 мм.

Важно! При выборе прибора также следует обратить внимание на используемую УП. Она должна совмещаться с компьютером и позволять выполнение нужных операций. Универсальность станка – немаловажный критерий выбора.

Настройка и отладка ЧПУ-выжигателя

Настройка станка с ЧПУ начинается с установки УП. Она загружается в готовом виде с внешнего носителя (дискет, флешек, магнитных лент). Программа размещается в карте памяти, на жестком диске компьютера или твердотельном накопителе. Одной из лучших программ для ЧПУ-выжигателя является Pyroprinter, адаптированная под Windows XP, 7, 8, 10.

Для программирования станка на конкретную операцию надо загрузить изображение (картинку), которую необходимо выжечь на заготовке. Графический файл предварительно переводится в формат DXF, Exeilon, HPGL или Gerber. Процесс программирования контролируется по монитору. Команды на перемещение инструмента УП подает в форме G и М-кодов, понятных для прибора. В УП Pyroprinter контроллер на базе Arduino Nano V3 отвечает за микроперемещение до 4 координат одновременно и даёт стабильную скорость перемещения 10 м/мин при 20 шагах/мм.

Настройка и отладка станка обеспечивается строго в соответствии с инструкцией. В процессе настройки на экране отображается необходимая информация, указывающая, какими клавишами надо пользоваться. При необходимости можно корректировать переносимое изображение.

Выжигатели с ЧПУ позволяют создавать оригинальные рисунки и надписи на поверхности разных материалов и переносить на заготовки целые картины и портреты. Нужное изображение заводится в компьютер, а далее прибор воспроизводит его на поверхности изделия. При работе не требуются художественные навыки, но необходим эстетический вкус.

Выбор и изготовление своими руками лазерного ЧПУ выжигателя

Имея лазерный ЧПУ выжигатель, можно открыть своё дело. Затраты на производство продукции будут минимальными. Вполне реально зарабатывать деньги дома.

• Какому отдать предпочтение?
• Выжигатель проволочный и его достоинства
• Различные модели самодельных приборов
• Заключение

В сети можно прочесть объявления: «Продам (куплю) лазерный ЧПУ выжигатель!» Он воспринимается, как возможность открыть бизнес. В комплекте ЧПУ выжигателя с нихромовой нитью (сплав никеля и хрома), должен быть ноутбук, блок ЧПУ и нить из этого сплава. Как правильно определиться?

Какому отдать предпочтение?

Основное преимущество лазерного выжигательного станка с ЧПУ (его ещё называют пирографом ЧПУ, а процесс выжигания на нём – пирографией) – высочайшая точность. Рисунок на дереве и коже наносится точками. Таким образом, пишут тексты, бейджики и наносят изображения, имеющие четко обозначенные границы, создают чертежи. Даже делают свадебные приглашения на коже и дощечке с выжженным фото молодых и текстом приглашения.

Среди минусов выжигателей лазерного типа:

• невозможность получения адекватных полутонов, тени на лице получаются за счёт того, что густота черных точек уменьшается, а это заметно с небольшого расстояния;
• очень невысокая скорость (устройство выжигает 10 точек изображения в секунду), для получения картинки 20х20 см понадобится 10 часов;
• редактируя изображение (увеличивая фотографию), получаем мозаику из квадратиков на выжигаемой поверхности материала;

• яркость свечения от лазера отрицательно сказывается на зрении (работать можно только в специализированных очках, подобранных под тип свечения данного лазера);
• минус в работе – деготь деревьев, попадающий на картину при выжигании; можно сделать дополнительный обдув, но образуется сильный шум и сложно говорить о комфортной работе;
• сложность прочеса подготовки доски. Те, кто работает с деревом, снижают интенсивность текстуры древесины содовым раствором. После этого заготовку надо хорошо вымыть и высушить. А если это фанера – она может от влаги по краям вздуться.

Поэтому многие мастера отвергают лазерный выжигатель с ЧПУ, а свой выбор останавливают на ЧПУ выжигателе нихром.

Выжигатель проволочный и его достоинства

Если же выжигать с нихромом (проволокой или так называемой нитью из этого материала), то налицо такие «плюсы»:

• получаются «живые» изображения, где есть тени, полутени и оттенки. Полутона достигаются при изменении температуры (нихромовую нить нагревают больше или меньше, одновременно регулируя время контакта проволочного жала с поверхностью;
• реально контролировать насыщенность изображения на самом ЧПУ для получения картинок с различной интенсивностью;
• тот же портрет 20х20 см мастер выжигал около 2 часов, в 5 раз быстрее, по сравнению с лазерным станком. А это большое достоинство при выжигании по дереву с ЧПУ картин большого формата.
• заготовку проще подготовить к работе;
• глазам не вредит яркое свечение;
• не выделяется дёготь, а, значит, и обдув не понадобится.

У нихромового выжигательного устройства есть недостаток: необходимость поддержания стабильной температуры в помещении. Но есть выход – закрывать окно, чтобы не было сквозняка. Есть небольшой запах при выжигании, помещение придётся проветрить после окончания работ.

Важно! Не рекомендуется работать с пластиком, появившийся дым – очень едкий и опасный для здоровья.

Ещё один минус – нихромовая нить в выжигателях должна меняться через 5-7 картинок. Он не касается расходов, поэтому бизнес не пострадает. 1 жало, сделанное из нихрома, стоит 2-3 рубля.

Поэтому, если принято решение собрать выжигатель своими руками, то он будет с нихромовой нитью.

Различные модели самодельных приборов

В сети реально познакомиться с выжигателями, способными создавать рисунок на фанере, металле и даже на стекле, достигая высокой фотографической схожести изображений. Стоит бегло рассмотреть несколько вариантов:

1. Самодельный лазерный станок для выжигания, его ещё называют пиропринтер, может управляться с ноутбука, тогда LPT кабель не понадобится. Но практически, учитывая дороговизну, лазерный ЧПУ выжигатель применяется значительно реже, хотя и у него есть свои приверженцы.
2. Для простейшего варианта – лазерной ручки – понадобятся такие элементы:

• лазерный ИК диод (1W на выходе) и оптоволокно;
• один из видов механического карандаша;
• охладительный радиатор от ненужного телевизора с нанесённой термосмазкой для улучшения теплопроводности;
• батареи, желателен тип 2АА или D;
• защита для глаз – очки, фильтрующие лазерное излучение – 750 – 900 нм.

Разобрав тонкий механический карандаш (лучше брать, имеющий металлический корпус), нужно отрезать оптоволокно по длине карандаша и вставить в наконечник. Закрепляют эпоксидкой или каплей клея, присоединяя к проводу и питанию. Как видите, – чего-то сложного в этом примере нет.

1. Фанерный гравер небольшого размера – ЧПУ для выжигания по дереву можно создать из старых ЗD принтеров. У этого самодельного лазера фокус регулирует линза, её хода достаточно, чтобы фокусировать световое пятно (по высоте материала) в пределах 10 мм. А если учесть затраты на числовое программное управление устройством, то вся конструкция вместе драйверами и направляющими обходятся в пределах 5500 рублей.
2. Можно сделать гравировальный ЧПУ станок из старых CD/DVD приводов. Как пример, разбираем три DVD привода, оставляя на металлическом шасси ШД и механизм скольжения. Провода управления надо припаять к ШД (или к контактам двигателя или к кабельному шлейфу).

Каждая платформа осей Х и Y приклеивается к деталям механизма двигателя. Такой лазерный ЧПУ выжигатель имеет 2 механизма перемещения, в вертикальных перемещениях он не нуждается. В виде шпинделя используют электродвигатель, имеющий 2 винтовых зажима. Для управления ШД служит Easydrivers в комплекте с Arduino. Лазерному светодиоду из ранее разукомплектованного DVD-R привода отводится роль инструмента для пирографии.

1. Если же собираем для своих нужд ЧПУ своими руками по схеме – станки по выжиганию с нихромом (он имеет высокую жаропрочность и способен разогреваться до весьма высоких температур, не подвержен коррозии, очень эластичный); надо приобрести проволоку из этого материала.

Её можно изъять из старого лабораторного реостата или же электроплитки с нихромовой спиралью.

Внимание! Выбирают нихромовую нить, учитывая диаметр, длину и марку сплава.

Самым востребованным считают диаметр от 0,17 – 0,8 мм, способный выдержать температуру накала 1200˚C.

На фото внизу: 3 примера выжигаемого изображения, по принципу – я выжигаю, пусть и другие узнают, что такое пирография с программным управлением станками и какой получается результат.

Заключение

И это хорошо, что каждый, кто собрал ЧПУ по дереву (с лазером или любого типа), размещает фото конструкций или видео о его работе на специальном форуме единомышленников, увлекающихся выжиганием. И появляется контент для всеобщего обозрения с обилием чертежей, есть электрическая схема станков.

Творческим людям предоставляется возможность сделать бизнес, пользуясь станком ЧПУ.
Заинтересовавшись вторичным использованием компонентов оргтехники, морально устаревшей, многие производят устройства, выжигающие по дереву на ЧПУ, наладив стабильный и прибыльный бизнес со станками.