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LaserMan von FlyingBear

Das Gerät in bewegten Bildern mit Ton


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Wie offen ist das Gerät?

Kategorie Bemerkung Info
Firmware Verwendet grbl zur Ansteuerung.
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Software Maschinendaten können mit gängiger Open Source Software zur Generierung von Gcode aufbereitet werden.
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Hardware Die Bauteile sind sehr leicht zu ersetzen, gängige Schraubentypen, nichts ist verklebt.
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Elektronik Hauptplatine nutzt einen gängigen ESP32 Microcontroller.
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Website Auf der Webseite werden Firmware-Updates angeboten.
Der geänderte Quellcode von grbl wird von FlyingBear zusammen mit den Binaries der Firmware veröffentlicht.
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Das Gerät im Detail

Abbildung 1:
Der LaserMan von FlyingBear cann Werkstücke mit einer Größe von bis zu 40x45cm bearbeiten.
Die Firmware des Gerätes basiert auf grbl, womit der Laserman mit G-Code Befehlen angesteuert werden kann. Ganz im Sinne von "How Open Is This Gadget?" hält sich FlyingBear an die Vorgabe der GPL-Lizenz von grbl, und bietet den Quellcode der geänderten Firmware zum Download an. Der Download-Link ist dabei nicht irgendwo versteckt, sondern direkt auf der Seite mit der Firmware zu finden - das ist vorbildlich!
Maschinendaten können per WLAN, USB oder Micro SD-Karte übertragen werden.
Mit WLAN oder micro SD-Karte kann der LaserMan bequem außerhalb der eigenen 4 Wände in Betrieb genommen werden. Beim Arbeiten mit Lasern entstehen unweigerlich mehr oder weniger gesundheitsschädliche Gase und die lässt man am Besten vor der Haustür. Zwar besitzt der LaserMan einen Luftfilter, dieser kann aber lediglich Rußpartikel zurückhalten - die übel riechende Gase werden nicht herausgefiltert. Dennoch ist die Filtervorrichtung auch beim Betrieb im Freien sinnvoll, denn durch das Absaugen der Rauchpartikel bleibt der Strahlengang des Lasers frei, was zu feineren Gravuren führt. Arbeitet der Lüfter auf voller Leistung, so ist dieser nicht zu überhören. Mit einem längeren Absaugrohr könnte man den Lüftermotor nach draußen verbannen und so auch gleich die Abgase aus dem Fenster blasen - ist sicher einen Versuch wert.

Technische Daten

Kategorie Wert Bemerkung
Arbeitsbereich 400x450mm  
Abmessungen 61x78x16cm  
Lasermodul Laserleistung: 5.5W
Eingangsleistung: 20W
Brennweite: ??
Wellenlänge: 445nm
Typ D-B5500S
Endschalter X, Y am Nullpunkt  
Energieverbrauch Im Betrieb mit Laser auf 100%: 30W
Netzteil liefert 12V bei bis zu 4A
Drehbank ist ein Extra.

Packungsinhalt

Abbildung 2:
Mit im Paket sind ein Netzteil, das 12V Ausgangsspannung bei bis zu 4A liefert, eine Micro SD-Karte und ein USB-Kabel zur Datenübertragung von einem PC, Werkzeuge zur Montage, sowie einige Materialien, die mit dem Gerät bearbeitet werden können. Als Extra erhältlich ist eine "Drehbank" mit der runde Gegenstände graviert werden können.
Ebenfalls enthalten ist eine Schutzbrille, die beim Umgang mit dem Gerät unbedingt zu tragen ist!

Montage

Abbildung 3:
Für die Mechanik muss der Rahmen verschraubt und die bereits montiert gelieferte Traverse für die X-Achse angebracht werden. In Sachen Elektronik müssen nur wenige Kabel angebracht und eingesteckt werden.
Die beiliegende Montageanleitung in Englischer Sprache ist verständlich geschrieben enthält viele selbsterklärende Abbildungen.

Mechanik

Abbildung 4:
Die Achsen werden von kugelgelagerten Kunststoffrollen längs der 20x20mm Aluprofile geführt. Eventuell vorhandenes Spiel in dieser Mechanik lässt sich mit Hilfe einer Exzentermutter beseitigen.
Die Achsen werden über Zahnriemen angetrieben - der Motor der X-Achse befindet sich rechts an der Traverse. Durch Verschieben dieses Schrittmotors kann der Riemen der X-Achse gespannt werden.
Beide Seiten der Y-Achse werden von einem Schrittmotor angetrieben - die Riemenscheiben beider Seiten sind über eine Rundstange miteinander verbunden. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass die beiden Achsen auch bei ausgeschalteter Maschine nicht aus dem rechten Winkel kommen können. Die Zahnriemen der Y-Achse sind mit Schrauben an den Enden befestigt und hier kann auch die korrekte Spannung eingestellt werden.
Endschalter für die X- und Y Achse sind vorhanden. Der LaserMan fährt beim "Homing" in die linke untere Ecke.
Der Arbeitsbereich beträgt 40x45cm. Ist alles ordnungsgemäß justiert, läuft die Mechanik nahezu spielfrei.

Elektronik

Abbildung 5:
Die Stecker auf der Hauptplatine sind mit Kleber gesichert und die Verkabelung ist recht übersichtlich.
Der farbige Touchscreen befindet sich auf einem Makerbase Board.
Eine Infrarot-Diode dient als Flammensensor, womit der LaserMan automatisch abschaltet, sobald dieser anspricht. Die Empfindlichkeit des Sensors kann über ein Potentiometer justiert werden.
Auf der Hauptplatine sind die beiden Schrittmotortreiber fest verlötet.
Der Prozessor ist vom Typ ESP32 mit WLAN-Unterstützung.

Lasermodul

Abbildung 6:
Das im Paket befindliche Lasermodul arbeitet mit einer Wellenlänge von 445nm. Die Laserleistung ist mit etwa 5.5W angegeben.
Fokussiert wird der Laser, indem die Höhe so verstellt wird, dass die 2mm Distanzplatte aus Metall gerade so zwischen Oberfläche des Werkstücks und Unterkante der Schutzhülle passt.

Zubehör

Abbildung 7:
Als Zubehör erhältlich ist eine Drehbank, mit deren Hilfe runde Objekte graviert werden können. Um den Laser auf die nötige Höhe bringen zu können. habe ich die Standfüße untermauert - das kann man aber sicher auch eleganter lösen.
Der an dieser Drehbank angebrachte Schrittmotor wird anstelle des Motors der Y-Achse am Gehäuse der Elektronik angeschlossen, was unbedingt bei ausgeschalteter Maschine gemacht werden muss!

Tests

Abbildung 8:
Die Schneidleistung wird an einem Stapel 2mm Pappe getestet.
Wie bei einem 5.5W Lasermodul zu erwarten, werden zwei Lagen mit einer Geschwindigkeit von 60mm/min sauber durchtrennt und die 3. Lage wird nur oberflächlich verdampft.
Details zu den Testverfahren.

Abbildung 9:
Gravieren wird auf Edelstahl getestet. Zu sehen ist, wie fein graviert und welche Tiefe erzielt werden kann.
Die Geschwindigkeit wird von links nach rechts schrittweise erhöht.
Details zu den Testverfahren.

Abbildung 10:
Weitere Beispiele, die mit dem LaserMan angefertigt wurden.

Meine Einschätzung

Der FlyingBear Laserman hat im Betrieb keine Schwächen gezeigt. Die Bedienung über den farbigen Touchscreen ist bequem und dank der Integration von WLAN und einem Kartenleser ist der Betrieb auch ohne direkt angeschlossenem PC möglich. Der Luftfilter ist kein schlechter Ansatz, kann aber nicht verhindern, dass gesundheitsschädliche Gase in die Umgebungsluft abgegeben werden.
Dank der auf grbl basierenden, Open Source Firmware, können die nötigen Maschinendaten für den LaserMan von gängigen Programmen generiert werden.


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