[Au long cours] Pérégrinations dans le monde de la gravure / découpe laser avec un Sculpfun S9

[fran6p]

Après des imprimantes 3D, l’occasion m'a été offerte d’essayer un autre objet pour geek / maker: un graveur laser.

Autant l'impression 3D est un domaine que je commence à dompter, autant l'utilisation d'un laser permettant de graver (brûler), découper différents matériaux est un domaine totalement nouveau. Mes seules expériences de gravure sur bois remontent à très longtemps avec un pyrograveur. Autant dire que c'est un domaine totalement nouveau pour lequel j'espère que la courbe d'apprentissage ne sera pas trop pentue. L'avenir nous le dira .

@savate a découvert ce que contenait le carton dont les dimensions extérieures: étaient de 620x360x130 mm (Lxlxh) 

Pour en revenir au carton reçu, il contient un graveur laser de marque Sculpfun modèle S9. Cette machine permet de graver et de découper le bois, le cuir, le carton ou encore l’acrylique noir (pas le transparent qui nécessite a minima un laser CO2) également de marquer quelques métaux et d'autres matériaux.

Ce carton contenant ce Sculpfun S9, en comparaison d'une imprimante 3D est plus petit et plus léger, une fois monté, il occupe une surface bien plus conséquente que nombre de mes imprimantes (570 x 600 mm, hauteur de 260 mm)

Données constructeur

- Taille de la gravure : 410x420mm
- Matériau de gravure/découpe :
  - gravure : bois, papier, carton, plastique, carte PCB, oxyde d’aluminium, acier inoxydable 304, céramique, pierre noire.
  - découpe : bois, acrylique teinté dans la masse, carton, tissu, bambou, carton plastifié, carton plume
- «Puissance de l’effet laser» : 90W (l’effet de coupe serait comparable à celui d'un laser CO2 de 90W selon le constructeur)
- Puissance électrique du laser : 36W (consommation maximale d’électricité, 12V, 3A)
- Puissance du laser à diode : 5.5W (énergie lumineuse ≠ énergie électrique)
- Longueur d’onde du laser : 455±5nm
- Précision de la gravure : 0,01mm
- Méthode de focalisation : laser à focalisation fixe, un dispositif coulissant permet à l'aide d'une cale fournie de positionner la tête
- Cache de protection du laser : Le cache de protection du laser protège en partie les yeux de l’utilisateur  CELA N’EMPÊCHE PAS DE PORTER DE VRAIES LUNETTES DE PROTECTION LORS DE SON UTILISATION
- Logiciel d’exploitation : LaserGRBL, LightBurn et d'autres plus exotiques (Benbox, GrblController, LiteFire), support système Windows, support système MAC.
- Formats de fichiers pris en charge : BMP, JPG, PNG, DXF et autres formats d’image.
- Méthode de transmission des données : Connexion USB
- Alimentation électrique : Prise EU : 100-240V AC, 50/60HZ sortie : 12V 5A (capable de fournir 60W max)
- Certification : CE FCC RoHS FDA IEC
- Poids : 3.0 kg

Déballage du matériel

L'ensemble du matériel de cette Sculpfun S9 est protégé par un carton épais dans lequel on trouve de la mousse de protection. Aucun problème avec le matériel n’a été constaté au déballage, la protection est efficace.

Première vue après ouverture du carton.  
On aperçoit la tôle métallique recouverte de son film plastique de protection servant à protéger la surface où sera posé le laser.

Une fois cette première couche de protection ôtée, le compartiment suivant donne accès aux différentes pièces qu'il faudra assembler. Chaque élément est bien emballé et calé dans des compartiments adaptés.

Les profilés sont emballés dans un film plastique, une étiquette sur chacun indique son positionnement pour le montage

Les pieds, trois identiques, un contenant le boitier accueillant la carte de contrôle

Les lunettes de «protection» livrées sans aucun marquage, indications, certifications (à gauche, verres verts) qu'il sera fortement recommandé de remplacer par des vraies protections (à droite, celles que j'ai achetées, verres rouges (pour voir la vie en rose)) là, les verres sont marqués avec les protections apportées

 

L’ensemble du matériel sorti du carton. Chaque sachet de vis est clairement identifié en fonction de l’étape du montage. L’ensemble des parties métalliques (profilés, pieds, support tête laser. …) est de couleur bleutée, pas désagréable.

 

… A suivre (le montage) …

[fran6p]

Avant de passer au montage, par quoi est piloté ce matériel ?

La carte de contrôle

Ma curiosité n'étant jamais assouvie, j'ouvre le boitier contenant la carte de pilotage (quatre vis à ôter) afin de voir quelle tête elle a et si on peut la trouver au cas où il faudrait la remplacer.

L'arrière indique le «fabricant»: Sculpfun, l'avant indique XY DLC v1.0

Le micro-contrôleur est un Atmega328 (carte Arduino Uno)

Ça ressemble fortement à un modèle de Makerbase (MKS), la DLC (acronyme de Diode Laser Controler ? ou Diode Laser et Cnc ?

micro-contrôleur identique, disposition des composants très semblable hormis l'absence de l'interrupteur d'alimentation mais la présence d'un connecteur pour ajouter un écran LCD sur la MKS DLC.

Des connecteurs sont présents sur les deux cartes pour ajouter des interrupteurs de fin de course car d'origine la Sculpfun S9 en est dépourvue . Cela devrait permettre de réaliser cette amélioration (après modification du firmware GRBL).

Sur la carte Sculpfun, les pilotes moteurs (A4988) des axes X et Y sont soudés tandis que sur la MKS ils sont amovibles donc facilement remplaçables, il y a un emplacement vide toutefois pour y mettre un pilote au cas où on voudrait «ajouter» un axe Z)

Quelques remarques:

• les pilotes de la Sculpfun ne possèdent pas de radiateurs pour les refroidir (j'en ai ajouté, ça ne mange pas de pain)
• contrairement à mes imprimantes 3D, il n'y a pas d'emplacement pour introduire une carte SD / μSD: une liaison devra obligatoirement se faire entre le graveur et un matériel informatique pour piloter ce Sculpfun S9
• il n'y a également pas d'écran LCD
• l'interrupteur qui sert à allumer le matériel pourra également être utilisé comme «arrêt d'urgence»

… A suivre avec le montage …

Modifié (le) Juin 15 par fran6p

[fran6p]

Cette fois-ci le voyage continue par la description «ultra simple» du montage

Notice

Le matériel est fourni avec une notice en français qui explique comment monter le graveur LASER. Vous pouvez récupérer l'extrait de cette notice en français :  Sculpfun-S9-guide-montage.pdf

En flashant le [QRCode] ci-dessus du manuel papier on accède à trois documents PDF et d'autres liens (Facebook, …):
- une notice de montage multilingue
- une notice de prise en main basée surtout sur le logiciel LaserGBRL
- une notice des matériaux «dangereux» à ne pas utiliser (ma proposition de traduction en français:  matériaux-sains-dangereux.pdf )

Une vidéo du montage est également accessible :

Révélation

 

 

Le montage proprement dit

Le montage est finalement très simple. Les instructions de la notice sont bien détaillées et illustrées de dessins explicites repris ci-dessous. Pour faciliter encore plus la tâche d'assemblage, les sachets contenant les pièces sont numérotés en fonction des étapes du montage : difficile de se tromper.

Résumons les étapes de montage:

• assembler les coins arrière du châssis (4 vis suffisent pour tenir un angle),  une fois les deux pieds arrière montés, serrer les vis.
  
• glisser le chariot qui porte le module laser en plaçant une roue sous le profilé et les deux roues au-dessus du profilé servant de rail de guidage,
  ce qui donne ça
• passer au montage du coin avant gauche puis de celui de droite qui inclut la carte de contrôle dans un boîtier métallique,
  
• terminer le montage du châssis, serrer toutes les vis des 4 coins. Vérifier l’équerrage (la mesure des diagonales d'un carré doit donner le même résultat )
• passer la courroie dans le trou en bout du profilé (pied), partie crantée vers le bas. Passer la courroie SOUS la première roue, puis SUR la roue crantée et enfin SOUS la deuxième roue. Faire sortir la courroie par le trou prévu dans le pied situé de l’autre côté.
  
• tirer sur la courroie pour la tendre, mettre l'écrou marteau en place et terminer le serrage. La tension doit être suffisamment forte pour éviter les glissements de la courroie sur la roue crantée.
  
  Etape 1:
  
  Etape 2:
  

• Remarques :
          - Si la tension est insuffisante, risque de perte de pas.
          - Si la tension est trop forte, risque d'usure plus rapide de la courroie.
          - Pour l'axe X, comme il est entrainé de chaque côté par des poulies, si la courroie n'est pas correctement placée,
          l'axe X a de forte chance de se déplacer en «crabe».
• monter la tête laser sur le chariot. La fixation se fait par deux vis moletées à l’arrière (note: le diamètre de la molette gagnerait à être plus gros)
  
• connecter le moteur de l’axe Y (en bout du chariot) puis le moteur X (sur le chariot) et finalement le laser. Les prises étant détrompées évitent de les mettre à l’envers.
  

Le laser Sculpfun S9 une fois monté : posé sur la table du salon

Dernières vérifications

Vérifier que le bloc laser se déplace bien parallèlement à la barre avant du châssis :

• Amener manuellement le laser (axe X) au plus près de la barre avant sans la toucher.
• Déplacer la tête laser de droite à gauche. La même distance doit être observée tout le long du déplacement. Si elle s’éloigne trop ou frotte à une extrémité, c’est que le chariot n’est pas positionné parallèlement à la barre.
  • Desserrer la courroie du côté à modifier et la déplacer sur la roue crantée. Une dent sur la poulie est souvent suffisante pour rattraper le réglage. Resserrer la courroie et recommencer la vérification, jusqu’à ce que le laser se déplace bien parallèlement à la barre.

Enfin s'assurer que le châssis et le matériau à graver soient bien parallèles. Pour éviter le glissement du graveur (ce qui pourrait arriver quand la tête fait des aller-retours brusques), il vaut mieux qu'il soit fixé sur la table de travail (en collant les patins caoutchoutés fournis dans un des sachets accompagnant le kit graveur sur la base des pieds métalliques, avec des supports imprimés en 3D ou par un autre moyen).

Réglage des excentriques

Chaque partie mobile du graveur est dotée d'excentriques:

Les roues munies d'une bande de roulement en forme de V

Les roues viennent s’appuyer sur la structure en V des profilé Vslot.

En faisant tourner l’excentrique à l'aide d'une clé plate de 10, on approche ou on éloigne la roue du rail.

Si la roue avec l'excentrique est insuffisamment plaquée contre le profilé, il existe un interstice entre la roue et le profilé, ce qui entraînera l’apparition d’un jeu préjudiciable. Ce qu'il faut, c'est trouver le bon compromis… Une indication: lorsque vous faites tourner manuellement la roue à régler, elle doit tourner à frottement gras. Si elle tourne librement il faut resserrer, si vous n’arrivez pas à la tourner manuellement il faut desserrer…

Voilà pour le montage

A bientôt pour la suite

Modifié (le) Juin 23 par fran6p

[fran6p]

Réglage de la focalisation

De quoi parle-t'on ?
En optique, la focalisation est l'opération qui consiste à concentrer des rayons provenant d'un point en un autre point, à l'aide de miroirs, de lentilles ou d'autres éléments optiques (source: [Wikipedia]).

Quelques termes expliqués à l'aide d'images / dessins (souvent plus explicites qu'une longue description écrite ) : distance focale (focus), point focal.

La zone focale «théorique» est celle où le laser a encore un effet sur le matériau mais pas de maniêre optimale comme lorsque le matériau est situé au point focal. Le graveur Sculpfun S9, d'après son argumentaire possède une zone étendue où la gravure reste «optimale» sur une étendue plus longue.

 

Pour les amateurs de physique :

Révélation

La notice de montage indique la manière d'effectuer la focalisation (réglage du «focus»). Ainsi après ce réglage, la partie la plus fine du faisceau (point focal) est positionnée au plus près du support pour permettre la gravure ou découpe.

Placer la cale / pige fournie  (20 mm de haut) sous le radiateur, desserrer les vis à l'arrière du module. Le bloc laser descend et se pose sur la cale. Resserrer les vis (la taille des molettes gagnerait à être plus grande). Enlever la cale, le réglage est terminé.

A noter que ce système de fixations / réglage n'assure pas la perpendicularité *parfaite* du laser 
par rapport à la surface du matériau, la cale n'étant positionnée que d'un côté du radiateur,
il y a un risque (faible) de désaxer le module laser.

La suite au prochain épisode

Modifié (le) samedi à 16:32 par fran6p

[vap38]

Salut @fran6p
Superbe présentation c'est parfait; bon maintenant tu dois passer à des travaux pratiques 
L'apprentissage n'est pas évident il faut faire beaucoup de tests et bien régler la distance focale.
Ce qui est le plus embarrassant c'est la planéité des planchettes en contreplaqué de 5mm ou 3mm.
Quand un rebord relève le bois change de couleur pendant une découpe.
Voici mes réglages pour un laser de 10W
Coupe du contre plaqué de 3 mm vitesse 200mm/mn puissance 80% une passe.
Coupe du contre plaqué de 5 mm vitesse 150mm/mn puissance 100% une passe.
Je suis ravi pour les différentes réalisations c'est génial  !
j'ai hâte de graver un miroir et de l'acrylique mais ce n'est pas évident.
a+
 

Modifié (le) Juin 16 par vap38

[Savate]

Le 04/06/2022 at 17:07, fran6p a dit :

après modification du firmware GRBL

Pour avoir ajouté des endstop sur une cnc3018, normalement, tu n'auras même pas à reflasher le firmware qui devrait déjà être paramétré comme il le faut, juste une petite commande $21=1 devrait suffire à les activer 

Configurer et Paramètrer GRBL - Le Bear CNC & 3D

Sur mon graveur laser par contre il n'y a même pas l'ombre d'un connecteur de endstop sur la carte, donc soit il faudra que je la change, soit il continuera sans endstop  (je penche pour la deuxième solution ). 

[pommeverte]

Salut @vap38,

Il y a 3 heures, vap38 a dit :

Voici mes réglages pour un laser de 10W
Coupe du contre plaqué de 3 mm vitesse 200mm/mn puissance 80W une passe.
Coupe du contre plaqué de 5 mm vitesse 150mm/mn puissance 100W une passe

Fatche de con! t'ai de MARESEILLEEEE ou de l'isère ? Tu le nourris aux amphètes ton laser?
J'imagine que tu voulais dire % et non W

Edit: @Savate , tu as quel laser? + c'est quoi un/une "ERCF12"?

Modifié (le) Juin 16 par pommeverte

[vap38]

oui je me suis trompé de valeur il faut lire pourcentage
merci @pommeverte je corrige mais çà fonctionne très bien ainsi 

[Savate]

il y a 38 minutes, pommeverte a dit :

Edit: @Savate , tu as quel laser? + c'est quoi un/une "ERCF12"?

un quelque chose 6550 = grande taille et laser "60w" (le 60 w étant purement commercial bien entendu ) qui marche plutôt pas mal (après il ne faut quand même pas grand chose pour que ça marche ...). 

ERCF12 = un "mmu2" like pour Voron (enfin pour Klipper) EtteGit/EnragedRabbitProject (github.com)

[Pyroa]

RAhhh là là, j'avais déjà yeux-té les CNC et les découpeurs lasers ...

Et je tombe sur cet article ..

C'est pas bien LesImprimantes3D.fr!! C'est pas bien ! (En même temps j'aurais pas du m'abonner au flux RSS  )

 

Je vais encore claquer des sous et me faire pourrir par madame !!!

 

En tout cas, merci Fran6P pour cette première découverte, j'attends le reste avec impatience

Modifié (le) Juin 20 par Pyroa

[fran6p]

Le 20/06/2022 at 20:56, Pyroa a dit :

j'attends le reste avec impatience

Ça venir mais actuellement quelques petits soucis de santé m'en empêchent

[Pyroa]

il y a 21 minutes, fran6p a dit :

Ça venir mais actuellement quelques petits soucis de santé m'en empêchent

Arf mince, désolé pour toi, bon rétablissement !

[fran6p]

Le sujet a été complété : voir plus haut

[Yo']

Salut @fran6p

 

Le ressemblance structurelle entre nos deux graveurs est dingue.

 

J'ai jeté un oeil à ta notice qui est pas mal, surtout ce chapitre.

 

Je vois également que tu as une distance de focal de seulement 2 cm, qui se traduit par un faisceau de 0.06 mm.

C'est à prendre en compte dans les réglages de LightBurn qui, par défaut, à un espacement entre ligne de 0.1 mm.

 

Modifié (le) Juin 24 par Yo'

[fran6p]

Il y a 2 heures, Yo' a dit :

Le ressemblance structurelle entre nos deux graveurs est dingue.

Cépafo

La majorité des graveurs lasers à diode se ressemblent très fortement, un peu comme la profusion d'imprimantes 3D type issues de la Creality Ender 3 (totalement open source).

Même si la documentation peut paraitre succincte, elle me semble aborder les points essentiels dont l'entretien régulier : le nettoyage de la lentille. Le refroidissement du module laser bien qu'expulsant l'air vers le bas ne peut empêcher totalement l'accumulation de fumées (avec leurs particules plus ou moins grosses / nocives ) surtout avec le cache occultant. J'ai déjà dû nettoyer plusieurs fois la lentille, surtout après mes premiers essais faits avec papiers et cartons (ça brûle et s'enflamme vite produisant une «belle fumée noire» )

La focalisation fixe est effectivement de 20 mm, la taille du point focal est plutôt de forme rectangulaire ( 0,1 x 0,08 ), le 0,06 me semble plus de l'argument commercial (comme la puissance de 90W équivalente d'un laser CO2).

Le sujet de la focalisation est normalement le prochain à paraitre.

[fran6p]

Sujet complété : voir plus haut (la focalisation)

[Pyroa]

Toujours aussi didactique (à l'ancienne) et j'aime ca ! merci.

[fran6p]

En tant qu'ex-enseignant, il est difficile de se refaire , Confucius est un de mes maitres « J’entends, j’oublie. Je vois, je retiens. Je fais, je comprends »

Total novice dans le domaine de la gravure / découpe, j'espère que de futurs débutants pourront profiter de mon parcours.

La lecture du parcours de @Yo'avec son laser apporte aussi de bonnes informations.

Modifié (le) dimanche à 17:26 par fran6p

[Pyroa]

il y a 32 minutes, fran6p a dit :

En tant qu'ex-enseignant, il est difficile de se refaire , Confucius est un de mes maitres « J’entends, j’oublie. Je vois, je retiens. Je fais, je comprends »

Total novice dans le domaine de la gravure / découpe, j'espère que de futurs débutants pourront profiter de mon parcours.

La lecture du parcours de @Yo'avec son laser apporte aussi de bonnes informations.

Ah ah je comprends mieux

Je suis aussi de près le post de Yo'

[jcjames_13009]

Il y a 2 heures, fran6p a dit :

Total novice dans le domaine de la gravure / découpe, j'espère que de futurs débutants pourront profiter de mon parcours.

La lecture du parcours de @Yo'avec son laser apporte aussi de bonnes informations.

Si avec ça on ne se met pas à la gravure laser faut changer de forum Le plus dur va être d'attendre Noël pour commander mon graveur

@+

JC

Modifié (le) dimanche à 19:26 par jcjames_13009

[Pyroa]

Il y a 10 heures, jcjames_13009 a dit :

Si avec ça on ne se met pas à la gravure laser faut changer de forum Le plus dur va être d'attendre Noël pour commander mon graveur

@+

JC

Le père noël c'est moi  donc je passe quand je veux  non mais !

SI je m'écoutais j'aurais déjà passé commande, mais c'est la place qui me manque. J'attends avec impatience de déménager !!! l'année prochaine et j'ai prévu un atelier !

tic tac tic tac ...