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October 15, 2017, 12:00 am

Quelques clients utilisateurs de l'OMM PLUS se sont mis à utiliser l'OMM PLUS en tant que graveuse/découpeuse laser... De là à proposer l'option à tout le monde, il n'y a qu'un pas que nous avons décider allègrement de franchir !

Il y a quelques semaines, plusieurs utilisateurs de l'OMM PLUS m'ont envoyé des retours de ce qu'ils arrivaient à faire avec un laser faible puissance monté sur la machine : cela m'a servi de "proof of concept" et j'ai donc décidé d'approfondir un peu le sujet pour pouvoir proposer la chose sous forme d'une nouvelle option disponible pour tous !

Quel laser ?

Le laser choisi est :

  • un laser basse puissance (3W) qui permet des découpes et gravures intéressantes tout en minimisant les risques de sécurité
  • un laser visible (bleu) : à lui-seul, ce choix est un élément de sécurité car l'utilisateur sait lorsque le laser est allumé... à comparer aux 40W ou 90W infra-rouge invisibles... !
  • un laser n'utilisant pas de pompage infra-rouge : ceci permet de limiter l'exposition inopinée à un rayonnement laser fort servant à générer le laser utile.
  • un laser livré avec électronique de contrôle et optique pour focaliser le rayon
  • un laser focalisé : le rayon réfléchi est donc divergent, perdant rapidement de la puissance surfacique, là encore, gage de sécurité

Laser oui... mais en toute sécurité !

Mais qui dit laser, dit sécurité ! En clair, il ne faut pas faire n'importe quoi car on peut vite avoir une lésion rétinienne !!

Les règles à respecter sont :

  • laser visible et de faible puissance : nous avons choisi un laser bleu 3W (classe III)... loin des 40W et + (classe IV) des découpeuses laser "pro". Mais tout en étant bien moins dangereux, ce laser donne un résultat tout à fait étonnant.
  • laser opérant dans une cavité fermée : nous avons conçu un kit de capot intégral de la machine avec filtre optique dans la longueur d'onde du laser en façade
  • disposant d'une sécurité d'arrêt du laser à l'ouverture : nous avons ajouté un microrupteur d'extinction sur l'alimentation principale du laser ce qui assure son extinction immédiate dès le début d'ouverture du capot intégral, qu'il soit volontaire ou non.
  • avec port de lunettes filtrantes dans la longueur d'onde du laser : le kit sera livré avec.

Il est conseillé également de toujours rester à portée "de nez et d'oreille" de la machine en fonctionnement. Une détection de fumée est également fortement conseillée.

Techniquement, on est prêt !

Pour contrôler le laser, on utilise une largeur d'impulsion (PWM) de contrôle de la puissance de 0 à 100%, qui de plus doit être contrôlé en fonction de la vitesse lors des phases d'accélération.

La bonne nouvelle, c'est que les firmware GRBL mais surtout Smoothieware que nous utilisons sur nos machines sont en mesure d'assurer cette fonction... et donc, il n'y a pas grand chose à modifier pour l'ajout de cette option.

Les logiciels de contrôle ? On sait faire !

En ce qui concerne le générateur de G-Code, il faut adapter le GCode à générer : allumer le laser et l'éteindre... au lieu de descendre ou monter le Z pour la découpe habituelle... Ni une ni deux, j'ai ajouté cette option au générateur de GCode "maison", Simple GCode Generator.

Côté interface de contrôle, il est utile de pouvoir allumer/éteindre manuellement le générateur de G-Code et là encore, j'ai ajouté cette fonctionnalité sous forme d'un slider de réglage + boutons d'allumage/extinction manuels du laser.

Les atouts d'un laser monté sur une CNC ?

Plusieurs points intéressants :

  • la mécanique de la CNC est très précise pour le laser puisqu'il n'y a aucune contrainte au mouvement
  • l'utilisation du Z permet le réglage simple de la focalisation du laser
  • et la machine reste une CNC : on peut rebasculer à tout moment en fraiseuse, etc.

Les intérêts du laser ?

Les intérêts du laser sont multiples :

  • pas besoin de fixer la matière : on peut simplement la poser sur le martyr
  • la finesse de l'outil est de 0.2mm permettant une découpe d'angle rentrant sans aucun arrondi (les fraises laissent un discret arrondi des angles entrants)
  • pas de poussière ni de bruit = ambiance de bureau

Le laser "basse puissance" présente aussi quelques intérêts comparativement au laser "forte puissance" :

  • les enjeux de sécurité sont moindres et le risque d'accident quasi-nul avec les sécurités machine en place
  • l'ambiance reste "DIY" ou "maker" : alimentation en 12V, pas besoin d'évacuation fumée puissante, matériel peu coûteux, possibilité de "jouer" avec la PWM, etc
  • et il permet ici de disposer d'une découpeuse laser "de bureau" :
    • qui va véritablement permettre "d'apprendre" le laser car rien de tel que la pratique, les essais successifs pour prendre en main une machine
    • qui va permettre de réaliser des objets chez soi
    • qui va permettre de valider ses fichiers et de tester des choses en amont d'une découpe en fablab par exemple, permettant une économie sur les temps d'usage effectif de la découpeuse laser "pro" et aussi sur la matière

Et çà donne quoi ?

Découper

Et bien, la bonne nouvelle, c'est qu'un laser 3W permet de découper avec une finesse de 0.2mm à peu près tout ce qui fait moins de 3 mm d'épaisseur ( en "passe" de 1mm environ ):

  • Papiers plus ou moins épais : Bristol, kraft
  • Tissus : Feutrine (autocollante ou non), toile de cerf-volant
  • Carton ondulé (facile)
  • Carton rigide (en plusieurs passe)
  • Bois tendre : balsa jusqu'à 3mm, CP fins

Pour la petite histoire, j'ai même un client qui a découpé une pièce de 8mm de contre plaqué avec son laser 3W... mais il faut plusieurs passes (le laser coupe environ 1mm/passe). Personnellement, je considère qu'au delà de 3mm, il faut rebasculer en fraisage classique mais le laser est très intéressant pour tous les matériaux inférieurs à 3mm.

Papiers : Bristol, Kraft, Canson coloré...

Tissus : feutrine, toile de cerf-volant

Carton ondulé

Carton rigide

Bois tendre : Balsa, contre-plaqué

Pyrogravure

L'autre utilisation très sympa du laser est la Pyrogravure... avec une finesse de 0.2mm... ce qui donne de belles choses sur du bois, du cartons, etc.

Et même.... la photogravure !!!!

Bon, là, je me suis fait plaisir... et vous allez en profiter ! Qui dit laser dit régulation en PWM et finesse du "point" de travail... et donc, il est logique d'envisager de modifier la puissance du laser en parcourant les points de lignes successives.

De là à utiliser une image source, ce n'est pas très compliqué et j'ai donc écrit une version "photogravure" du générateur de GCode :

  • qui permet de générer rapidement le G-Code pour avoir le nuancier indispensable avant de photograver sur une matière
  • qui permet d'ouvrir une image et de générer le GCode correspondant.

Je l'ai appelé Simple Image to GCode Generator (ou SIGG) et çà arrive très bientôt sur le site.

Et voici quelques exemples (taille réelle ~ 6cm ):

Cool non ? Clairement, la précision de l'Open Maker Machine PLUS se révèle pleinement ici puisque l'on ne voit aucune rainure de gravure et que les pixels sont préciséments restitués (pas de crénelés et regardez le niveau de détails atteint, notamment l'iris de l'oeil de face...)

Et tout çà avec du soft "maison" et opensource... ! Tutos et procédures en ligne très vite.

Et je confirme : tout ceci a été réalisé avec l'Open Maker Machine PLUS ! (avec avec le module 3W que nous livrons avec la machine et une électronique propulsée par Smoothieware pour une meilleure définition, GCode généré par notre soft "maison" écrit en Python)

Conclusion : mais çà va coûter une "blinde" non ??

Eh bien, dans la mesure où nous fabriquons nous-mêmes le capot intégral avec notre parc d'Open Maker Machine PRO, nous allons proposer cette option pour un surcoût de ~350€ TTC à ~450€ TTC selon le format de la machine, avec tous les accessoires utiles inclus.

En clair, ce qu'on vous propose ici, c'est une machine numérique fraiseuse ET découpeuse laser précise et opensource... dès 890 TTC (format A4) !

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