Notre découpeuse laser 80W

Cet article a pour but de documenter notre machine et les modifications qu'on y a apporté. Ce n'est néanmoins pas un guide pour débutant, prenez vos précautions !

La machine

Découpeuse/graveuse laser dénommée "VEVOR", 700x500mm de surface utile avec lit motorisé, tube laser CO2 de 80W. Modèle "chinois" rouge et noir, seul modèle dans cette puissance disponible en livraison depuis l'Europe (à date).

Le lit motorisé est manuel mais électrique (et très très lent), il y a deux boutons sur le côté de la machine pour le faire monter/descendre. Le moteur est en 220V, et piloté directement par les boutons, bof bof...

Le lit est alvéolé et magnétique, ce qui est partique pour y coller des aimants et barres magnétiques pour maintenir les matériaux ou servir d'arrêts/positions de référence.

Un pointeur laser est branché sur la tête, mais il est plutôt inutile vu comment il est monté... Voir plus bas pour l'ajout que nous avons fait pour corriger ça (combineur laser).

Contrôleur RUIDA, contrôle via ethernet, ou clé USB. Chez nous, il est sur le réseau LAN du FabLab.

Plusieurs interrupteurs, prises arrière

Remplacement des prises sur air

Livraison

Notre machine de découpe laser est arrivée début août 2020, livré par DHL après achat sur eBay. Prix de la machine : 1986€.
On a anticipé la taille de la caisse et son poids, le livreur a pu nous la déposer directement dans notre local.
Lors de la livraison, avant de signer le papier du livreur, on démonte la caisse pour accéder à la trappe du laser (à l'arrière) et on vérifie que le tube est en bon état et sans fissures.

Refroidissement du tube

Il est très important pour la longévité du tube laser de le maintenir à une bonne température en utilisation : autour de 22°C semble correct d'après les infos trouvées sur le net.
Compte tenu de la puissance du laser et des températures qu'on peut avoir chez nous, on a décidé d'acheter directement un système bien mieux que le seau et la pompe d'aquarium livrée avec la machine !
Le CW-5200DG est un système de refroidissement actif tout intégré qu'il suffit de juste de brancher à la machine.
La tranquillité a un prix : 344€.
Surtout, utiliser de l'eau déminéralisée pour éviter les dépôts de calcaire.

L'appareil prend néanmoins une certaine taille et pèse son poids, à prévoir. D'autres versions plus petites existent, mais n'ont pas un refroidissement actif, simplement un gros radiateur à air forcé.

Alignement des miroirs

C'est très long, mais très important. Il m'a fallu 4-5h, mais sans expérience j'ai dû m'y reprendre à plusieurs fois. En gros, il faut aligner les miroirs un par un, pour avoir le laser bien centré sur chaque miroir, qu'il sorte bien droit après la lentille dans la tête de coupe. Prendre le temps nécessaire, et une pile de post-it. Prévoir des lunettes de protection adaptées au laser (CO2, en l'occurence).

Chaque miroir possède 3 vis pour l'orienter, et le tube est réglable en hauteur sur 2 points (pour l'orienter verticalement). Pour l'orientation des miroirs, commencez par les aligner à peu près à l'oeil (laser éteint !).

Ma méthode : un post-it sur le miroir, marquer légèrement le rond du support sur le post-it en le pressant contre avec un doigt. Allumer le laser, appuyer sur Fire brièvement (1 ou 2s) pour marquer le point du laser sur le post-it, puis éteindre le laser. Le point doit être pile au centre, sans brûler complètement le papier, et chez nous il a la forme d'un anneau flou un peu écrasé. Idéalement, il devrait être parfaitement rond. Après chaque essai, remplacer le post-it, et nettoyer la lentille avec un chiffon microfibre propre.

1. aligner le tube sur le premier miroir (et parallèle à la machine) ;
2. aligner le 1er miroir pour le pointer sur le 2e (miroir au plus éloigné) ;
3. vérifier l'alignement sur toute la course du 2e miroir, le laser doit être parfaitement concentrique, et centré. Il est possible de même avoir à déplacer le support du 1er miroir si le point est vraiment désaxé (ce que j'ai dû faire). C'est l'opération la plus longue ;
4. Aligner le 2e miroir sur le 3e (la tête de coupe) et vérifier la concentricité ;
5. Avec le plateau à la bonne hauteur, un bref tir du laser devrait marquer un tout petit point sur un bout de bois. Attention aux fumées.

Nous avons ajouté par la suite un combineur de laser (voir plus bas, section "Modifications") pour ajouter un pointeur rouge. Possiblement cela peut permettre l'alignement avec le pointeur, sans utiliser le laser CO2, si l'alignement des deux en sortie de tube est faisable ?

Lentille (tête de coupe)

Lentille de 18mm de dimètre et d'une focale de 50,8mm. La distance entre le point de focus (la pièce) et la buse de la tête est d'environ 15mm (à mesurer avec plus de précision...).
Tests à venir avec d'autes focales (38,1mm et 101,6mm).

4e axe

Le contrôleur RUIDA ne gère pas de 4e axe, mais la machine est installée avec une prise "standard" 4 broches de 4e axe chinois située à l'avant droite du lit. Ce connecteur est relié à un connecteur détachable qui traine à côté du driver de l'axe Y.
Pour utiliser le 4e axe, il faut en fait l'échanger avec l'axe Y, ce qui cause quelques "problèmes" : la prise d'origine ne fonctionne plus, le 4e n'ayant pas d'origine (il faut presser ESC au démarrage pour annuler). Il faut ensuite régler LightBurn correctement (ce qui n'est pas très clair), puis ne pas oublier de revenir aux réglages normaux ensuite.

Une idée que nous avons est d'ajouter un driver pour le 4e axe, le relier aux commandes du driver Y et jongler avec le enable des deux drivers pour éviter d'avoir à débrancher des câbles (qui se fait hors tension !).

Logiciel

La machine est livrée avec CorelDraw, en piraté évidemment, et Windows uniquement. Du coup, on évite et on a même pas essayé de l'installer.
Actuellement, on essaye LightBurn, un logiciel réputé et accessible (80$). On verra plus tard ce qui est faisable en open-source, ou gratuit (ThunderLaser ?).
LightBurn se connecte directement à la machine via Ethernet, aucun souci de ce côté là, ça marche très bien (il faut rentrer l'IP de la machine par contre, pas d'auto-détection).
Par contre, plusieurs instances de LightBurn sur plusieurs PC en réseau fout la merde, à éviter.

Modifications sur la machine

Quelques modifications faites pour améliorer l'usage et la sécurité :

• Ajout d'un ampèremètre pour le laser : mesure exacte du courant, permet de vérifier que tout se passe bien. Le contrôleur intégré se règle en %, et n'affiche pas le courant. Après installation et essais, 100% correspond à 25mA, ce qui est correct pour 80W. Si vous le mettez pile au bord comme nous, prévoyez une heure de plus pour arriver à le visser ! ;-)
• Ajout d'une colonne lumineuse pour indiquer l'état du laser - vert = machine sous tension, rouge = laser alimenté, orange = couvercle ouvert ;
• Ajout d'un bouton en façade pour allumer/éteindre le laser (celui sur le côté reste comme sécurité supplémentaire) couplé à un micro-switch qui coupe le laser si le couvercle s'ouvre ;
• Ajout d'un relais pour piloter l'aspiration avec le laser ;
• On enlève les boutons qui permettent de désactiver les sécurités !!

Il s'avère aussi que le lit du plateau de la machine n'est pas plat, nous avions plusieurs mm de décalage en Z suivant les endroits. Après un démontage complet pour constater ça, le plateau alvéolé a été calé pour compenser, et l'alignement des vis du Z légèrement corrigées.

Combineur de faisceaux

Nous avons ajouté par la suite un combineur de faisceaux pour ajouter un pointeur laser rouge (visible). Le laser CO2 et le pointeur sont combinés directement à la sortie du tube laser, ce qui garanti l'alignement du pointeur quelque soit le focus.
Par contre, le pointeur laser livré avec est très mauvais, son faisceau est tellement pas "droit" qu'au 2e miroir, le faisceau était deux fois plus grand que le miroir ! Il a été remplacé par la suite.

Ajouts futurs :

Ajouter un driver et prise d'origine pour contrôler le Z via logiciel.