n_shinichi’s blog

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NEJE Laser Master2 20w 加工性能テスト その1 レーザー密度と加工程度比較

レーザーカッターは切ると言っても、焼き切りで燃やして切ってるわけですが

基本的には照射される部分のエネルギー量、密度?、が同じだったら同じ程度焼ききれるわけです。

ってことで、

まずは簡単な定常的な動的性能を合わせてテストしてみました。

いろいろ検索してもこれってテストデータは見つけられなかったので

自分でGRBLのgコード書いてやってみました。

 下の図はそのデータをLaserGRBLに読み込んで加工ライン表示を示したものです。

原点からスタートし、左下点から右上へ照射して折り返し左下に戻ってます。

最左側は速度:F100, 強度:S100から始まり、

最右側は速度:F1000(1000m/min), 強度:S1000(100%)です。

左から2番目、F200 s200 のラインはこんな感じ
g1x-58 y-50
g1x 42 y 50
g1x-58 y-50

 こんな感じなのでテキストエディタですぐ作れます...

加工表示、赤ラインは単にレーザー強度なので左側ほど薄くなってます。

でも・・・照射ライン長さ当たりのエネルギー量は全部同じです。

 右側ラインほどレーザーは強いですが速度は速いので単位長さ当たりの

照射エネルギー密度は同じになるわけです。 

   ●単位長さ当たり照射エネルギー量 ∝ Sレーザー強度/F速度

 ですね。 

 斜めに走ることで、X,Y両軸が同時に動くので滑らかに一定に動かないと線が泳いでしまいます。

 往復することで泳ぐと線幅が広くなってきます。

f:id:n_shinichi:20210812224824p:plain

レーザーカッター加工特性テスト

でもって、

レーザー照射結果はこんな感じになりました。

f:id:n_shinichi:20210813001740j:plain

レーザー加工テスト エネルギー密度一定で内部パラメータ違い

ぱっと見はほとんど同じです。・・・理屈通りです。

右端はは左端の1/10の時間で加工できて短時間加工できることになります。

よーく見ると・・・

左端の方がラインが微妙に細くエッジがシャープになってます。

わかるかなぁ... 

 理想的な点光源、平行光線、高精度レンズならこんな違いは出ないと思いますが焦点合わせても点にならずにある程度散乱光が出るので高速描画では木材など素材の熱伝導が低いと焦点周囲のにじみ散乱光でも加熱され、少し焼け気味になりエッジがぼやけるのだと思います。

ラインのピッチはx軸で2mmです。強め照射としたので焦点精度もそんなによくないので線幅は約0.3mmあります。ちゃんと見える程度のラインは0.1mmくらいまでは書けます。

 

f:id:n_shinichi:20210813002422j:plain

 

正面から見たらラインの泳ぎはわかりにくいので斜めにすかして見るとこんな感じになります。

★繊細さは・・・

 なのでくっきり繊細な線も書きたい場合はレーザー強度を落として、時間を掛けた方が少し良くなりそうです。

 

f:id:n_shinichi:20210813003423p:plain

曲がりチェック

これまたわかりにくい・・・ですがやはり速度が速い右端の方が慣性マスに

 ステッピングモータのトルクリップルの影響が小さくなるので一定速度性は微妙によくなってるみたいです。

★正確さは・・・

 レーザー強度を上げて速度も上げてやると少しよくなりそうです。

 ★★但し、 またまとめようと思ってますが過渡応答が必要だと違ってくるようなので、定速度加工に限り...です。

レーザーカットはしない、彫刻、絵、とかの用途できれいに仕上げるなら・・・

低出力で時間を掛けるのがいいので低出力レーザーモデルでも十分行けるかなってことが言えそうです。