Лазерный гравер Ender 3 (V2/Pro/S1): как установить модуль

Если вы хотите, чтобы ваш Ender 3, V2, S1, Pro или S1 Pro выполнял не только функции 3D-печати, ознакомьтесь со способами установки лазерного гравера на принтеры Ender 3!

Принтеры Ender 3 компании Creality — это популярные и доступные по цене любительские 3D-принтеры с приличным объемом печати и преимущественно металлической конструкцией. Первоначальный успех принтера привел к тому, что компания Creality предложила более совершенные модификации, включая Ender 3 Pro, Ender 3 V2, Ender 3 S1 и Ender 3 S1 Pro (а также ряд других).

В отличие от 3D-печати, лазерная гравировка работает по принципу вычитания, а не сложения. Лазерная гравировка использует мощный лазер для гравировки основного материала, такого как дерево, акрил или алюминий.

Ender 3, будучи открытым и поддерживаемым сообществом, может быть легко превращен в лазерный гравер с помощью всего лишь нескольких деталей и доработок. Переделку можно выполнить с помощью модуля лазерного гравера Creality (от 2000 до 12000 руб., цена зависит от мощности лазера).

Новейшие лазерные модули Creality могут быть представлены в двух вариантах. Первая включает в себя модуль управления, который устраняет необходимость управления через основную плату принтера и совместима по данным Creality с принтерами Ender 3, V2, Pro, Neo, V2 Neo, Max Neo, S1, S1 Plus, 3 S1 Pro и другими. Вторая версия лазерного модуля совместима только с Ender 3 S1 и S1 Pro, имеет несколько больший температурный диапазон и требует обновления прошивки, так как не включает в себя модуль управления.

По словам представителей компании Creality, их модуль способен гравировать на широком ассортименте материалов, включая дерево, бумагу, акрил, алюминий и некоторые другие металлы. Однако несколько производителей в комментариях к обучающему видеоролику опровергли заявления Creality о возможности гравировки на дереве и акриле.

В этой статье мы расскажем о том, как установить модуль лазерной гравировки Creality на любой из Ender 3. Но прежде чем мы перейдем к рассмотрению вопроса о том, как установить модуль, давайте обсудим некоторые вопросы безопасности.

Техника безопасности

Для гравировки используется лазер, создающий мощный пучок энергии. Для справки, мощность или интенсивность лазера измеряется в ваттах. Чем выше мощность, тем лазер мощнее (и опаснее).

Лазерные модули обычно имеют мощность от 500 мВт до 20 Вт. В описываемых нами модернизациях используются лазеры мощностью 1,6, 5 и 10 Вт, и они могут быть опасны. Как нельзя прикасаться к соплу 3D-принтера, и также нельзя подставлять руку под лазер.

Кроме того, поскольку лазерные лучи очень яркие, прямой взгляд на свет может привести к серьезному повреждению глаз. Всегда надевайте надлежащую защиту для глаз, когда смотрите на модуль лазерной гравировки во время его работы. Хотя в комплекте часто поставляются защитные очки, они могут быть не самого лучшего качества, поэтому лучше вложить деньги в надежные (и удобные) очки.

Далее рассмотрим, что потребуется для установки лазерного гравера на Ender 3.

Требование

У этой модернизации относительно маленький список требований.

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

• Модуль лазерного гравера Creality или аналогичный лазерный модуль
• Материал или доски для гравировки (в комплект Creality входят две деревянные доски)
• Защитные очки, способные защитить глаза от лазерного излучения (входят в комплект Creality)
• Карта памяти microSD для сохранения файлов
• Зажимы для фиксации гравировальной доски
• Стяжки для крепления кабелей
• Крепление печатающей головки для лазерного модуля (необходимо для Ender 3 V2 и опционально для других моделей), вот два примера от создателей Thingiverse — haxd и smithinn

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

• Creality Workshop, который вы можете скачать бесплатно
• (Необязательно) редактор G-кода (если вы хотите изменить некоторые из автоматически генерируемых значений)

Перед началом работы вы можете посмотреть официальное видео по установке от Creality или учебник от Teaching Tech (хотя они рекомендуют конвертер, который судя по видео по установке Creality не нужен). Существуют также руководства, например на сайте Creality.

Технические характеристики

Перед покупкой устройства для модернизации полезно знать, на что оно способно и удовлетворят ли его возможности ваши потребности.

Лазер мощностью 500 мВт, использовавшийся в старых моделях серии Ender 3, больше не поддерживается и не продается напрямую компанией Creality. Компания перешла на более мощные лазеры, которые легче устанавливать и которыми проще управлять.

Ниже приведены технические характеристики более мощных лазеров, которые помогут вам решить, что именно соответствует вашим потребностям. Что касается общих параметров, то все они работают с программами Creality Print, LightBurn и LaserGRBL и могут создавать детализацию до 0,06 мм.

• Лазер Creality 1,6 Вт
  • Длина волны: 450 нм
  • Гравируемые материалы: картон, бумага, дерево, бамбуковая доска, резина, кожа, ткань
  • Глубина реза: бальза 0,05 мм
• Лазер Creality 5 Вт
  • Длина волны: 455 нм
  • Гравируемые материалы: картон, бумага, дерево, бамбуковая доска, резина, кожа, ткань, акрил, пластик, лакированный металл
  • Глубина реза: бальза 5 мм
• Лазер Creality 10 Вт
  • Длина волны: 455 нм
  • Гравируемые материалы: картон, бумага, дерево, бамбуковая доска, резина, кожа, ткань, акрил, пластик, лакированный металл, ткань, ПВХ, керамика, матовая нержавеющая сталь, металлическая поверхность с напылением, анодированная поверхность, электрическая поверхность, темная металлическая поверхность
  • Глубина реза: бальза 12 мм, фанера 10 мм, дерево 18 мм, акрил 12 мм

Совместимость с принтерами

Новейшие лазеры Creality не подключаются к блоку питания с вентилятором, как это было в старых 500-ваттных моделях. Это лучше, так как для установки не придется разбирать системную плату.

Лазерные модули (продаваемые компанией Creality) совместимы с моделями Ender 3, 3 V2, 3 Pro, S1, S1 Pro, 5, 5 Pro и другими, а также включают в себя плату управления, что значительно ускоряет процесс установки и управления. Наличие кронштейна означает, что его можно не печатать в 3D-формате — разве что из эстетических соображений.

Как уже упоминалось, компания Creality также (на момент написания статьи) предлагает лазерный модуль CV для моделей S1, S1 Pro и S1 Plus мощностью 1,6 Вт и 5 Вт. Эта версия не включает в себя концентратор управления и соответственно, требует обновления прошивки 3D-принтера (что добавляет еще несколько шагов к обновлению, но не должно быть слишком сложным).

Имея более четкое представление о том, какой модуль и принтер будут работать лучше всего, давайте рассмотрим установку лазера, включающей модуль управления, начнем с аппаратной части.

Установка лазера

Установка не представляет особой сложности и занимает не более часа, если вы не знакомы с Ender 3. Обязательно следуйте всем инструкциям. Приступаем!

1. Выключите принтер.
2. Необходимо отсоединить провода по осям X и Y, идущие к шаговым двигателям и концевым выключателям.
3. Вставьте провода, входящие в комплект поставки лазера, в соответствующие контакты для осей X и Y (см. рисунок выше).
4. Кабель с маркировкой ‘Z’ необходимо подключить к лазерному модулю.
5. Подключите модуль лазерного гравера к печатающей головке и закрепите его с помощью магнитов на боковой стороне модуля.
6. Во избежание каких-либо проблем или запутывания проводов закрепите их с помощью стяжек.
7. Прикрепите базовый материал для гравировки к печатающей головке с помощью скоросшивателей или магнитных полос.
8. Подключите адаптер питания к концентратору управления лазером и включите его в сеть.
9. Наденьте очки.
10. Теперь можно включить лазер.

Обратите внимание, что для того чтобы превратить Ender 3 обратно в 3D-принтер, необходимо выполнить эти действия в обратном порядке.

Вот и все! Вы успешно превратили Ender 3 в лазерный гравер!

Обратите внимание, что все лазеры могут взаимодействовать с другими апгрейдами в зависимости от того, как вы их установите. Например, BLTouch не нужен для лазерной гравировки и может мешать, если вы решите использовать крепление для лазерного гравера. Хотя удаление BLTouch может показаться сложной задачей, оно не добавляет много работы по сравнению с тем, что нужно сделать для перехода от 3D-принтера к лазерному граверу.

Установка программного обеспечения

Чтобы начать гравировку, необходимо соответствующее программное обеспечение. В старых моделях Ender можно было использовать программу Creality Workshop, но поскольку она больше не поддерживается, пользователям предлагается использовать Creality Print. Обязательно следуйте приведенным ниже инструкциям, которые включают настройки по умолчанию для 1,6-ваттного лазера:

1. Скачайте и откройте программу Creality Print.
2. При первом открытии Creality Print вам будет предложено добавить принтер (в данном случае «Ender-3 S1 Laser»). Если вы уже использовали Creality Print ранее, найдите в правом верхнем углу строку выбора принтера (в ней перечислены уже добавленные принтеры) и выберите модель из выпадающего меню или нажмите кнопку «Add > Ender-3 S1 Laser», если вы не добавляли его ранее.
   • В правом верхнем углу должны появиться две вкладки: «FDM» и «Laser». Чтобы увидеть рабочую поверхность и расширенные возможности лазерной гравировки, нужно нажать «Laser».
3. Загрузите файл JPG, SVG, PNG, BMP, PDF, NG, TIF или DXF, который необходимо выгравировать.
4. В меню слева (с пятью иконками) щелкните на втором, «Image», и выберите файл. Также можно добавить текст, круг или прямоугольник.
5. В правом меню, в разделе «Object List», выберите объект и в разделе «Configure» настройте различные параметры.
   • «Parameter» включает в себя опции перемещения, изменения размера или поворота конструкции, что также можно сделать вручную, выбирая объекты на рабочей поверхности.
   • «Processing Mode» позволяет выбрать между «Black», «Line Gray», «Jitter Gray» и «Vector», каждый из которых имеет свой набор настроек (например, контрастность, яркость, плотность); подробнее см. ниже.
   • Под «Working Parameters» понимаются различные комбинации скорости и мощности, позволяющие добиться желаемой темноты гравировки. Это зависит от мощности лазера, выбранного материала и поставленной цели.
6. Настройте размер и расположение рисунка в соответствии с положением на рабочей поверхности, на котором выполняется гравировка.
7. Можно добавить еще несколько файлов изображений и они появятся в списке объектов. Можно выбрать их все и изменить все их параметры вместе, либо выбрать отдельный дизайн и изменить только его параметры для создания различных цветов или уровней гравировки.
8. Нажмите кнопку «Generate Gcode» и сохраните файл на карте памяти MicroSD.

Настройки обработки

• Run Count: Это означает, сколько раз лазер будет воздействовать на точку. Можно выбрать несколько проходов и меньшую мощность или один проход и большую интенсивность. Исследования и метод проб и ошибок помогут вам найти наилучшие результаты, тем более что это зависит от мощности лазера и выбранного материала.
• Power Rate: 0-80% рекомендуется для деревянных материалов и лазера мощностью 1,6 Вт.
• Work Speed: до 4 000 мм/с при мощности около 80%, а для очень темных отделочных материалов — до 120 мм/с. Поскольку экспозиция очень длительная, избыточная мощность не потребуется.

Если вы хотите попробовать различные режимы обработки, можно выбрать серию изображений и изменить их конфигурацию. Например, как показано выше, один и тот же рисунок будет выгравирован в режимах обработки «Black», «Line Gray», «Jitter Gray» и «Vector».

LightBurn

В качестве альтернативы Creality Print можно также попробовать премиум-программу LightBurn, которая предоставляется в виде 30-дневной бесплатной пробной версии для того, чтобы вы могли оценить, стоит ли вкладывать в нее деньги, в зависимости от ваших потребностей. LightBurn содержит пояснения ко всем опциям и приложениям, поэтому он отлично подходит для начинающих лазерных граверов, желающих освоить программу. Тем не менее, при цене ~120 долларов (в зависимости от лицензии), если вы только начинаете работать или не заинтересованы в лазерной гравировке, бесплатной пробной версии может быть достаточно, чтобы сориентироваться.

Гравировка

Теперь, когда все готово, вот как можно начать гравировку на Ender 3:

1. Прикрепите базовый объект гравировки к печатному столу с помощью зажимов для скоросшивателей в том месте, которое вы указали для гравировки в своем G-коде.
2. Вставьте карту MicroSD. (В качестве альтернативы можно управлять гравировкой с компьютера, если он подключен — это зависит от того, хотите ли вы работать с устройствами или просто работать с модулем управления).
3. Далее необходимо настроить фокус лазера на нужную высоту. При использовании 1,6- и 5-ваттного лазера фокусировочная планка должна касаться поверхности гравировки, после чего она поворачивается вверх и убирается с дороги. В 10-ваттном лазере используется фокусирующая планка, высота которой зависит от ширины гравируемого материала.
4. Нажмите один раз кнопку на панели управления для предварительного просмотра области гравировки.
5. Наденьте защитные очки.
6. После завершения предварительного просмотра можно снова нажать кнопку пульта управления, чтобы начать гравировку.

Вот и все!

Поскольку модуль лазерного гравера занимает некоторое пространство, вы потеряете часть площади стола. Однако для моделей Ender 3 можно спокойно гравировать на площади до 200 x 200 мм, что подходит для многих небольших проектов.

Советы, хитрости и тесты

Если у вас возникли проблемы с гравировкой или вы просто хотите быть подготовленным, ознакомьтесь со следующими советами и рекомендациями, чтобы получить максимальную отдачу от вашего нового лазерного гравера:

• Настройте фокус: При первом использовании лазер, вероятно, не будет сфокусирован, и в результате гравировка не будет такой точной и детальной, как вам хотелось бы. Поверните ручку вокруг лазера, чтобы настроить фокус. Следите за тем, чтобы не подставлять руку под лазер!
• Найдите правильную высоту: В зависимости от типа материала и толщины платы, вам может понадобиться изменить высоту оси Z. Если вы пытаетесь гравировать прочный материал, вам следует переместить печатающую головку ниже по оси Z. Вы можете настроить высоту оси Z по умолчанию в редакторе G-кода.
• Устанвите габариты: Хотя ваш Ender 3 теперь является лазерным гравером, это не самый мощный гравер. Как мы уже упоминали, лазерный модуль может гравировать пластик, дерево и мягкие металлы, такие как алюминий, поэтому не пытайтесь гравировать что-то вроде стали!
• Отцентрируйте лазер: Если лазерный луч не отцентрирован на гравировальной платформе, то место, куда вы поместите рисунок на Creality Workshop, не будет совпадать с местом на гравировальной поверхности. Неправильно расположенная гравировка может случайно прожечь раму под печатным столом. Убедитесь, что вы отцентрировали лазерный луч, настроив его в прошивке или на дисплее, как и в случае с соплом.
• Проверьте питание: Убедитесь, что у вас нет проблем с питанием или напряжением, используя мультиметр. Это необходимо как для безопасности, так и для того, чтобы ваш лазер получал достаточно энергии для работы в соответствии с инструкциями.

Если вы хотите испытать свой новый лазерный гравер, вы можете попробовать 2D Benchy, небольшую коробку, кулон в виде совы или даже свой собственный логотип.