Проекты

Лазерный станок с числовым управлением

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «3D-моделирование, 3D-печать и VR/AR-технологии» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: 3D-моделирование
Авторы работы: ГБОУ Школа № 185
Предметы: Информатика
Классы: 10 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 2020 года

Актуальность

На сегодняшний день лазер успешно задействован в большом количестве различных технологических процессов: резка, сварка, сверление отверстий, маркировка, гравировка и многое другое. И чаще всего этот метод имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами обработки, к примеру сверление отверстий происходит значительно быстрее. Помимо этого, некоторые виды операций, которые было очень трудно выполнить раньше, сейчас становятся вполне реальными и значительно более доступными по стоимости. Поэтому сейчас лазерное оборудование применяют для самых разных промышленных целей.

Цель

Создание недорогого лазерного станка с числовым программным управлением для автоматизации однообразных, монотонных и трудоёмких процессов в техническом творчестве и других сферах.

Задачи

1. Разработать и изготовить недорогой лазерный станок с числовым программным обеспечением.

2. Изучить аналоги станка.

3. Анализировать станки и выбрать подходящий вариант.

4. Познакомиться с программой Solid Works.

5. Создать макет в 3D-программе.

6. Оценить работоспособность.

7. Изучить виды пластика для 3D-принтера.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Arduino Nano (с USB-кабелем)
  • DVD-привод с шаговым механизмом (2 шт.)
  • 2 модуля драйвера шагового двигателя A4988 (или экран GRBL)
  • Лазер 250 мВт с регулируемой линзой (или выше)
  • 12В 2Amp минимум питания
  • IRFZ44N N-CHANNEL Mosfet
  • Резистор 10к
  • Резистор 47 Ом
  • Регулятор напряжения LM7805 (с радиатором)
  • Пустая печатная плата
  • 2,5 мм JST XH-Style
  • 2-контактный разъём
  • 1000 мкФ 16 В конденсатор
  • Перемычка кабелей
  • Маленькие неодимовые магниты (8 шт.)
  • 2-контактный штекер в винтовой клеммной
  • Суперклей
  • Винт M3x12 (6 шт.)
  • Винт M2x5 (8 шт.)
  • Лазерные защитные очки

Описание

В процессе был разработан и изготовлен недорогой фрезерный станок с числовым программным обеспечением. Для этого были распечатаны детали, разобраны DVD-приводы и шаговый механизм. Далее была осуществлена сборка деталей, сборка направляющих для оси Y, сборка направляющих для оси X, была проведена проводка шаговых двигателей. В завершение работы автором была осуществлена сборка электроники и регулировка тока шагового драйвера.

Результаты работы/выводы

В результате работы был создан макет в 3D-программе, разработан и изготовлен недорогой фрезерный станок с числовым обеспечением, а также проведена оценка работоспособности станка.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе – модернизация станка с добавлением большей мощности в лазере, дополнительного охлаждения, увеличением скорости работы.