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Nov 28, 2023

Apprivoiser la bête : Pro

Les découpeurs laser Homebrew sont des appareils astucieux, mais ils brûlent vos amis, brûlent le

Les coupeurs laser Homebrew sont des appareils astucieux, mais brûler vos amis, incendier la maison ou sentir le quartier n'est pas l'idée d'un bon moment. Avouons-le. Un laser de 60 watts capable de découper des plastiques pose bien plus de problèmes que même les imprimantes 3D les plus grincheuses (à moins, bien sûr, que nos spaghettis imprimés en 3D prennent vie et décident de terroriser le quartier). Bien sûr, le faisceau focalisé d'un laser est généralement dirigé dans la bonne direction lors de la coupe, mais même un faisceau non focalisé qui se reflète sur un matériau brillant peut déclencher des incendies. De plus, comme la plupart des matériaux brûlent au lieu de simplement fondre, une multitude de vapeurs épouvantables se dégagent de chaque coupe.

Malgré le danger, la tentation d'en construire un est irrésistible. Avec des tubes, des blocs d'alimentation et des refroidisseurs d'eau maintenant en abondance chez les revendeurs étrangers, les pièces ne sont qu'à une poussée de PayPal d'atterrir à nos portes. Nous avons également vu une multitude de constructions passionnantes se rassembler sur la table de la salle à manger. Notre table pourrait aussi être criblée de pièces laser ! Après avoir passé au peigne fin d'innombrables journaux de construction laser, je n'ai pas encore rencontré le guide définitif qui nous indique comment faire les premiers pas appropriés pour assurer notre sécurité tout en construisant notre propre découpeuse laser. Peut-être que cette connaissance est implicite pour la communauté, dispersée sur des forums ; ou peut-être que chaque designer courageux l'a appris par lui-même après un trop grand nombre d'appels rapprochés. Aucune de ces options ne semble juste pour le novice du laser, j'ai donc décidé de faire la loi ici.

Tout d'abord, un avertissement rapide : même si vous suivez ce guide jusqu'au nez, nous ne pouvons pas garantir que vous ne verrez pas de problèmes sur la route. Ces conseils de sécurité vous rendent plus sûr, plus sage, mais pas invulnérable. Amie sauterelle, procédez à vos risques et périls.

Au moment où nous sortirons du garage avec notre découpeuse laser finie, nous espérons avoir le même nombre de globes oculaires fonctionnels avec lesquels nous avons commencé. De ma liste personnelle de règles implicites d'ingénierie après les heures de travail, arrive la règle toute-puissante numéro 1 : tu ne te blesseras pas, ni tes amis pendant le piratage après les heures normales de travail.

Rester fidèle à ce tome signifie prendre les bonnes mesures pour ne blesser de façon permanente personne à proximité de l'espace de travail. Pour moi, cela signifiait travailler dans le garage fermé et acheter quelques paires de lunettes de sécurité supplémentaires. Les dommages aux yeux en une fraction de seconde ne sont pas une blague, alors assurons-nous de choisir le bon type. Pour ce projet, le consensus général sur les forums est une paire de lunettes de sécurité avec un indice OD 6+.

L'indice OD d'un objectif fait référence à la quantité de lumière transmise au moment où il sort par l'autre extrémité de l'objectif. Chaque augmentation de chiffre représente une baisse de l'ordre de grandeur de la lumière transmise, de sorte qu'une cote OD 6+ transmettra moins de 0,0001 % de la lumière d'entrée à la longueur d'onde spécifiée. Gardez à l'esprit, cependant, que nous construisons un découpeur laser. Comme d'autres plastiques, un faisceau focalisé n'aura aucun problème à traverser ces verres. Ces lentilles nous protégeront des reflets et de la lentille non collimatée qui se déplace de miroir en miroir, mais elles ne sont pas insensibles à la coupure par le faisceau focalisé.

Une fois que notre découpeuse laser est entièrement assemblée, nous devrons encore effectuer un étalonnage avant qu'elle ne soit prête à commencer à faire des coupes. Pour y arriver, nous devrons aligner les miroirs. Voici – voici notre première chance de faire rebondir le faisceau loin de sa cible attendue et de porter un toast à un joli trou dans le mur. Pour éviter de prendre nos risques, le découpeur laser doit fonctionner dans un environnement entièrement clos.

Entièrement clos, dites-vous ? Quel type d'enceinte peut supporter ce type de chaleur ?

Bien sûr, nous pourrions recouvrir notre merveilleux portique et nos optiques derrière de la tôle pour dissimuler notre magnifique travail ; mais, de nous tous qui avons grandi éblouis en regardant nos imprimantes 3D gicler, nous savons que ce n'est pas amusant. Heureusement, nous avons de la chance ! Plutôt que de cacher notre travail derrière une enceinte métallique, nous avons quelques options translucides. Creuser dans les détails m'amène à ma deuxième règle toute-puissante de l'ingénierie après les heures de bureau, inspirée de la sagesse de [Mike] chez mikeselectricstuff : Connaissez votre ennemi.

Dans ce cas, notre plus grand ennemi est un tube laser CO2 de 60 watts et 10 600 nanomètres provenant de l'étranger. Avec un peu de lecture, il s'avère que 10 600 nanomètres sont opaques pour certains matériaux translucides à la lumière visible ; parmi eux : bientôt notre meilleur ami, Acrylique. Ce petit fait est en or. Cela signifie qu'un boîtier en acrylique nous offre tous les avantages de l'arrêt du faisceau tout en nous donnant une fenêtre visible sur le laser pendant qu'il effectue des coupes.

Un petit aparté : que l'acrylique coupe si bien sous un faisceau de CO2 focalisé est une conséquence du fait qu'il absorbe, plutôt qu'il ne transmet, la lumière qui y pénètre. C'est aussi pourquoi l'acrylique est si efficace comme arrêt de faisceau pour un faisceau non focalisé ou des réflexions mineures. Bien sûr, nous ne sommes pas insensibles avec un boîtier en acrylique, mais nous sentirons certainement le trouble avant que le faisceau ne sorte de son enceinte.

Une dernière remarque : bien que l'acrylique fonctionne si bien comme arrêt de faisceau, ce n'est toujours pas une bonne idée de regarder la pièce pendant la coupe. La partie recevant la coupe a tendance à devenir fluorescente avec une lumière vive qui se trouve définitivement dans le spectre visible. Bien qu'il n'y ait pas de lumière laser traversant la fenêtre en acrylique, la lumière visible brillante n'aura aucun mal à passer et à nous faire mal aux yeux.

Il y a environ un an, je suis tombé sur quelqu'un qui a modernisé un vieux découpeur laser chinois avec une électronique mise à jour, se donnant un système qui fonctionne bien pour environ 1000 $. Pas une mauvaise façon de faire, pensai-je. Mais en tant que quelqu'un qui mourait d'envie de construire le sien à partir de zéro, j'étais criblé de questions. Le plus gros sujet qui me préoccupe : l'extraction des fumées… mieux connu sous le nom de : comment ne pas mourir en respirant ce que vous coupez.

"Ah," dit-il en me lançant un regard narquois. « Avez-vous étudié la culture hydroponique récemment ? Hydroponique, ai-je pensé. Qu'est-ce que les passionnés de culture hydroponique voudraient avoir à faire avec l'extraction des fumées ? Il se pencha.

"Eh bien, il s'avère que les vendeurs d'équipements hydroponiques ont rapidement réalisé que leurs compagnons passionnés ne voulaient pas que les voisins sentent la vie végétale qui pousse dans leur garage, alors ils ont commencé à vendre des filtres à charbon bon marché et des ventilateurs pour la ventilation." Qui savait, me demandais-je, mais il s'avère : il avait raison. Quelques mois plus tard, j'avais moi-même un filtre à charbon et deux ventilateurs pour évacuer la suie du lit laser avant de rediriger l'échappement filtré par la fenêtre. Curieusement, il est livré avec un briquet gratuit. Allez comprendre. Néanmoins, je pourrais appeler mon problème d'extraction des fumées : un problème résolu.

À ce stade, nous avons nous-mêmes un boîtier astucieux, une nouvelle paire de lunettes de sécurité brillantes et même un joli filtre à charbon pour démarrer ; donc nous nous sentons probablement assez en sécurité à ce stade. Avant de devenir trop confortable, cependant, considérez ceci : à quel point notre découpeuse laser est-elle sûre si nous retirons les panneaux ou ouvrons le couvercle pendant la découpe ? J'espère que vous pensez ce que je pense : pas sûr du tout ! Pour remédier à ce problème, nous avons besoin d'une forme de sécurité intégrée ou d'arrêt d'urgence intégré pour couper l'alimentation de tout ce dont notre boîtier nous protège. Dans ce cas, pour toute instance que nous pourrions avoir en ouvrant le couvercle ou les panneaux qui entourent la zone de coupe, le laser doit s'éteindre.

Faire de ce concept une réalité est en fait extrêmement simple. Pour tout panneau qui peut se détacher, j'ai installé un interrupteur momentané qui est normalement ouvert. Lorsque les panneaux sont installés, l'interrupteur est enfoncé, le fermant. En câblant chacun de ces interrupteurs en série et en les connectant à un relais à semi-conducteurs qui interrompt l'alimentation du laser, à tout moment lorsque les panneaux sont retirés, le laser s'éteindra également.

C'est chouette. Plus important encore, cependant, c'est simple. Comme pour la plupart des systèmes de sécurité, le plus simple est le plus fiable.

Comme beaucoup d'entre nous, je trouve la tentation de construire quelque chose hors de ma zone de confort irrésistible. Néanmoins, tous les projets ont une courbe d'apprentissage, et pour ceux qui peuvent vous blesser, vous ou vos amis, je vous exhorte à vous renseigner. Devenez l'expert de ce que vous lisez et faites, et savourez le retour d'apprentissage de vos erreurs.

Mais ne vous précipitez pas. Construire le découpeur laser peut être un exploit, mais le cheminement pour devenir l'expert signifie que chaque instant en vaut la peine car nous apprenons quelque chose de nouveau. Qui sait? Peut-être que dans quelques années, nous serons le gourou local du laser hackerspace, heureux de passer nos doigts dans les cheveux grisonnants tout en donnant des conseils de sécurité pour les stratagèmes insensés des jeunes hackers.

J'ai atteint certains des points forts pratiques pour des constructions de découpe laser sûres, mais ne laissez pas ce document être votre point d'arrêt. Pour les curieux, voici quelques endroits supplémentaires pour trouver des conseils de pro supplémentaires :