大学生自制激光雕刻机

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发布时间:2015.12.07 新闻来源:宁波激光打标|宁波激光雕刻|宁波激光加工|宁波laser加工|宁波激光刻字 浏览次数: 785
打开电脑中的微雕软件,选好自己喜欢的图案,连接雕刻机与电脑,将手机壳放入雕刻机托盘上调整好位置,启动雕刻机,几个简单的步骤后,一个崭新的订制手机壳就呈现在笔者眼前。近日,笔者采访了黄淮学院“创客空间”的成员、正在读大三的孟宇飞,他利用一周时间,将废旧光驱拆卸重组,制作成了一台微型激光雕刻机。

孟宇飞和他的激光雕刻机。

灵感源于私人订制

随着科技日新月异的发展,激光切割机、激光雕刻机等系列激光设备成为近年来流行的新兴高科技、先进自动化的加工方式。

与传统的手工操作相比,激光雕刻机精度高、加工速度快、操作简单快捷,受到各加工行业的宠爱。黄淮学院的“创客空间”也有一台大型激光雕刻机,用于实验研究。

采访中笔者了解到,因为对科技制作感兴趣,孟宇飞上大二时加入了“创客空间”。刚开始,他帮同学做项目,研究制作机器人。去年,他突然对“创客空间”的那台大型激光雕刻机产生了浓厚的兴趣。“平时做实验经常会用到这台大机器切割、雕刻,我想,现在人们都热衷私人订制,利用激光雕刻机加工雕刻,订制手机壳、饰品和各种摆件是一个不错的选择。”孟宇飞说。

孟宇飞觉得,“创客空间”的那台激光雕刻机放在家里用于DIY有点儿大材小用,体型庞大太占空间,另外价格也比较贵,家庭使用不太实惠。所以他决定尝试做一个小型的机器,方便个人使用。

“用微雕软件设计人们喜欢的Logo、文字等,然后通过微雕机雕刻到手机壳、纸片、小木板上等,满足人们不同的个性化需求,那将是多么炫酷的事情。”孟宇飞向笔者描述了他对这台微型激光雕刻机未来应用前景的畅想。

旧光驱变废为宝

孟宇飞介绍,他制作的微型激光雕刻机是由Arduino板、步进电机控制器、100mW红色激光器、一路耦合继电器、高精度舵机、破旧光驱、杜邦线等几部分组成。

孟宇飞觉得,大部分激光雕刻机的硬件可以利用废品制作,这样既能体会到自己动手的乐趣,又可以节省成本。两个电机是激光雕刻机工作的重点。他先寻找合适的光驱,利用里面保留的步进电机,作为二维运动的动力。这其中需要用到两个电机,一个平躺着安装,用作放置雕刻物品的托盘,一个立着安放,用于安装激光器。

由于不是所有的光驱都适用于激光雕刻机,所以他事先收集了很多旧光驱,逐个试过之后才找到可用的。

孟宇飞回忆,当时他一共拆了4个旧光驱,才把所需的电机收集完成。

除了利用旧光驱收集电机外,这个微型激光雕刻机的外壳也是用废旧材料、利用工作室的那台大型激光雕刻机切割而成的。

动动手变废为宝,成本低廉却不影响激光雕刻机的工作,制作完成后,孟宇飞觉得很有成就感。

坎坷的获奖之路

用微型激光雕刻机在手机上雕刻的字。

去年暑假,孟宇飞带着他的微型激光雕刻机去郑州参加了河南省“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛,并荣获了二等奖。结果是美好的,过程却是波折的。回忆起这次参赛经历,他感慨万千。

孟宇飞告诉笔者,有同学参加过这项比赛,给他描述过以前参赛的场景。“去了比赛场地之后,才发现和我想象的很不一样!”孟宇飞说,根据同学描述的情况,比赛场地应该设在学校的大操场内,报名参赛的同学拿着自己的参赛编号,按号排队去评委席向老师演示作品。然而,孟宇飞去比赛的那天,混乱的现场让他本来兴奋紧张的情绪荡然无存,整个人差点儿蒙了。

“我费了九牛二虎之力,杀出重围,找到一名老师过来看我的作品。”孟宇飞说,那天赛场安排出了点儿问题,比赛设在了室内,场地比较小,参加小制作环节的一共100多人,现场一片混乱。

“一上午比赛就得结束,时间特别紧。”孟宇飞回忆,当时参赛的人比较多,场地太拥挤,评委老师也没有办法坐在那里等同学排号去演示,都是在现场来回转着看作品。很多评委都是被一大波人围着,孟宇飞没有办法,只能和其他选手“抢”老师。他看准时机将一名评委请到自己的展位后,将作品说明书递给了评委,并向他展示了激光雕刻机的构造和工作原理。

比赛之路虽然曲折,但收获很大。在参赛的选手中,孟宇飞的微型激光雕刻机不仅在创新能力上占据优势,在制作水平、作品未来的发展规划等方面也获得了评委很高的评价。老师还就激光雕刻机的功能和雕刻精度方面提了一些建议。

学中做,做中学

由于制作激光雕刻机没有足够的技术支持,孟宇飞基本是靠在网络上查找资料和咨询老师解决制作过程中的难题。

“最初做激光雕刻机只是想慢慢摸索,没有想过可以做到什么程度。”孟宇飞说,在他制作激光雕刻机的过程中,出现过很多波折。外壳制作没有什么困难,但是编制程序和电路设计比较麻烦,他当时翻阅了很多相关材料,又去请教老师,最后问题才得以解决。

制成之后,他又改良过设备。有一次,他用手机壳做实验,想看看雕刻效果,谁知道手机壳被烧得变了颜色。孟宇飞告诉笔者,雕刻物必须选用合适的材质,否则不但达不到雕刻的效果,反而会损伤原有的物品。由于雕刻机是利用激光雕刻,所以雕刻物品的材质必须和激光匹配。经过很多次试验,他才挑选出合适的材质。

“学无止境。我一直有一个理念,‘边做边学,边学边做’。”孟宇飞说,自己的专业知识尚不扎实,在制作激光雕刻机的过程中,可以一边学习,一边改进。第一代微型激光雕刻机还不完善,最初由于对激光的使用把握不到位,所以他选择了小功率的激光器,接下来他会采用功率大的激光器,以提高雕刻精度。另外,他还会对图纸的导入软件、两个电机的灵活度进行改进。

在问及对微型激光雕刻机未来投放市场有没有想法时,孟宇飞说,他希望在未来的日子里边学习边改良,等激光雕刻机功能完善之后再考虑市场应用。

演示过程。

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激光是20世纪初以来继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。

高能量激光里包含大量的能源,可以产生热量,甚至燃烧物品。激光自身没有颜色,它的颜色取决于波长,而波长取决于发出激光的活性物质,即被刺激后能产生激光的那种材料。100mW激光器最大只能发出100mW激光,只能在暗色软材质上雕刻一个印记,而500W激光器可以在多数材料上随意切割。