Anycubic i3 Mega Laser Engraver Mod Update

Nach dem ich den Anycubic i3 Mega nun einige Zeit besitze und ich schon immer mit den Laser Engravern geliebäugelt habe, wird es Zeit für ein neues Projekt. Ich zeige euch, wie ihr euren 3D Drucker in einen Laser Engraver verwandelt bzw. umbauen könnt. Dazu nutzen wir den Fan Ausgang am Trigorilla 1.1 Mainboard des 3D-Druckers um den Laser Engraver zu steuern. Eine PWM Steuerung des Lasers (0-255) ist im Anschluss möglich.

Was brauchen wir dazu – Teileliste:

Zuerst möchte ich darauf hinweisen, dass die meisten Mainboards am Fan/Lüfter Ausgang nur 500ma abgeben können. Daher habe ich mich auch erstmal für einen 500mw Laser entschieden, denn diese haben maximal 500ma Leistung. Mit Hilfe eines ULN2803 Transistor wäre es auch möglich einen leistungsstärkeren Laser anzuschließen, allerdings benötigt dieser dann eine externe Stromversorgung. Wie der Anschluss über einen ULN2803 Transitor abläuft, habe ich bereits im Beitrag „Status Leds für Arudpilot APM mit ULN2803 Transistor“ beschrieben. Einfach mal durchlesen, dann sollte die Verkabelung klar sein. Vorweg sei aber auch gesagt, dass ich mit dem 500mw Laser bisher viel Freude hatte und eigentlich alles kann, was ich so machen möchte, wie beispielsweise Aufkleber lasern, Gravuren in Holz, Leder oder Balsaholz. Balsaholz lässt sich auch wunderbar komplett ausschneiden. Außerdem braucht der Laser keine externe Stromversorgung.

Fangen wir an, zuerst muss der Drucker auf der Unterseite geöffnet werden, in meinem Fall der Anycubic i3 Mega. Im Anschluss sucht man auf dem Mainboard (Trigorilla 1.1) nach dem FAN0 Anschluss. Das ist der Lüfter, der die Bauteilkühlung beim Anycubic übernimmt. Mit FAN1  oder FAN2 funktioniert die Steuerung mit dem Trigorilla 1.1 beim Anycubic i3 nicht. Bei anderen Druckern scheint aber auch FAN1 in Frage zu kommen. Da FAN0 am Anycubic i3 Trigorilla 1.1 bereits angeschlossen und somit vergeben ist, müssen wir einen Schalter einbauen, so dass entweder der Lüfter ein- oder ausgeschaltet werden kann. Anderenfalls würde am FAN0 Ausgang zu viel Leistung (ma) gezogen werden!

Ich habe also den FAN0 Stecker gelöst und kurz dahinter abgeschnitten, dort habe ich im Anschluss den Laser entsprechend der 12v Leitung auf plus und minus verlötet. In die Minus-Leitung vom FAN0 habe ich den Schalter eingebaut, weil der FAN über (-) geregelt wird! Bitte nicht über Plus anschließen, dann läuft der Lüfter trotz Schalter „off“ immer noch mit. Den Kippschalter habe ich direkt am Rahmen verschraubt und fällt kaum auf. Immer wenn nun der Laser über den quick release Adapter eingesteckt und verkabelt (Steckverbindung) wird, schalte ich den Lüfter an der Seite aus. Somit läuft nur noch der Laser auf dem Anschluss FAN0. Mit den beiden G-Code Befehlen M106 und M107 starten bzw. schalten wir den Laser aus. So könnt ihr nach Verkabelung mit einem Programm wie Pronterface testen, ob euer Laser läuft. Achtung Brille nicht vergessen! Beim Anycubic kann auch im Touchmenü einfach der Lüfter eingeschaltet werden und der Laser sollte leuchten.

Durch meine Montage des Adapters an der Vorderseite des Hotends, verschiebt sich die Y-Achse um 8,0 cm nach vorne. Für den Ausgleich habe ich mir im Baumarkt eine Stahlplatte (30×22,50cm) gekauft, kostet 5€. Auf die Weise ist der Nullpunkt der Y-Achse wieder gewährleistet und man hat das volle Volumen zum Gravieren bzw. Lasern zur Verfügung.

Kommen wir zur Software-Seite. Dazu muss zuerst das Programm Inskape installiert werden und im Anschluss das Plugin für den Laser heruntergeladen, entpackt und in das Verzeichnis von Inskape Extensions gelegt werden. Hier der Pfad dazu:

C:\Program Files\Inkscape\share\extensions

Jetzt kann Inskape geöffnet und unter „Datei -Dokumenteinstellungen“ die Druckbettgröße festgelegt werden. Muss leider bei jedem Programmstart erfolgen, habe bisher nicht herausgefunden, wie man eine neues Dokument mit fester größer erzeugt.

Inskape Dokumenteneinstellung

Im Anschluss könnt ihr ein beliebiges Bild (jpg, png usw.) importieren, ebenfalls über „Datei – Importieren“. Jetzt wird das Bild im Druckbereich positioniert und über „Pfad – bitmap nachzeichnen“ in einen Pfad oder Graustufen umgewandelt. Pfade sind hier immer besser und werden schneller umgerechnet, bei Fotos mit Graustufen braucht das Plugin schon sehr lange und die GCode Dateien werden sehr groß. SVG Dateien, also Vektordateien eigenen sich perfekt für den Laser, hier muss nämlich kein Pfad nachgezeichnet werden und man kann direkt mit dem nächsten Schritt Generate Laser Gcode weitermachen.

Zu letzt muss über „Erweiterungen – Generate Laser Gcode“ der Laser konfiguriert und die G-Code Datei erzeugt werden.  Hier wird nun der G-Code Befehl M106 für Laser On und M107 für Laser Off eingetragen. Den Travelspeed habe ich bei 500mm/min belassen, könnte aber sicherlich auch noch einiges höher gestellt werden. Mit dem Wert vom Laser Speed kann man ein wenig herumspielen, Werte zwischen 120 und 250mm/min verliefen bisher problemlos. Die Laser Power (PWM) ist vom Material abhängig. Balsaholz beispielsweise habe ich mit 25-30 graviert und mit 250 und 4 Passes/Durchgänge bei 150mm/min komplett durchgeschnitten. Hier muss man einfach testen und für sich die besten Werte finden. Diese hängen halt auch stark vom entsprechenden Material ab. Ist die GCode Datei fertig erstellt, kann sie auf der SD Card gespeichert und anschließend in den Drucker gesteckt werden.

Inskape Plugin Laser-Tool

Am Drucker selber nochmal kontrollieren, ob der Laser korrekt angeschlossen ist, der Lüfter-Schalter auf Off steht und der Focus vom Laser korrekt eingestellt wurde. Im Anschluss die X- und Y-Achse auf Homeposition fahren, die Datei auf SD Card auswählen und den Printknopf betätigen.

Fokus einstellen, geht einfach über das Stellrad direkt am Laser. Dazu ein Blatt Papier auf die Oberfläche legen entsprechend am Stellrad drehen, bis das Blatt durchgesenkt wird, fertig.

Hier sind meine ersten Versuche mit Hartholzgravur, Balsaschnitt/gravur und Aufklebertest aus Carbofolie. Ich finde, kann sich schon sehen lassen und nun viel Spaß beim Nachbau.

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