CO2レーザー その10（初カット）

「その09」でソフト「K40 Whisperer」ってのをInstallしたので、
やっと初カットであります^^;

ただ、「K40 Whisperer」は、Moshi系ボードでは動作しません。
マーティーのボードは、
「LiHuiYu STudiO LabS」のLIHUIYU系の「HT-XEON」ってのです。

右上に「MODEL：6C6879-LASER-B1」とありますが、
ソフトの設定を［LASER-B1］にするとキャリッジが暴走します。
「HT-XEON」の名前が、有効みたいで［LASER-M2］に設定しています。

そして、今頃になって気づいた品番！
コンソールパネルにこんな大きな文字「ＪＫ－Ｋ３０２０」が！(-_-;)

では、まずは、テストカット用の20mmの円をInkscapeで描きます。

ソフト「M40 Whisperer」で、Cutは、赤にすることになっています。

この時点は、ページサイズが、デフォルトの A4です。

［Resize Page to Selection］して

ページサイズの周辺を除去して図形に合わせます。

SVG形式（Vector）で保存します。
G-Codeに変換しなくて良いのは、いいのかどうか？

先にK40 Whispererを起動しているのですが、特に連携しないですね～？
まだ開発途上のようで、結局、［File］から開かないといけません。
左上の原点●基準に赤の円が出ます。

K40 Whispererでは、
黒：Raster Engrave（面加工、ディザ階調）

青：Vector Engrave

赤：Vector Cut
のルールがあり、色分けしていれば、同一ファイルで加工可能なのです。
レーザーパワーは、本体のコンソールで設定して固定なので、
夫々スピードだけを指定できるようになっています。

念願の透明アクリルカットに行く前に、
ダイオードレーザーで苦労した1mm厚程の透明のCDケースでやります。

まずは、「みら太な日々」師匠のブログを見て、感で設定します。

3mm厚のアクリル、5mA、300mm/min辺りの２Passだと思われます。
CDケースの材質はわかりませんが、薄いしアクリルより融点が低そうなので
5mA、300mm/minだと確実とは思うんだけど
試しに、出力30%の600mm/minに下げて始めます。
「CO2レーザー その03」で出力50%では、高圧電流：5mAでした。
CO2レーザーのエネルギー変換効率≒10%とすると、30%で3mA

実質レーザーパワー：3mA x 10KV x 10% = 3W でしょうか？

10.6μmの遠赤外線なので行けそうな気がするんですが？

［Vector Cut］：600 mm/minにして、

出力は、コンソールで30%にして

透明のCDケースをハニカムパネル上に置いて

［Vector Cut］ボタンで開始します。

この時やった、ブルーLD（450nm）や近赤外線LD（808nm）と違って
波長 10.6μmなので表面から溶けていますが、貫通してはいません。
ゴーグルもしていますが、煙と臭いもすごいのでマスクもして、
幸い今日は、暖かいので窓は、全開です。

出力40%にセットして、

さっきの横をカットしたいので
・赤枠部にＸ：30、Ｙ：0 として［Move To］すると
　キャリッジが移動して、横のPreview Windowの円も移動します。
・Preview Window上の原点をドラッグして移動すると
　図形移動と同時にリアルタイムでキャリッジも動きます。
・［Unlock Rail］してキャリッジを手で移動させて
　そこから開始することができます。
と３つの方法で開始点の変更が可能なのです。
JOG矢印の中央と４コーナーのボタンは、まだよくわかっていません。

＊＊＊ 2025.8.16追記 ＊＊＊

  syunn1さんからコメントいただきましたm(_ _)m

  JOG矢印の中央と４コーナーのボタン

  加工物のサイズで上下左右・中心部に移動するとのことで

  位置合わせの意味合いと加工範囲の確認用だろうとのことです。

  もう５年も出番がなく、使い方すら忘れているので、実機での確認は、省略です(^^ゞ

＊＊＊ 追記ここまで ＊＊＊

では、40%、600mm/minを動画で

音がすごいんです。古いのでまさかのフルや1/4のステップなのだろうか？

40%、600mm/minで切れると嬉しかったのだが、やっぱ切れないですね～

600mm/minと比較的速いのに周辺の溶けがひどいです。
CDケースは、融点が低いようですね～
出力は、左：30%、右：40%
右側の溶け巾、2mm近くありそうです。

ひょっとして焦点距離があってないのかな？
焦点距離：50mmのハズなのです。
今頃確認すると、レンズからハニカムパネルまで約70mmもあります。
薄い板を手で上下させながら、TESTボタンでプシュプシュやると
やはり、50mm辺りが一番光って合焦ポイントのようです。
合ってなかったのです(´-﹏-`；)

このキャリッジ（第3ミラー＆レンズ）は、フォーカス固定なので、
取り急ぎ、その辺にあった20mm厚の板を敷いて、ハニカムパネルを乗せます。
右の丸い大きな焦げ跡は、前所有者の名残です。

CDケースの向きを変えて置きます。

開始点を色々変えて、ここで始めて気づいたのが、
座標系、Ｙ軸は、手前がマイナスなんですね。
なので、結局、CNCや3DPと同じになります。
ただ、加工方向が、原点から、Ｘ軸：＋方向へ、Ｙ軸：－方向へ行くのです。
X：30、Y：－30で［Move To］すると、Preview Windowの円と、
キャリッジが、原点（赤矢印）から右：30mm、下：30mmに移動します。

あ”～っ！ 水冷ポンプをONするの忘れてました(-_-;)
冬で水温が低かったからよかったものの夏だったら．．．恐ろしや～
確実にまたやらかしそうです。
早いとこ、水流検知センサーをポチっておかないと^^;
しかし中国は正月休みだ～
水冷ポンプ電源を主電源SWから取って連動させる事にします。

色々やっては見ましたが．．．
CDケースは、周りがあまりに溶けて見栄えが良くないのです。
意外とこの材質は、難しい部類なのかも？
或いは、黒い保護シートとか貼ってやるといいのだろうか？
ひとまず、こいつは、中断して

次は、ベニヤ板（3mm厚）でやってみます。
数々の焦げは、レーザーダイオードで格闘した残骸です。

まずは、出力40%、300mm/min！
それにしても、この炎は、いかんです。レンズ直撃しそうです。

上の動画の出力40%、300mm/minは、貫通せず。
次の50%、150mm/minで、もうちょっとみたいなので、
50% 80mm/minまでSpeed落とすと、貫通しました！
ポロッと落ちる程ではなく、皮一枚繋がっている感じです。

3種類のテストの跡。

裏側は、
青丸：出力40%、300mm/min・・・なぜか部分的に貫通している。
緑丸：出力50%、150mm/min・・・少しだけ切れている所がある。

赤丸：出力50%、  80mm/min・・・ほぼ切れています。

最後の50%、80mm/minのは、少し力を入れると、外れました！
まあ、いいんじゃないでしょうか！
5WのBlue Laser Diodeでは、10pass以上で切削幅1mm以上だったので
1passで切れると、とても感動ものです。

切口は、なかなかいいですね～

それにしても、木の場合は、炎がすごいです。
ベニヤ板カット動画の１コマですが、
これなんか、レンズ直撃しそう、というかしてるかも(´-﹏-`；)
口で吹いてると炎は消えます。
だから先端からエアブローで消火しないといけないんですね。

ひとまず、レンズは大丈夫のようです。

とりあえず、レンズに鏡筒付けて

裏から位置が大丈夫か確認して
アルミなので、これで少しは、下からの熱を防御できるでしょう！

普通は、このエアホースを鏡筒部分に取り付けできるハズなのですが、
このモデルには、取り付け場所がありません。
ホースを付けれる鏡筒を3DPで作るかな～
或いは、上のアルミ筐体に横っ面に穴を開けホース繋ぐかな～
エアホース系は、パーツが揃ってないのでAliからの到着待ちです。

それとも、やっぱ、これがいいのかな～ 約＄30だもんな～
右下の小さなパイプにエアブロー用ホースを付けれるようになっています。

AliExpress.com Product - CO2 Laser Head Integrative Mount Lens Mirror for K40 40W Tube Laser Engraving and Cutting Machine 3020 3030 with air nozzle

ベニヤ板カットは、良しとして
次は、本命の透明アクリル板 3mmのカットテスト
ありがたいことに、師匠から、研鑽積むようにと、こんなにいただいたのです。
テストでカットするだけは、もったいないのですが、

20mm厚の板とハニカムパネルの上にアクリル板を置いて

まずは、50%、50mm/min、1pass でどうだ！
実質レーザーパワー ≒5W
排気していないので臭気と煙が半端ないです。
マスクは、ほぼ効果なく、基本、息を止めねばなりません。
終了後すぐに窓を全開にして換気！ちょっと部屋の外へ退避します。

ギリギリ、僅かに貫通していない所がありますが、少し強く押すと外れました。
ついに念願の透明アクリルカットができました＼(^o^)／
一発でここまでいけると、気持ちいですね～感無量であります。

カット面は、キレイです。

２-Passでやってみます。
［Settings］－［Advanced Settings］すると

Pass回数を設定できるようになります。
出力50%、100mm/min、2passにします。

一旦、原点に戻って２pass目が始まります。

ちょっと速すぎて、貫通しなかったので、
出力50%、60mm/min、2passでどうだ！

切れました！
持ち上げただけでポロンと抜け落ちます。
ちょっと強すぎなのかな？

分厚いアクリル板が、こんなに簡単に速くカットできるなんて、すばらし！
ポンと置いて、スパッとカット！ CNCとは別の新しい道が開けますね～
でも、プラスチック系は、とても体に悪そうな臭いや煙がひどいので
早く設置場所を確定して、排気をきちんとやらないと不味いですね～

断面は、僅かに斜めですね～
レンズの手前で3mm程のスポット径が、50mmで合焦するわけですから
この傾きは、tan -1（1.5 ÷ 50）＝ 1.7° かあ～
無限遠の焦点距離じゃない限り、この斜めは、でます。
レーザーでカット面が斜めになるとは、このことだったのか～
今の今まで、頭から抜けていたのであります(-_-;)
高価なモデルは、筐体の高さが倍位以上あったりするので
たぶん、レンズの焦点が、100とか150mmとかだと思われます。

切削面が斜めなので、なかなか測るの難しいのですが、
表側の表面ギリギリの径を測ると、19.76mm

同様に裏側の表面ギリギリの径を測ると、19.63mm
表と裏で0.13mm程違います。

2つ上の表側のＸ軸方向： 19.76mm
Ｙ軸方向のこれは、19.61mm

ＸＹ軸の差：0.15mm

このソフト、サイズ調整は、step/mmではなく、
［Settings］－［General Settings］の
X Scale Factor、Y Scale Factorで比率を調整するようになっています。
切代があるので、内側／外側のどっち取るか、
パワーやpass数で切代巾も変わるし、その辺の調整は難しいですね～

もはや中のモノは、ＸＹわかりませんが、
径が一番広い所なので、たぶんＸ軸：19.47mm
Ｘ軸の外側と内側の差は、19.76 － 19.47 ＝ 0.29mm

径の狭い方のたぶんＹ軸は、19.34mm
ＸＹの差：0.13mm
さっきの抜け穴のXY差：0.15mmとほぼ合います。
Ｙ軸の外側と内側の差は、19.63 － 19.34 ＝ 0.29mm
すごっ！同じになった。我ながら大した測定技術かな？ 偶然ですね^^;

外側と内側で0.3mm近くあります。
昨年末に「みら太な日々」師匠宅で見たのより、どうも切削幅が広いような．．．
「みら太」氏のカットは、持ち上げただけでポロッとじゃなくて、
ちょっと指で置してポロッという絶妙な加減なのです。
あの時、何気なくツマミを設定されてましたが、あれが師匠の技だったんです！
こんどお邪魔したら盗み見しよっと！

いや～！ベニヤ板も3mmのアクリル版も切れたので、感激であります(^_^)

みら太師匠、前所有者の神様、ありがとうございましたm(_ _)m

最後にメインボードを見直すと、
ステッピングモーター・ドライバは、TEA3718S（SGS THOMSON）
なんと「HALF-STEP AND FULL-STEP MODE」だけなのです(´-﹏-`；)
道理で轟音なはずです。

ただ、２モーターなのに４チップあります。
この辺のDatasheet見ると、１チップでフルブリッジ１回路しかないなので
１モーター２コイルで２チップ必要なのです。

ついでに、Ｙ軸のステッピングモーター

品番は「17HW4410N-03AD-Z」

GitHubのここにPDFの仕様書がありました。
STEP ANGLE：0.9° とあるので、400STEPだ～！
まあ、マイクロステップ動作ではないですから．．．
タイミングプーリーのギアの最外周をノギスで測ると、12.5mm
概算すると、１回転で
12.5 x 3.14 ≒ 39mm
400stepで１回転なので、1STEP
39 ÷ 400 = 0.0975 ≒ 0.1mm/STEP
の精度ってことになります。
ハーフステップで駆動しているとすれば、半分の 0.05mm/STEP
まあ、2012～13年のマシンですからそんなところなのか
レーザーのカット巾（切代）もパワーやPass数で変わるので
このモデルでは、あまり精度を追求しても～  というところでしょうか？

それと、気をつけなるポイントがあったので記録しておきます。

「その03」の時に見つけたCO2レーザー管の特性があるサイトのここに

レーザー管の扱い方が載っています。

「１．」には、
「設置する時は、light spot and power が最良の状態になるまで、
　チューブを少し回転させてください」
といった記述があります。
新品のレーザー管で最初だけやる儀式なのだと思われます。

「２．」には、
「冷却水の温度は約18〜15℃。 30℃を超えるとレーザパワーが徐々に低下します。」
ってことが載っています。
夏は、30℃未満ってのは、厳しいです。
冷却水に氷を入れて冷やしてから使わないといけないようです。
コンソールに水温も表示したい所です。