これまでのあらすじ:
2016年3月、フェルト生地を手で裁断している際にレーザーカッターがあれば複雑なカットが容易にできるなあと思って、安価になってきたレーザーカッターを購入しようと思ったのがきっかけ。調べていくうちに、合板も切れたほうがいいと思うようになって、CNCルーター(CNCミリング)についても考えるようになった。
Arduinoは以前から使っており、CNCシールドがあると気付いて自作も可能と思うようになった。当初はShapeOkoやX-CARVEを参考にMakerSlide、OpenRail、V-Wheel、2GTタイミングベルトなどで5万円くらいで自作しようと思っていた。AliExpressでも部品が安く買えることが分かって、しばらくは部品探し。探せば探すほど安くて本格的な部品も見つかってくるので、そんなにケチらなくてもいいのではないかと徐々にスペックアップ。最終的には剛性や精度のことも考えてボールスクリューやリニアスライドを使うことになり、予想以上に重厚な3軸CNCマシンをつくることに(約7万円)。
構想から約5週間(制作約3週間)でルーターとレーザーともに使えるようになり、現在はgrbl1.1+Arduino CNCシールドV3.5+bCNCを使用中(Macで)。余っていたBluetoothモジュールをつけてワイヤレス化。bCNCのPendant機能でスマホやタブレット上のブラウザからもワイヤレス操作可能。



CNCマシン全般について:
国内レーザー加工機と中国製レーザー加工機の比較
中国製レーザーダイオードについて
CNCミリングマシンとCNCルーターマシンいろいろ
その他:
*CNCマシンの制作記録は2016/04/10〜の投稿に書いてあります。

利用例や付加機能など:
CNCルーター関係:

2016年10月5日水曜日

国内レーザー加工機と中国製レーザー加工機の比較

国内レーザー加工機:

まず、国内のCNCレーザーなら以下のSmart DIYsの「FABOOL Laser Mini 1.6W」
ダイオードレーザー1.6Wで64,584円。
厚さ2mmまでの合板やアクリル(透明アクリルは切断不可)が切断可能。

また、3.5Wにパワーアップしたバージョンは以下。
3.5Wだと91,584円。4mmまで切断可能らしい。

要は、レーザーヘッド部分を3.5Wに置き換えるというもの。この3.5Wレーザーヘッド(別売り)だけで37,584円。

ただ、3.5Wにしても光が透過してしまうため透明アクリルを切断することはできない(黒アクリルなら可能)。透明アクリルも切断したいというなら、以下のCO2レーザーになる。


FABOOL Laser CO2(40W):280,584円。
さきほどのダイオードレーザーを使ったFABOOL Laser Miniとは違って、40WのCO2レーザーを使っているためかなり強力。その分値段も急に跳ね上がる。
これであれば、透明アクリルも含め合板など10mmの厚さまで切断可能。たしかにレーザーで切断するなら、このくらいの出力が欲しいところ。工業用に比べれば安いけれども、28万円というのは一般素人にはまだまだ高価。

似たようなものが他にないか探してみると、国内のレーザー加工機であればPodeaというのもあります。

ラインナップとして:
1.6W Eco Cycleモデル 75,384円
1.6W 基本モデル 96,984円
3W モデル 129,384円
6W モデル 172,584円

1.6Wや3Wのものは、FABOOL Laser Miniと似たような感じ。どうやら日本製の部品を使っているらしく(中国製の部品より精度がある)、その分高価になっているみたい。その他品質向上のために独自のプログラムや回路設計も行っているようです。
より高出力を求めるなら6Wモデルというのもある点が気になります。しかし税込みで17万円となると、少し躊躇してしまいます。

基本的にこれらのレーザー加工機は2軸のCNCマシンなので、X軸とY軸がステッピングモーターで駆動する仕組みです。Z軸に関しては上下に動かないので、ヘッドを取り替えてCNCルーターマシンに転用することはできません。構造的にも、切削抵抗を受けるCNCルーターにとっては華奢かもしれません。
ということから、自作は無理だしレーザーだけでいいというなら、これらの製品が確かにリーズナブルだと思います。


とにかく価格重視:
それでもまだ高価だというのであれば、中国製のレーザー加工機という選択肢もあります。ただその分リスクはあるかもしれません。精度だったり、制御プログラムや電源の問題だったりと。しかし、価格的にはかなり安いのは確か。中国のAmazonのような物販サイトAliExpressでは中国製品がかなり安く購入できます。ある程度の知識やスキルがあって改造などできるのであれば特に問題ないと思います。

まずはレーザーヘッド部分だけ交換するならば、
AliExpress.com Product - 5500mW Blue- Laser Module Parts with Holder Heat sink for Mini Laser Engraving Machine High-power wave length 450nm focus5.5Wダイオードレーザーモジュール 約15,000円(送料込み)。

1.6Wや3Wでは物足りないというならば、レーザーヘッドをこれに変えれば出力5.5Wになります。ドライバ基板、ACアダプターもついていてかなり安い。

さらには10Wのレーザーモジュールであれば、以下。
AliExpress.com Product - High-power DIY Laser engraver machine laser engraving Laser module Blue Light 450nm,DIY Focusable 10000mw,10W Blue Laser Module28,811円(送料込み)。ドライバ基板もついているためそのままつかえそうです。

追記:
さらに12Wというダイオードレーザーでは一番強力なものも出ていました。
AliExpress.com Product - Freeshipping ! 12W 12000mW High-power laser engraving Laser module Blue Light 450nm laser head28,420円(送料込み)。これはすごそう。

追記:
15Wも登場。ダイオードレーザーモジュールでは現在最大出力だと思います。
AliExpress.com Product - Freeshipping ! 15W 15000mW High-power laser engraving Laser module Blue Light 450nm laser head33,137円(送料込み)

レーザーモジュールだけでなく、本体もセットなら、
AliExpress.com Product - 15W laser_AS-5, 15000MW diy laser engraving machine,metal engrave marking machine,metal carving cnc router machine,advanced toys45,347円(送料込み)
これは15Wのセット。作業エリアはA5サイズ程度で小さいですが高出力。


AliExpress.com Product - Ship DHL 10W laser 14*20cm,10000MW big DIY laser engraving machine,diy marking machine ,diy laser engrave machine,advanced toys37,384円(送料込み)
これもA5サイズで、10Wになれば少し安い。

AliExpress.com Product - Benbox 405nm 10000mW Mini desktop DIY Laser engraving engraver cutting machine Laser Etcher CNC print image of 50 X 65 cm logo52,672円(送料込み)
これは↑作業エリア500x650mmで出力10W。
この作業エリアと10Wの出力でこの値段ならかなり安いはず。制御に関してはArduino+Grblで可能なので、もし付属の制御プログラムや制御基板(モータードライバ含め)が不十分であったとしても以下の追加で改良できます。

AliExpress.com Product - Free Shipping 4 x A4988 Stepper Motor Driver with Heat Sink + UNO R3 Board + CNC Shield Expansion Board for Arduino 3D PrinterArduino基板、CNCシールド、モータードライバのセットで1,576円(送料込み)

あと問題となるのは、ステッピングモーターを駆動するための安定化電源。これが日本国内のAC100Vに対応しているかどうか?
AliExpress.com Product - Best quality 24V 5A 120W Switching Power Supply Driver for LED Strip AC 100-240V Input to DC 24V1,139円(送料込み)。24V 5A AC100-240V対応。
キットに安定化電源が付属しているのであれば問題ないですが、もしAC240Vしか対応していないのであればAC100V対応のものが必要。キットを購入する前にAliExpressのショップにメール確認するといいと思います。必要アンペア数も十分なものを購入する必要もあります。
ShapeOko Wikiを見ると、電源についてはNEMA17クラスのステッピングモーター(4個使用)なら100〜120W、NEMA23(4個使用)なら150〜200Wくらいあったほうがよさそうです。つまりNEMA17(4個使用)の場合、DC12Vなら8〜10A、DC24Vなら5A以上という感じです。


とりあえず安いキットで試す:
改造や改良となると、ある程度の知識やスキルは必要となりますが、とりあえず安いキットを購入して試してみるという方法もあると思います。ある程度理解が深まれば、改良するための部品を追加注文したり、新たに自分の望むスペックに合わせて自作するという感じになると思います。

AliExpress.com Product - benbox 1000mw laser engraving machine cutting maching laser engraver big working area 65*50cm support laser power adjustこれは低出力1000mwのレーザー加工機セット、20,839円(送料込み)。
このような比較的安価な製品をもとに改造していってもいいと思います。


より強力なC02レーザー加工機:
ダイオードレーザーでは物足りないので、やはりCO2レーザーでアクリルなども切断したいというなら、
AliExpress.com Product - Co2 laser machine with USB Sport 110/220V 40W 300*200mm Mini CO2 Laser Engraver Engraving Cutting Machine 3020 Laser62,331円(送料込み)
作業エリアはA4サイズ程度ですが、40WのCO2レーザーなので、アクリルも簡単に切れるはずです。ただ、CO2レーザーの場合、内蔵されているガラス製のレーザー管、それを冷やすための水冷用ポンプだったり、仕組みはやや複雑です。特に配送途中でガラス製のレーザー管が割れたりするので、その辺のトラブルを避けるためにあらかじめショップとやりとりしておくほうがいいと思います。

AliExpress.com Product - Hight Quality 700MM 40W Co2 Glass Laser Tube for Engraver Cutting MachineCO2レーザー管(40W)、13,239円(送料込み)

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