О лазерном гравере Creality

Да, ребята, это первая запись в блоге на моём сайте. Я давно собирался, что-то настраивал, и, наконец, настроил сайт, и настроился сам. А расскажу я вам в ней о вечном противоборстве инженерного маразма и капиталистической прагматичности.

Предисловие, и общие впечатления

Примерно перед Новым Годом, движимый желанием изготавливать самостоятельно качественные печатные платы, и направляемый патологической жадностью, я заказал на одном из маркетплейсов продаваемый с большой скидкой лазерный гравер фирмы Carverall, модели JL9-10W, посчитав его оптимальным по соотношению цена/качество/параметры. Прождав доставку практически месяц, но так и не получив в руки новую игрушку, я психанул, оформил возврат средств, и заказал продаваемый с ещё бОльшей скидкой гравер Creality CR Laser Falcon, такой же мощности — 10Вт. далее о нём и пойдёт речь.

Вот, кстати, он на фото.

Первое, что хочется отметить — предельная простота механики, а значит первоначальной сборки. детали простые, качественные, хорошо обработаны и покрашены. Пространственная рама из алюминиевых профилей наподобие V-Slot, бегающие по ним на пластиковых роликах каретки из 3мм штамповки.

Второе, что примечательно, — естественно, отсутствует экран, в отличие от современных, к примеру, 3D-принтеров. Вы или скармливаете граверу одиночный файл с G-кодом, или подключаете его к компьютеру через USB. Так же удивило отсутствие кабельных рукавов — шлейфы к подвижным частям идут в простых пластиковых чулках, подразумевая, что гравер стоит на очень большом и пустом столе. Однако, имеются концевики обнуления осей, и гравер может нормально работать в абсолютных координатах, что радует.

Третья вещь, и, пожалуй, единственная, вызвавшая бешенство — привередливость к формату G-кода. При подключении по USB, которое эмулирует последовательный порт, гравер работает с любым адекватным G-кодом. Однако, стоит подсунуть ему файл на карте памяти — и он вдруг перестаёт понимать код, сгенерированный LaserGRBL, и понимает только код LightBurn, который, кстати, официально покинул Россию в 2025-м году…

Гравировка

Как уже говорилось выше, основная цель покупки — гравировка масок для травления печатных плат. На данном этапе исторического развития, самым простым способом получения чёткой и прочной маски для травления является окрашивание фольгированного стеклотекстолита чёрной матовой акриловой эмалью, с дальнейшим прямым выжиганием на ней маски с помощью синего лазера, выжигающего краску, и не затрагивающего слой омеднения.

Первая гравировка, представляющая из себя тест скоростей и мощности для выбранного материала, показала, что при гравировке прямых, параллельных оси X, а так же сложных кривых, на них появляются волны, обратно пропорциональные по частоте скорости движения каретки. На фото ниже прекрасно видно волну в верхней части прямоугольников, а так же дрожание контура цифр.

Очевидно, что вибрация не связана с самими перемещениями, т.к. не привязана к скорости по X, и перемещению по Y. Источником её является плохо сбалансированный некачественный вентилятор, а так же конструкция каретки, у которой лазерный модуль крепится на длинной узкой штампованной 3мм пластине. При работе вентилятора пластина буквально входит в резонанс, раскачивая каретку поперёк балки оси X, а так же испытывая сильные колебания при перемещениях. Чем ниже находится лазер к столу, тем сильнее колебания. Ситуация осложняется тем, что у оси X нет нижней балки, и она испытывает сильный скручивающий момент.

Доработка

При изучении конструкции, и размышлениях о том, что же с этим можно сделать, было так же обнаружено, что штампованная пластина, образующая часть каретки, изогнута, вероятно, в силу технологии изготовления методом штамповки из стального листа, и отсутствия каких-либо рёбер жёсткости. Из-за этого так же были проблемы с регулировкой фокуса, т.к. нижняя часть лазерной головы была не параллельна столу, и при разных точках установки калибрующей проставки, давала разный фокус.

Поразмыслив, и сняв линейкой и штангенциркулем всё это безобразие, я накидал эскиз, и напечатал на 3D-принтере вставку, становящуюся в распор между задней частью каретки, под шаговым двигателем, и технологической проштамповкой в пластине. Вставка не только выправила отклонение от вертикали, но и существенно снизила вибрации, что показала тестовая печать.

Тестовая гравировка показала немедленное и очевидное улучшение качества.

После был напечатан улучшенный вариант вставки, и после её примерки и устранения недочётов — окончательный, с учётом усадки полиамида.

Для теста использовались алюминиевые пластины, покрытые одним слоем чёрной акриловой эмали. Печать намеренно велась на завышенной скорости — 200мм/с против паспортных 60мм/с. На гравировке по прежнему заметна волнистость на радиусных скруглениях и примыкающих к ним прямых, параллельных оси X.

После дополнительной регулировки натяжения ремней и роликов, была произведена тестовая печать в двух вариантах — с максимальным вылетом лазера, и печатью на уровне стола, и с минимальным, с подкладыванием как можно более высокого «жертвенного стола».

Отлично видно волну на некоторых элементах слева, и её существенное уменьшение справа.

К сожалению, при существующей конструкции балки, устранить данные колебания достаточно трудно, хотя они становятся практически незаметны при снижении скорости и подборе режима гравировки. Вероятно, вентилятор будет заменён на качественно сбалансированный вентилятор от сервера, но даже в текущем состоянии гравер более чем пригоден для изготовления печатных плат с крупными дорожками, например, для силовой электроники, или с неплотным монтажом.

Резюме

Гравер, пожалуй, относится к предыдущему поколению подобных устройств, и является первым опытом для Creality, из чего и происходят его недостатки, унаследованные по сути от первых поколений 3D-принтеров, но не проявляющихся там так сильно за счёт специфики печати филаментом.

Несмотря на мощный 32-битный процессор, прошивка, вероятно, не реализует специфических алгоритмов для компенсации присущих механике дефектов, считая её абсолютно упругой и функционирующей без люфтов. Вероятно, разработчики не стали заморачиваться, резонно заметив, что рынок настольных граверов пока ещё достаточно узок.

В целом, учитывая площадь печати 400*400мм, и способность работы автономно, устройство может подойти как для использования по прямому назначению — гравировки и резки фанеры и прочих листовых материалов, так и для изготовления печатных плат, включая мелкую серию.