Erfahrungsbericht semiprofessioneller Lasercutter aus China

Einen Lasercutter, der dem K40 aus China sehr ähnlich ist, hatte ich bereits erprobt und war nicht zufrieden: Für 350 Euro, die der K40 in etwa derzeit kostet, ergattert man nur eine Minimalausstattung mit 40 W-Laserleistung, 30 cm × 20 cm Arbeitsfläche und manueller Leistungskontrolle. Mein Modell bot sogar schon eine einfache Höhenverstellung, die in der Regel fehlt.

Eindrucksvolle technische Daten

Für etwas über 1000 Euro bekommen Sie eine große Laser engraving machine, die kaum noch Wünsche offen lässt und sich für den semiprofessionellen Einsatz eignet: mitgelieferte Rotationseinheit, elektrische Höhenverstellung, Positionierungslaser, AirAssist, PWM-Steuerung, größerer Arbeitsbereich und etwas mehr Leistung. Vielleicht die richtige Wahl, nach dem ich den Versa VLS 2.30 vor einiger Zeit verkauft habe?

Obwohl man natürlich gleich vorweg einwenden muss, dass das Modell in der EU streng genommen nicht (gewerblich) eingesetzt werden darf und keine Zulassung besitzt. Auch hierbei handelt sich somit nur um ein Gerät für ambitionierte und in gewissem Grad abenteuerlustige Anwender.

Das Gerät spielt mit einem 50 W-Laser und Abmessungen von ca. 1020 mm × 650 mm × 630 mm schon in der oberen Liga und bietet eine Arbeitsfläche von 500 mm × 300 mm. Da sich sämtliche Frontklappen mit einem Handgriff entfernen lassen, sind auch größere Platten, die dann vorne herausragen, kein Problem – aber Vorsicht: der Laserstrahl kann dann entweichen. Das Gerät entspricht der Lasersicherheitsklasse 4: Also unbedingt eine geeignete Schutzbrille tragen!

Eine im hinteren Teil quer montierte, wassergekühlte CO₂-Röhre mit 50 W verrichtet die Arbeit. Es gibt auch Maschinen mit stärkeren Laserröhren (60–130 W), die dann teilweise am rechten Rand herausragen und von einem Erker-ähnlichen Gehäusesegment geschützt werden. Mehr Leistung als 50 W ist aber nur sinnvoll, wenn Materialien mit mehr als ca. 4 mm geschnitten werden sollen und die Maschine täglich im Einsatz ist, so dass die eingesparte Arbeitszeit (aufgrund der möglichen höheren Verfahrgeschwindigkeit) ausschlaggebend ist.

Mit den Bedienelementen und dem großen Display des Controller RDC6442S lassen sich Jobs verwalten und Einstellungen direkt am Gerät vornehmen.

Der xy-Koordinatentisch ist aus stabilen Profilen mit Gleitschienen statt Rundstäben aufgebaut, auf denen die Austrittsoptik von zwei Schrittmotoren mit Riemenantrieb bewegt wird. An der Optik befinden sich ein Laserpointer zur Positionserkennung und eine Luftdüse für den Air-Assist, der Rauch vom Arbeitspunkt wegbläst. Energieführungsketten sorgen für Ordnung an den Achsen und reduzieren Kabelbrüche. Zur Erkennung der Nullposition gibt es zwei kontaktlose Schalter, so dass die Mechanik nicht brachial gegen den Endanschlag gefahren wird.

Sehr praktisch ist der um etwa 20 cm elektrisch höhenverstellbare Arbeitstisch, damit der Fokus bequem eingestellt werden kann. Zum mitgelieferten Zubehör gehört unter anderem eine einfache Tauchpumpe für die Wasserkühlung, eine Kolbenpumpe für den Air-Assist, ein etwa 150 cm langer Abluftschlauch für den in die Maschine integrierten Lüfter, weitere Montageteile und eine CD mit einer Raubkopie von Corel Draw.

Besonderen Wert bei der Kaufentscheidung wurde auf den Controller für den Laser und die Schrittmotoren gelegt. Einfache Controller sind fehleranfällig bei der Ausführung der Jobs und bieten oft nur einen Anschluss zum PC. Viele Anwender nutzen gerne die (kostenpflichtige) Software LightBurn, so dass der Controller hierzu kompatibel sein sollte und nicht nur mit der proprietären Software des Herstellers funktioniert. LigtBurn gibt es auch für Windows und Linux und bietet mehr Funktionen, als das mitgelieferte RDWorks, welches aber alle Mindestanforderungen erfüllt. Das verbaute Modell RDC6442S-B von RuiDa Technology bietet ein grafisches Display zur Steuerung und Konfiguration der Maschine . Über dieses ist die Verwaltung von Aufträgen möglich, die auf der Maschine oder einem USB-Stick gespeichert wurden. Zudem zeigt es den Fortschritt des aktuellen Jobs. Der Controller unterstützt die Ansteuerung des Lasers mit PWM, so dass in der Grafikvorlage durch verschiedene Farben festgelegt werden kann, mit welchen Parametern gearbeitet wird, wodurch der Arbeitsaufwand sinkt und die Wiederholgenauigkeit steigt, wie Ihnen das folgende Anwendungsbeispiel noch zeigen wird. Bei PWM-tauglichen Controllern erfolgt die Regelung durch die Software anhand der von Ihnen gewählten Einstellungen. Bei Maschinen wie dem K40 ohne PWM-Steuerung müssen Sie die Leistung des Lasers ansonsten manuell mit Hilfe einer analogen oder digitalen Anzeige passend zum bearbeiteten Material und der Arbeitsgeschwindigkeit am Gerät einstellen.

Die Elektroinstallation wirkt erstaunlich ordentlich für ein chinesisches Produkt. Die (fürs Foto geöffnete) Abdeckung oben rechts wird für längere Laserröhren benötigt. Im oberen Bereich sind die zwei Treiber für die Schrittmotoren mit den Dipschaltern. Ob es sinnvoll ist, die blaue Schutzfolie vom Netzteil abzuknibbeln sei dahingestellt.

Überraschend beim Auspacken der Maschine war, dass kein Wabengitter für den Arbeitstisch mitgeliefert wurde. Material sollte beim Schneiden nie direkt auf dem Arbeitstisch liegen, da es sonst zu Aufschmelzungen an Schnittkanten kommt. Dafür lag allerdings eine große und stabil gebaute Rotationseinheit im Wert von etwa 70 Euro bei, mit der sich zylindrische Objekte bearbeiten lassen, in dem die Steuerung der y-Achse an die Einheit angeschlossen wird – so viel zu den Artikelbeschreibungen auf ebay…

Augen auf beim Kauf

Das abgebildete Modell besitzt keinerlei Modellnummer, so dass Sie sich bei den Online-Händlern anhand der Fotos und technischen Daten orientieren müssen – wobei beides vor allem bei chinesischen Anbietern oft untereinander kopiert wird und selten vollständig ist oder stimmt. Legen Sie besonderes Augenmerk auf das abgebildete Bedienfeld: Es gibt ähnlich aussehende (mehr Tasten, andere Anordnung), die dann aber einen anderen Controller nutzen. Die Farbe der Gehäusebleche kann bei einigen Anbietern je nach Geschmack gewählt werden und spielt keine Rolle.

Trotz der Behauptung aller Anbieter und der zahlreichen Aufkleber, besitzt das Gerät keine CE-Kennzeichnung und kann aus vielen Gründen niemals eine bekommen. Folglich werden Sie ihn kaum durch den Zoll bekommen, wenn der Lasercutter aus einem Drittland geliefert wird. Achten Sie also darauf, dass der Artikelstandort in Deutschland oder einem EU-Land liegt (oft ist es Buchholz bei Hamburg oder Tschechien und vermeiden Sie aufgrund des Brexit Großbritannien).

Die Maschine kommt gut verpackt in einer Sperrholzkiste mit Palettenunterbau und wird von einer Spedition geliefert. Als Privatkäufer haben Sie theoretisch Anspruch auf Lieferung bis hinter die Wohnungstür, wenn (und das ist nie der Fall) der Anbieter nichts anderes rechtskräftig angibt. Allerdings kümmert das weder den Verkäufer in China noch den Speditionsfahrer: Er wird die (mit einem Gewicht von 100 kg deklarierte) Kiste einfach an der Bordsteinkante abkippen und sich den Empfang quittieren lassen – Diskussion nutzlos. Zwei kräftige Träger sollten also bereitstehen, um Ihre Neuerwerbung anschließend zum Bestimmungsort zu tragen – von einem Transport mit Sackkarre ist abzuraten.

Aufbauen der Maschine

Blick in den geöffneten Lasercutter bei abgenommenen Blenden. Eine selbstgebaute Unterkonstruktion bietet Platz für Material und die Pumpen.

Die Wartezeit bis zur Lieferung können Sie vertreiben, indem Sie einen geeigneten Unterbau in der Größe von ungefähr 1100 mm × 700 mm × 600 mm (BTH, Höhe inklusive stabiler, weicher Rollen) bauen. OSB- oder Siebdruckplatten mit etwa 20 mm Stärke sind optimal (benutzen Sie kein Preßspan). In die Rückwand sägen Sie ein paar Löcher für Stromkabel und die Schläuche und ein paar Fächer nehmen später das Material auf.

Die stets mitgelieferten grottenschlechten Kolben-Luftpumpen sind laut und vibrieren stark. Es lohnt sich, für etwa 80 Euro eine hochwertige Membranpumpe wie die AuquaForte/Hailea V-60 anzuschaffen, die fast lautlos arbeitet.

Damit der Laserstrahl nicht auf der Oberfläche des Arbeitstisches reflektiert wird, benötigen Sie ein Wabengitter (honeycromb). Die Preise bei deutschen Anbietern sind unverschämt hoch, so dass sich eine Bestellung bei Aliexpress mit Lieferung aus China lohnt, was allerdings etwas Zeit kostet. Erstaunlicherweise gibt es keine passenden Größen, denn die Modelle mit 330 mm × 530 mm sind unpassend, weil davon der Rahmen mit ca. 40 mm abzurechnen ist. Wie sich aber zeigte, offerieren fast alle Anbieter eine individuelle Maßanfertigung auf Anfrage, die nicht teurer ist. Ein extra angefertigtes Wabengitter in der Größe 550 mm × 350 mm (mit Rahmen) kostet inklusive Versand um die 45 Euro.

Der Aufbau des Lasercutters ist einfach, da er komplett vormontiert ist. Für die Wasserkühlung benötigen Sie ein (geschlossenes) Gefäß mit etwa 5–10 l destilliertem Wasser, dem Sie ein Anti-Algenmittel aus dem Teichbedarf beigeben. Sie können auch einen kleinen Schluck Chlor zufügen. Die Tauchpumpe wird ebenso wie die Luftpumpe hinten über die beigefügten Schläuche angeschlossen. Wenn Sie die Stromstecker in die (unsicheren) US-Steckdosen an der Maschine einstecken, können Sie die Geräte über die Schalter am Lasercutter schalten. Das zusätzliche Erdungskabel ist nicht unbedingt erforderlich, da die Kaltgerätebuchse einen Schutzkontakt besitzt, aber im gewerblichen Einsatz vorgeschrieben. Lassen Sie beide Pumpen laufen, um die Kreisläufe auf Dichtheit zu prüfen und damit sich die Kühlschlangen in der Laserröhre füllen. Eine Gummimatte, wie sie auch als Unterlage für Waschmaschinen im Baumarkt erhältlich ist, dämmt die Vibrationen und Geräusche weiter, so dass die Anlage durchaus auch in der Wohnung betrieben werden kann.

Der mechanische Aufbau erweckt einen hochwertigen Eindruck. Reinigen Sie die drei Spiegel der Laserstrahlumlenkung vor dem ersten Einschalten

Es ist wahrscheinlich, dass der Arbeitstisch nicht exakt parallel zur xy-Achse des Laseraustritts ausgerichtet ist. Verschieben Sie bei ausgeschalteter Maschine die Optik an den Achsen in die vier Ecken und messen Sie den Abstand zwischen Tischoberfläche und unterem Lichtaustritt. Gibt es Abweichungen, lockern Sie im unteren Gehäusebereich den Riemenspanner für die Höhenverstellung und drehen Sie die einzelnen Gewindestäbe, bis alle Abstände gleich sind. Spannen Sie den Riemen wieder – ohne dabei die Gewindestangen zu verdrehen. Alternativ können Sie auch die Madenschrauben der Rollen an den Gewindestangen lösen, das Niveau korrigieren und dann die Schrauben wieder festziehen. Die Schutzfolie vom Arbeitstisch geht nur mühsam ab – mit dem Haarfön aufgewärmt, geht es etwas leichter.

Gefährliche Sicherheitsmängel

Der Lasercutter hat zwei gravierende Sicherheitsmängel, die Sie beheben sollten. Der erste wurde nur entdeckt, weil ich neugierig auf das Leuchtmittel der Innenraumbeleuchtung war: Am eigenen Leibe dürfte ich schmerzhaft erfahren, dass am linken Ende die Netzspannung offen an Steckkontakten anliegt. Ziehen Sie deshalb den Netzstecker ab und hebeln Sie die Beleuchtung aus den Halteclips. Die Kontakte können Sie mit Silkonkleber (der mitgelieferte zur Abdichtung der Schlauchverbindungen ist optimal) oder Schrumpfschlauch isolieren.

Das offene Ende der LED-Leiste muss unbedingt gegen Berührung isoliert werden, weil hier 230 V anliegen.

Auch die Kabeldurchführung des Netzkabels zur Leuchte ist unprofessionell, da das Loch scharfkantig ist und so das Kabel mit der Zeit durchgescheuert werden kann. Hier hilft ein Klecks Silkonkleber ins Bohrloch.

Der Controller unterstützt verschiedene Überwachungsfunktionen. So befindet sich beispielsweise ein Durchfluss-Sensor im Wasserkreislauf. Tritt ein Leck auf oder ist ein Schlauch abgeklemmt, wird ein Alarm ausgelöst und der Laser ausgeschaltet. Es fehlt allerdings ein Deckelschalter, der beim Öffnen den Laser abschaltet. Die zugehörige Kontrollfunktion ist im Controller vorhanden aber deaktiviert. Der Schalter ist zwar vorgeschrieben aber eine unmittelbare Gefahr geht vom Fehlen nicht aus - dennoch kann es nichts Schaden, ihn nachzurüsten.

Sie können einen einfachen Schnappschalter mit Hebel verbauen oder etwas eleganter einen nur wenig teureren induktiven Näherungsschalter benutzen, wie er auch für die Erkennung der Nullpositionen verbaut wurde. Ein PL-05N NPN-Typ ist geeignet und lässt sich mit zwei Schrauben innen am Gehäuse befestigen, so dass er geschlossen ist (die rote LED im Sensor leuchtet), wenn der Deckel geschlossen ist. Sobald der Deckel angehoben wird, soll der Kontakt unterbrochen werden. Das dreiadrige Kabel wird an den Steckerblock CN2 des Controllers angeklemmt.

Ein Deckelschalter sollte nachgerüstet werden: Beispielsweise ein induktiver Näherungssensor.

Der Deckelschalter wird mit dem Controller verbunden: GND (Blau), DrProc (Schwarz) und +24V (Braun).

Die rot beleuchteten Netzschalter an der rechten Seite sind eher minderwertig und neigen stark zum Prellen, was durchaus die Polyfuse-Sicherungen in den Netzteilen auslösen kann. Es lohnt sich, die Schalter deshalb bei Gelegenheit gegen hochwertige (Typ DPST) beispielsweise von Marquardt auszutauschen.

Anpassungen in RDWorks

Daten können an den Lasercutter per USB-Stick oder von einem PC aus übertragen werden. Dabei können Sie zwischen USB und Ethernet als Verbindungstechnik wählen. Die IP-Adresse und Subnet-Maske können Sie über das Display am Gerät ändern. Auf dem PC installieren Sie für die ersten Schritte die Software RDWorks von Ruida (Download siehe Soft-Link) und verbinden den Lasercutter (Steckplatz „USB Interface“) per USB mit dem Computer. Die Nutzung über einen Druckertreiber von jeder beliebigen Software aus ist nicht möglich – das ist dann wohl doch nur professionellen Geräten von Markenherstellern vorbehalten.

Es reicht, wenn Sie erst einmal nur den Schalter Main an der Maschine einschalten. Die Achsen werden in die Nullposition gefahren und der Controller ist bereit. Mit den Cursor-Tasten können Sie die Achsen bewegen.

Nach dem Start der Software wählen Sie unten rechts bei Device die Einstellung USB:Auto. Der Lasercutter sollte automatisch erkannt werden. Andernfalls kontrollieren Sie die Meldungen im Gerätemanager von Windows und konsultieren Sie das Handbuch.

Passen Sie die Oberfläche von RDWorks an den Lasercutter an, in dem Sie die Menüpunkte Model/644XS und Help/Language/English aktivieren. Weitere Einstellungen zeigen Ihnen die Screenshots.

Über Config/Page Setting stellen Sie ein, wie groß die Arbeitsfläche ist: 500 und 300 mm

Bei Config/System Setting stellen Sie ein, wo sich der Ursprung befindet: Links oben bei Laser head und Axis Y Mirror sind zu aktivieren.

Damit der nachgerüstete Deckelschalter auch vom Controller unterstützt wird, müssen Sie dessen Konfiguration anpassen. Dies geht nur über die Software: Rufen Sie File/Vendor settings auf und geben Sie anschließend das Kennwort „RD8888“ ein (weitere Paßwörter sind: „CC8888“ für Einstellungen am Display und „HF8888“ für das Zurücksetzen der Werkseinstellungen). Anschließend wird der Dialog für die Einstellungen gezeigt. Klicken Sie zuerst auf Read, um die aktuellen Parameter von der Maschine abzurufen. Wechseln Sie dann in die Rubrik Other und aktivieren Sie die Option Enable protect. Mit Write schreiben Sie die Änderungen zurück auf den Controller und Sie können die Einstellungen verlassen.

Von RDWorks aus können Sie die Gerätekonfiguration ändern, um beispielsweise die Überwachung des Deckelschalters zu aktivieren oder Betriebsdaten auszulesen.

Am Kontrolldisplay drücken Sie Z/U, um das Menü zu öffnen. Mit den Cursortasten Auf und Ab blättern Sie durch die Einträge. Im Bereich Language können Sie die Sprache ändern – hier wird weiterhin Englisch benutzt. Wählen Sie den Bereich Diagnoses und drücken Sie Enter. Neben den Einträgen „Water prot1“ und „Protection 1“ wird ein rotes Quadrat angezeigt (eventuell müssen Sie den Deckel einmal etwas öffnen – wohl ein Fehler in der Controllerfirmware). Sobald Sie den Deckel öffnen, wird das Quadrat daneben grau. Schalten Sie die Wasserpumpe ein, dann wird auch dieser Alarm aufgehoben. Mit Esc gelangen Sie wieder zurück zum Hauptbildschirm. Wird während der Jobbearbeitung der Deckel geöffnet, wird der Laser ausgeschaltet und der Kopf bleibt stehen. Nach dem Schließen wird durch Drücken von Enter der Job nahtlos fortgesetzt.

Vorlagen erstellen

Als Vorlagen für den Lasercutter werden Vektorgrafiken benötigt. Linien können als Schnitte ausgeführt werden, die das Material komplett durchtrennen oder markieren eine eingeschlossene Fläche, die graviert wird, bei der nur die Oberfläche des Materials abgetragen wird. Möchten Sie Buchstaben ausschneiden, muss die Grafiksoftware den Text in Pfade konvertieren, so dass Sie die Füllung löschen können. Grundsätzlich sollten alle Objekte in Pfaden konvertiert werden, da die meisten älteren Dateiformate keine geometrischen Formen kennen, die keine grafischen Primitive wie Kreise und Linien sind. DXF (Drawing Interchange Format) bereitet beispielsweise bei Splines und Schriftarten oft Probleme.

Mit welcher Software Sie arbeiten, spielt keine Rolle. Rudimentäre Vorlagen lassen sich in RDWorks erstellen aber Inkscape, Corel Draw oder Illustrator sind geeigneter. Die Grafikdatei muss abschließend aber in RDWorks (oder LightBurn) importiert werden. Von der Software werden die Daten direkt an den Laser gesendet.

Ärgerlich ist, dass es kein Dateiformat für Vektorgrafiken gibt, das fehlerfrei und problemlos von allen Programmen unterstützt wird, obwohl Formate wie die Hewlett Packard Graphics Language (HP-GL) schon vor über 40 Jahren eingeführt wurden. RDWorks unterstützt von den bekannteren Formaten nur PLT, WMF/EMF und DXF. Am besten eignet sich noch DXF von AutoCAD. Allerdings unterscheidet sich das Format stark in den einzelnen Versionen. Beim Export oder Import können je nach Software und Dateiformatversion Elemente falsch dargestellt werden oder fehlen. Von daher ist immer ein genauer Vergleich der in RDWorks importierten Grafik mit dem Original durchzuführen – ein echtes Problem, wenn Sie die Vorlage nicht selbst erstellt haben, sondern aus einer anderen Quelle beziehen. Seit vielen Jahren erfreut sich Corel Draw großer Beliebtheit als Konvertierungstool, weil es sehr viele Formate unterstützt und die exportierten Dateien kaum Probleme bereiten.

Parameter für den Laser ermitteln

Für jedes Material (Werkstoff, Farbe und Stärke) müssen Sie experimentell ermitteln, mit welchen Parametern der Lasercutter das gewünschte Resultat liefert: Schnitt oder Gravur. Die Ausgangsleistung sollte möglichst nicht immer 100% betragen, sondern eher nur 70–80%, weil das die Lebensdauer der Röhre verlängert. Als kleinsten Wert unterstützt der Controller RDC6442S-B nur 11%. Kleinere Werte führen dazu, dass gar keine Leistung abgegeben wird. Der zweite Parameter ist die Bewegungsgeschwindigkeit. Sehr schnelle Bewegungen führen zu Ungenauigkeiten vor allem beim Gravieren.

Einige Controller bremsen die Optik abrupt ab, was zu mechanischem Verschleiß und weiteren Ungenauigkeiten führt. Der hier genutzte Controller bremst den Kopf über eine Rampenfunktion weich ab. Je schneller die Grundbewegung ist, desto länger wird die Rampe, was bedeutet, dass Sie mehr Platz zwischen dem Rand der Arbeitsfläche und den mechanischen Gerätegrenzen benötigen. Reicht der Platz nicht aus, gibt es eine Fehlermeldung im Display.

Im Internet gibt es Vorlagen, mit denen Sie übliche Parameter-Kombinationen auf einem Werkstück ausprobieren können, um sich dann für die optimalen Werte zu entscheiden.

Weil der Controller die Leistung des Lasers steuern kann, ist es möglich, in einer einzelnen Datei und mit nur einem Auftrag verschiedene Parameter anzuwenden. Dazu werden unterschiedliche Farben für die Linien oder Rasterbilder benutzt. Für jede (beliebige) Farbe kann dann in RDWorks die Leistung und die Geschwindigkeit eingestellt werden.

Wählen Sie in RDWorks File/Import, um die vorbereitete Grafik zu importieren. Die Grafik ist markiert (rote Linien), so dass Sie mit Draw/Arrange/Top left das Bild oben links in die Ecke (den Ursprung) verschieben. Sobald Sie außerhalb auf eine freie Fläche klicken, wird die Markierung aufgehoben und Sie sehen die Linienfarben.

Eine mehrfarbige Vorlage wurde importiert. Rechts am Fensterrand werden die Laserparameter zugewiesen.

Für jede Farbe werden Parameter vergeben, die Sie am rechten Fensterrand sehen. Mode gibt die Ausführungstechnik an: „Cut“ bedeutet Schnitt, und „Scan“ steht für Gravieren. Speed und Power (als Prozentwert) sind selbsterklärend und nur die Farben, bei denen in der Spalte „Output“ der Wert „Yes“ steht, werden tatsächlich auf dem Laser ausgeführt.

Klicken Sie doppelt auf eine der Farbflächen in der Tabelle, um die Parameter zu ändern. Im Dialogfenster Layer Parameter können Sie die Werte anpassen. Is Output, Speed, Processing Mode und Min/Max Power (nur bei Zeile 1) sind wichtig. Tragen Sie beim Schneiden und Gravieren unbedingt bei Min und Max Power den gleichen Wert ein. Bei Bildern mit Graustufen legen Sie den Bereich fest, mit dem die Leistung variiert werden soll.

Der Dialog Layer Parameter übernimmt nicht den Wert eines Feldes, in dem noch der Cursor steht, wenn Sie einfach Return drücken. Klicken Sie auf OK oder wechseln Sie mit Tab ein Feld weiter.

Das gelaserte Objekt sollte erst zum Schluss aus dem Material ausgeschnitten werden, da es beim Herausfallen meistens etwas verrutscht. Legen Sie dazu einen extra Pfad an, dessen Farbe Sie ganz nach unten in der Liste der Layer schieben. Wenn Sie wollen, können Sie den Auftrag über File/Save im RDWorks-Dateiformat speichern, um ihn später erneut zu benutzen.

Feuer frei!

Sind alle Einstellungen getroffen, kann der Job an den Lasercutter übergeben werden. Schalten Sie zuerst die Maschine komplett ein (alle vier Netzschalter an der Seite). Führen Sie den Abluftschlauch gegebenenfalls aus einem Fenster. Platzieren Sie das Material auf dem Wabengitter und bewegen Sie den Laseraustritt mit den Cursortasten am Display in die linke obere Ecke des Materials.

Der Fokus muss durch Verändern der Höhe des Arbeitstisches möglichst präzise eingestellt werden. Dazu wurde eine kleine Plastiklehre (typischerweise an einem roten Geschenkband) mitgeliefert. Halten Sie die Lehre (schmale Längsseite) zwischen die untere Austrittsöffnung des Lasers und das Material und verstellen Sie die Tischhöhe, bis die Lehre gerade noch frei beweglich ist.

Der Fokus ist mit Hilfe der Abstandslehre immer zuerst einzustellen. Deutlich zu sehen auch der Luftanschluss für den Air-Assisst (gegebenenfalls die Einstellschraube öffnen, wenn unten keine Luft austritt) und der rote Positionierungslaser.

Wenn Sie auf die Taste Pulse drücken, wird bei geschlossenem Deckel ein kurzer schwacher Laserimpuls ausgegeben, so dass Sie die Position prüfen und ggf. auch den roten Positionslaser ausrichten können.

Drücken Sie einmal auf die Taste Origin. Damit verlegen Sie den Achsenursprung an die aktuelle Position. Die Nullposition links oben in RDWorks entspricht jetzt der Position der Maschine. Sobald Sie in RDWorks unten rechts im Bereich Laser work auf die Schaltfläche Start klicken, wird der Auftrag an den Lasercutter übertragen und gestartet. Auf dem Display sehen Sie den Fortschritt.

Rotationseinheit einrichten

Dank der beiliegenden Rotationseinheit können auch zylindrische Objekte bearbeitet werden. Zuerst einmal muss ausgerechnet werden, wie viele Schritte der Motor an der Einheit ausführen muss, um die Rollen einmal um 360° zu drehen.

Die Typnummer 23HD450Y-31A1 am Motor führt leider zu keinem Datenblatt. Allerdings lässt die 23 am Anfang darauf schließen, dass es sich vermutlich um einen Motor vom Typ NEMA 23 handelt. Diese weisen einen Schrittwinkel von 1,8° auf, benötigen also 200 Schritte für 360° (360 / 1,8). Die Motortreiber im Lasercutter generieren Mikroschritte, bei denen die Achse um kleinere Winkel gedreht wird. Ein Blick ins Technikabteil auf die Dipschalter am Treiber vom Typ M542C zeigt, dass von den acht Schaltern alle bis auf Nummer 7 auf Off stehen. Im Datenblatt zum Treiber informiert eine Tabelle darüber, dass diese Einstellung zu 25 Mikroschritten führt. Somit ergibt sich, dass 5000 Mikroschritte (200 × 25) eine Umdrehung der Motorachse bewirken.

Auf die Motorachse ist ein Riemenrad mit 20 Zähnen montiert, das über einen Riemen die erste Rolle mit einem Riemenrad mit 32 Zähnen antreibt (die beiden weiteren Rollen sind 1:1 übersetzt), was ein Übersetzungsverhältnis von 1,6 (32 / 20) ergibt. Das bedeutet, dass die Software 8000 (5000 × 1,6) sogenannte Kreisimpulse (circle pulses) für eine komplette Drehung ausgeben muss. Messen Sie bei der Gelegenheit noch den Durchmesser der drei Antriebsrollen (es dürften 25 mm sein) – den Wert benötigen Sie später noch.

Übersetzung des Riemenantriebs an der Rotationseinheit, die in der hinteren Ecke am Deckelscharnier angeschlossen wird.

Um die Rotationseinheit anzuschließen, schalten Sie zuerst die Maschine aus (sehr wichtig!). In der hinteren rechten Ecke befindet sich eine Buchse in die der Anschluss des Schrittmotors für die y-Achse gesteckt ist, Drehen Sie die Überwurfmutter ab, ziehen Sie den Stecker ab und legen ihn so zur Seite, dass er nicht die Bewegung des Schlittens behindert. Legen Sie die Rotationseinheit auf den Arbeitstisch (ohne Wabengitter) – dazu müssen Sie den Tisch ein ganzes Stück absenken. Schließen Sie das Kabel des Schrittmotors der Rotationseinheit an die Buchse (führen Sie das Kabel hinter dem Schlitten der x-Achse entlang). Die Rotationseinheit muss so parallel wie möglich zur x-Achse liegen.

Sobald Sie den Hauptschalter aktivieren, versucht der Controller die Achsen in die Home-Position zu verschieben. Dabei drehen sich bereits die Rollen. Allerdings bewegt sich der Schlitten entlang der y-Achse nicht und erreicht nicht den Endschalter. Schieben Sie deshalb die x-Achse sanft nach hinten bis zum Anschlag (der Induktionsschalter leuchtet) und dann wieder ein paar Zentimeter zurück. Mit den Cursortasten Auf und Ab drehen Sie die Rollen, bis im Display bei „Y“ der Wert 0 steht. Markieren Sie mit einem Stift die Stellung einer der Rollen, um später einmalig zu prüfen, ob sie sich wirklich um 360° dreht.

In RDWorks sind ein paar Einstellungen erforderlich, damit die zuvor berechnete Schrittzahl passt und die Ausgabe nicht verzerrt wird. Ändern Sie bei Config/System Setting die Orientierung des Lasers so, wie abgebildet. Über Config/Page Setting können Sie die Arbeitsfläche an Ihr Objekt anpassen. Die Höhe errechnet sich aus dem Durchmesser multipliziert mit Pi (3,14).

Einstellungen für die Rotationseinheit. Der grüne Punkt an der auszugebenden Grafik zeigt an, welchen Punkt der Laser als Ursprung (Origin) nutzt.

Am rechten Fensterrand von RDWorks (dort wo Sie die Layer-Parameter einstellen), wechseln Sie auf die Registerkarte User. Klicken Sie auf Read, um die aktuellen Werte von der Maschine auszulesen. Speichern Sie sicherheitshalber die Werte mit Save als Backup auf Ihrem PC. Scrollen Sie ganz nach unten zum Bereich Rotating. Bei Enable Rotating stellen Sie die Einstellung auf Yes. Tragen Sie bei Circle pulse die zuvor berechnete Anzahl benötigter Mikroschritte ein (8000) und bei Diameter den Umfang der Rollen (25) – dadurch kann RDWorks die Maßhaltigkeit der Vorlage gewährleisten. Klicken Sie auf Write, um die Einstellungen auf der Maschine zu speichern. Klicken Sie danach rechts neben Test auf das (leere) Feld. Sie werden nach der Geschwindigkeit gefragt (belassen Sie es bei 50 mm/s) und anschließend drehen sich die Rollen. Prüfen Sie anhand der angebrachten Markierung, ob exakt eine ganze Umdrehung zurückgelegt wurde. Andernfalls müssen Sie die Schrittzahl und den Durchmesser überprüfen.

Auf der Registerkarte User werden die Einstellungen für die Rotationseinheit vorgenommen. Auf der Registerkarte Output gibt es die gleiche Funktion, die sich aber in der hier genutzten Softwareversion nicht aktivieren lässt.

Für konische Objekte lässt sich mit dem Lasercutter aus Graupappe schnell ein Ausgleichsstück fertigen – der Laserstrahl ist dann zwar nicht genau fokussiert aber das ist meistens kein Problem.

Jetzt ist alles vorbereitet und Sie können mit der Nutzung der Rotationseinheit beginnen. Das Werkstück wird auf zwei der Antriebsrollen gelegt (je nachdem, welcher Abstand besser passt). Achten Sie darauf, dass der Laserkopf nicht am Werkstück anschlägt, wenn er bewegt wird. Schieben Sie die x-Achse entlang der y-Achse genau über das Werkstück, so dass der Laseraustritt über der höchsten (zu bearbeitenden) Stelle steht. Mit den Cursortasten nach links und rechts können Sie die horizontale Position ändern. Vergessen Sie nicht den Fokus zwischen Werkstückoberkante und Laserkopf zu justieren. Drücken Sie die Taste Origin am Display. Nach dem Einsatz müssen Sie die Einstellungen auf der Registerkarte User und im Menü Config zurückstellen, sobald Sie wieder mit dem Flachbett arbeiten.

Fazit

Das hier ausprobierte Modell stellt für Gelegenheitsanwender eine überzeugende Alternative zum K40 dar. Anstatt Aufwand zu betreiben, um den günstigen K40 aufzurüsten, bekommen Sie mit einem Gerät fast alles, was Sie sich fürs Hobby wünschen. Gegenüber Markengeräten müssen Sie allerdings einige Sicherheitsdefizite in Kauf nehmen und etwas nachrüsten – aber das ist ja auch Teil der Freizeitbeschäftigung.