Si estás buscando ampliar tus capacidades para trabajar con materiales y crear piezas impresas en 3D más complejas, el corte y grabado láser es una opción que no puedes dejar de considerar.
Con esta tecnología puedes ampliar el rango de materiales con los que trabajas más allá del plástico y sin la necesidad de tener mucha experiencia previa en el área.
Lo mejor de todo es que, al adaptar esta tecnología a una impresora 3D, puedes aprovechar el sistema de movimiento de esta para realizar cortes y grabados precisos y de alta calidad.
Los módulos de diodos láser, además, son extremadamente compactos y pueden ser tan pequeños como los hotend, lo que hace que la transformación de una impresora 3D en una cortadora y grabadora láser sea una opción muy práctica y asequible.
En este artículo vamos a profundizar en la tecnología láser y las precauciones de seguridad necesarias para su uso, así como proporcionarte una guía detallada sobre cómo convertir tu impresora 3D en una cortadora y grabadora láser.
Concepto básico del cortador láser
Esta técnica consiste en utilizar un rayo láser para vaporizar selectivamente el material a lo largo de una trayectoria determinada, eliminando material en el caso del corte y marcando la superficie en el caso del grabado.
Hay dos tecnologías láser principales para la fabricación de escritorio: CO2 y diodo.
Los láseres de CO2 son muy potentes y pueden cortar la mayoría de los materiales, incluidos algunos metales, siendo ampliamente utilizados en aplicaciones industriales.
Sin embargo, las máquinas láser de CO2 pueden resultar costosas y voluminosas, ya que requieren de tubos de CO2, espejos y lentes frágiles.
En contraste, los láseres de diodo son ligeros y relativamente económicos, con la mayoría de ellos compuestos por un solo módulo pequeño.
Aunque los láseres de diodo son menos potentes que los de CO2, son ideales para grabar y cortar láminas delgadas de balsa y madera contrachapada.
Un láser de CO2 puede generar hasta 400 W de potencia, mientras que los láseres de diodo pueden generar hasta 10 W como máximo.
Requisitos de Seguridad
Si estás buscando una forma segura de utilizar una máquina láser en el hogar, debes seguir una serie de prácticas de seguridad importantes.
En primer lugar, es importante destacar que las máquinas láser son seguras para uso doméstico siempre y cuando se cumplan todos los requisitos de seguridad y se operen correctamente.
Si estás pensando en convertir tu impresora 3D en un cortador/grabador láser, debes tener en cuenta que existen ciertos riesgos asociados a esta práctica.
Uno de los principales riesgos es el peligro de incendio. Para evitar esto, es fundamental no dejar nunca la máquina desatendida durante un trabajo de corte/grabado y mantener siempre el área de trabajo libre de escombros y materiales inflamables.
También es recomendable tener un extintor de incendios cerca en todo momento.
Otro riesgo importante es la liberación de humos tóxicos y vapores durante el proceso de corte/grabado.
Para evitar este problema, es necesario operar la máquina en una habitación bien ventilada y con un sistema de escape adecuado.
Además, es fundamental contar con un gabinete que evite la exposición a estos vapores.
Debes asegurarte de trabajar con materiales seguros y siempre tener en cuenta los peligros asociados con la exposición a los humos.
Por último, pero no menos importante, debes proteger tus ojos de la exposición al rayo láser.
Los láseres de clase 4 pueden causar lesiones oculares graves, por lo que es obligatorio utilizar gafas de protección adecuadas en todo momento.
Es importante saber qué tipo de gafas son necesarias para la longitud de onda específica del láser que estás utilizando y obtener un par de alta calidad para garantizar una protección adecuada.
Otras prácticas de seguridad importantes incluyen mantener a los niños y las mascotas alejados de la máquina durante la operación, garantizar que el mantenimiento esté siempre actualizado y utilizar una superficie de trabajo adecuada para la máquina láser
¿Es adecuado para ti?
Si estás considerando la conversión de una impresora 3D en una máquina láser, hay algunas consideraciones importantes que debes tener en cuenta para asegurarte de que estás tomando la mejor decisión para tus necesidades.
Aunque los tamaños de los tubos y el sistema de espejos en una máquina láser de CO2 pueden parecer complicados, la conversión en sí misma no tiene por qué ser intimidante.
Sin embargo, antes de dar el siguiente paso, es fundamental que consideres los requisitos de seguridad necesarios para evitar cualquier riesgo o peligro.
Para una conversión de bajo riesgo, te recomendamos optar por los láseres de diodo en lugar de los láseres de CO2.
Estos láseres son más fáciles de instalar y requieren menos mantenimiento, lo que los hace ideales para una configuración de bricolaje.
Sin embargo, ten en cuenta que los láseres de diodo tienen sus limitaciones. Solo pueden cortar algunos materiales, como papel, cartón, madera contrachapada y balsa con un grosor de 3 a 5mm.
Además, debido a la longitud de onda del láser, no podrás cortar o grabar materiales transparentes como el acrílico.
Cómo se hace
El proceso de conversión de una impresora 3D a una máquina láser varía, pero generalmente cubre los mismos pasos.
En primer lugar, debemos elegir el módulo láser que mejor cumpla con nuestros requisitos (funcionalidad y precio, por ejemplo).
Luego, tenemos que descubrir cómo adaptarlo a la interfaz electrónica y física de la impresora.
El módulo láser
La tecnología de láseres de estado sólido es relativamente nueva en el mercado, pero ha tenido una rápida adopción debido a la creciente demanda de módulos láser de diodo.
Es importante tener en cuenta que la potencia del láser es un factor clave en su desempeño, y generalmente oscila entre 1 y 10 vatios.
Aunque existen láseres de marca blanca que afirman tener una potencia de salida óptica de hasta 30 o 40 vatios, es importante verificar cuidadosamente su verdadera capacidad.
La potencia del láser es crucial para determinar los materiales que se pueden grabar y cortar, como la madera, y su grosor.
Los fabricantes de láser proporcionan una lista de materiales compatibles, por lo que es recomendable verificar esta información antes de realizar cualquier compra.
Aunque la distancia focal ajustable se anuncia a menudo como una característica clave, no es esencial para su funcionamiento, ya que el eje Z de la impresora 3D puede ajustar la altura del módulo para adaptarse a una distancia fija.
Por último, la asistencia de aire es una característica muy útil, ya que dirige una corriente de aire directamente sobre la superficie de trabajo para eliminar las partículas que puedan interferir con el láser.
Algunos láseres incluyen esta función integrada, lo que garantiza cortes más limpios y precisos.
Compatibilidad y Cableado
La gran mayoría de los módulos láser se pueden conectar directamente a la placa base de tu impresora 3D.
Para controlar la velocidad del ventilador de refrigeración de tus piezas, es necesario que cuentes con una salida de potencia variable.
En este caso, es este puerto el que puede alimentar y controlar el láser.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que algunos tipos de láseres requieren una entrada de alimentación dedicada de 12 V.
Para lograrlo, es necesario contar con una placa base separada que puede ser alimentada desde la unidad PSU de la impresora o una fuente de alimentación externa.
Para completar esta configuración, debes conectar la placa a la impresora a través del puerto del ventilador.
Es fundamental que revises la documentación del fabricante del láser para obtener las instrucciones de cableado adecuadas y poder hacer la instalación correctamente.
Instalación
La instalación y montaje del módulo láser representa un paso crucial en el proceso de conversión.
Si bien los láseres a menudo vienen con soportes personalizados, es probable que requieras algún tipo de adaptación para asegurar una instalación óptima.
Por fortuna, cuentas con una impresora 3D, lo que significa que tienes un amplio abanico de opciones disponibles.
Por ejemplo, es posible que encuentres diseños de soportes compatibles con tu módulo y tu impresora 3D en repositorios de archivos 3D como Thingiverse.
Si no encuentras diseños adecuados, tal vez debas probar algún software de modelado 3D como Tinkercad para crear tus propios diseños.
Recuerda que el modelo no necesita ser complejo, simplemente debe servir como interfaz entre los orificios y los tornillos que sujetarán el extremo caliente.
Una vez conectado el módulo láser a tu impresora 3D, estarás listo para comenzar.
No obstante, debes tener en cuenta la posibilidad de actualizar el firmware de tu impresora 3D para comenzar a grabar o cortar con tu nuevo módulo láser.
¿Qué hacer a continuación?
Un cortador y grabador láser es una herramienta imprescindible para cualquier aficionado al bricolaje y las manualidades en casa.
Si deseas llevar tus habilidades de fabricación a un nivel superior, es justo lo que necesitas.
Esta máquina te permite trabajar con una amplia variedad de materiales, más allá de los filamentos de plástico extruido, y lograr resultados sorprendentes.
Si estás comprometido a explorar esta opción, hay una amplia gama de productos disponibles tanto de fabricantes de impresoras como de terceros.
Por ejemplo, Creality ofrece kits láser especiales que te permiten agregar módulos láser a las impresoras Ender 3 (V2/Pro/Max) y Ender 5, así como a la 3 S1 (Pro), sin necesidad de reemplazar nada.
