Nach dem sich an der Höheneinstellung unseres Druckbettes ein Spindelantrieb gelöst hatte, haben wir heute die Reparatur vorgenommen und dabei die gesamte Antriebsmimik inspiziert.
Als die Bodenbleche entfernt und die Umlenkrollen gelöst waren lag der Antrieb vor unseren Augen.
Letztendlich hatten sich nur die Madenschrauben gelöst. Bei Prüfung der weiteren Spindeln hatte sich herausgestellt, dass dort auch nur noch recht lose Verbindungen ihren Dienst taten. Es wurden alle Madenschrauben auf Funktion geprüft bzw. wieder in Funktion gebracht.
Bei der weiteren Inspektion sind auch die Spannrollen geprüft worden. Hier ist es so, dass sich mindestens von einer Spannrolle ein Kugellager nur noch erschwert dreht. Dieses Kugellager schien auch ein wenig (durch unsanfte Behandlung?) malträtiert. In Folge der erschwerten Gangbarkeit dreht sich hin und wieder die Achse mit. Manchmal mitgedreht hat sich auch die Achse der zweiten Spannrolle.
Auffällig war zudem (besonders in der linken Halterung), dass offensichtlich durch die Drehbewegungen der Spannrollenachse oben in den Aussparungen der Halterungen leichter Abrieb festzustellen ist. Hier wäre eine fixierte Achse mit eckigen Enden bestimmt die bessere Lösung. Erst auf dem Bild m.E. erkennbar ist auch, dass die linke Halterung verbogen erscheint.
Alles in Allem sollten wir hier nochmals kritisch drauf schauen.
Nach dem der Spannriemen wieder gespannt war wurde die Höheneinstellung der Druckplatte justiert. Hier haben wir versucht an der doch sehr instabilen Gesamtkonstruktion bei einer Toleranz innerhalb von weniger als einem Millimeter zu bleiben. Abschließend wurden noch die Linsen gereinigt.
Ein erstes Laserergebnis (mit 3 mm MDF/HDF) hat zumindest bekannte Einstellungen bestätigt.
Ich hatte gestern und heute jeweils zweimal den „Water Sensor Error“. Das erste Mal trat er mitten im Durchgang auf, das zweite Mal bereits beim Start. Der Wasserfluss aus der Gartenpumpe war in Ordnung, jedoch erschien mir der Rücklauf ins Becken etwas schwach. Ich habe den Sensor ausgebaut und von beiden Seiten durchgespült. Danach funktionierte alles wieder, allerdings nur beim anschließenden Testlauf. Die Wasserdurchflusssensoren geben erfahrungsgemäß nach einigen Jahren langsam den Geist auf. Das gesendete Signal an den Controller wird schwächer, wodurch es zur Abschaltung kommt bzw. der Job nicht gestartet wird. Das hatte ich auch schon bei meinem Laser.
Bei der Fehlersuche ist mir außerdem aufgefallen, dass die Wassertemperatur bei 27,3 °C lag – also leicht über der empfohlenen Maximaltemperatur für Röhren.
Da der Sensor wiederholt gestreikt hat, würde ich kurzfristig einen Austausch anstoßen. Da diese Sensoren bei AliExpress für unter 10 € angeboten (10mm Version nötig) werden, hält sich der Aufwand meiner Meinung nach auch im Rahmen.
Eingebaut, getestet und für gut befunden. Fließrichtung beachtet und beide Kabel ordentlich angeschlossen. Die Jobs starten problemlos, beim Zusammendrücken des Zulaufes stopt der Laser direkt. Alles prima, der Sensor ist top.
Bett wieder eingebaut und fest it der Aufhängung verschraubt
Nachdem wir beim letzen demontieren des Betts festgestellt haben, dass die Trapezmuttern beachtliches Spiel im rechten Winkel zur Spindel selber haben, dies aber scheinbar verlgeichbar bei allen 4 Muttern ist beschlossen, diese vorerst so zu belassen.
Das Bett einzubauen ging soweit Problemlos von statten, nur dass wir etwas irritiert waren, dass vorne Rechts eine andere Schraube als an den 3 anderen Ecken verbaut ist, was einen anderen Imbus erfordert, wir haben hier am Rahmen selber eine Notiz dazu hinterlassen für zukünftige arbeiten.
vertikales Spiel in den Z-Achsen Spindeln mit einer Unterlegscheibe minimiert
Beim einbau des Betts ist uns aufgefallen, dass die Trapezspindeln vertikal Spiel haben, was beim Einstellen des Betts dazu führen kann, dass sich eine Spindel „hoch zieht“ und somit ein einstellen verfälscht. Um dieses Spiel zu minimieren haben wir eine Unterlegscheibe zwischen Trazepspindel und oberer Halterung hinzugefügt, dies hat das Spiel von ~1mm auf nahezu 0 reduziert.
Bett mit einer Messuhr auf ± 0.01mm vertikal zur Linse ausgerichtet
Wir haben an dem Laserkopf eine Messuhr mit doppelseitigen Klebeband befestigt und haben wiederholt 4 Ecken (50,0 / 50,470 / 820,470 / 820/0) angefahren und auf einem kleinen Stück HDF gemessen.
An einer beliebigen Ecke haben wir „genullt“ indem wir die an der Stelle ein ~10x10cm Plättchen MDF untergelegt haben und die Z-Achse über die elektrische Höhenverstellung so eingestellt haben, dass wir die Messuhr ca. 1mm hoch gedrückt haben, wichtig dabei ist, dass man unten schaut, dass in der Z-Position die Madenschrauben aller Trapezspindeln erreichbar sind, weil die elektrische Höhenverstellung wärend des Einstellens nicht verändert werden darf.
Danach haben wir die nächsten Ecken auf ± 0.01mm ausgerichtet indem wir die Madenschrauben der Z-Spindel in der Ecke gelöst, die Trapezspindel vorsichtig gedreht haben um die Ecke auszurichten und danach die Madenschrauben wieder fixiert haben. Da wir nicht direkt über den Z-Spindeln messen können muss dieser Vorgang so oft wiederholt werden (2-4 mal sollte reichen) um insgesamt die toleranz von max. ±0.01mm an den Ecken zu erreichen.
Anmerkung: Das Wabenbett selbst weißt jedoch in sich eine Toleranz von Schätzungsweise ±1mm, die wir beim bewegen zu den anderen Ecken feststellen konnten.
Ich habe ein paar „krassere“ stellen mit einem Stück MDF und vorsichtigen Schlägen des Gummihammers wieder etwas ausgeglichen, die „krasseren“ erhabenen stellen kann man ganz gut mit der Handfläche spüren indem man über die Wabenplatte mit der Hand drüber streicht. Vor allem hinten Links ist eine stärkere Macke in der Wabenstruktur.
Vortest nach dem Ausrichten/Stabilisieren des Betts
Nach dem Betteinbau haben wir dann einen „Vortest“ gemacht um zu schauen, ob die Ausrichtung schon die Ungleichmäßigkeit der Laserleistung beheben konnte indem wir 5 Tests an den Ecken + Mitte durchgeführt haben.
Der Testschnitt ist jeweils ein Kreis mit 20 kleineren Kreisen, die von 10mm/s bis 110mm/s in 5mm/s Schritten schneller werden. (3 Durchgänge)
Ziel dieses Tests ist festzustellen, ob die Schnittleistung an verschiedenen Stellen gleich ist oder sich unterscheidet.
Der Vortest war ziemlich gravierend, die obere Ecke hat schon bei 110mm/s alles durch geschnitten, während unten Links kaum gerade so 10mm/s geschafft hat, d.h. wir haben hier über das Bett verteilt teilweise Leistungsunterschiede von ~90%…
Ausrichten des Lasers nach der reverse alignment Methode mit einem Laserpointer im Laserkopf
Endlich bei dem Angekommen, was ich eigentlich vor hatte mit dem Laser, bevor wir in diverse Kaninchenbauten abgetaucht sind…
Zum Verständnis, bei der reverse alignment Methode ist der Gedanke, dass man die Linse im Kopf durch einen Laserpointer ersetzt, der dann Rückwärts über die Spiegel bis zur Röhre zurück geht und das Ausrichten erleichtern soll.
Wir haben also den Laserpointer eingebaut und angefangen den „dritten“ (übliche Bezeichnung für den Spiegel am Kopf, da es der 3. ausgehend von der CO2 Röhre ist) Spiegel am Kopf des Lasers auszurichten. Dafür haben wir den Kopf immer wieder von Links nach Rechts bewegt, beobachtet wie die Position des Laserpointers an der Linken (nah/close) und der Rechten (fern/distant) sich verändert.
Danach haben wir mit den Stellschrauben am Laser versucht den Punkt so einzustellen, dass er sich zwischen den beiden X Positionen des Kopfes nicht mehr verändert, hierfür ist die ACD Methode hilfreich zu verstehen: https://www.youtube.com/watch?v=7GAL4EGpmWE
Nach einigen hin und her probieren haben wir es halbwegs hin bekommen, jedoch festgestellt folgendes festgestellt:
wir bekommen den Punkt zwar horizontal Mittig ausgerichtet aber nicht vertikal mittig, selbst wenn der Spiegel quasi schon auf liegt, d.h. theoretisch müssten wir den Laserkopf selbst vertikal anheben, was die aktuelle Befestigung jedoch nicht vorsieht, ggf. müssten wir hier mit Unterlegscheiben oder einem anderen Distanzstück arbeiten. Auch der 2. Spiegel der Links fest an der X Achse verbaut ist lässt sich zwar in X und Y verstellen, nicht jedoch in der Z Achse.
das „wackeln“ beim des Punktes beim bewegen der X Achse konnten wir höchstwahrscheinlich auf die Linearschiene zurück verfolgen, scheinbar ist diese nicht sauber gerade verbaut, sondern hat einen leichten Bogen in der Mitte, dies könnten wir in der Zukunft noch durch lösen der Schrauben und erneutes fest Schrauben mit einer Ausrichthilfe korrigieren.
Nach dem 3. Spiegel haben wir uns dann an den 2. Spiegel Links an der X-Achse gemacht und diesen so gut wie möglich nach hinten zum 1. Spiegel ausgerichtet und Anschließend den 1. Spiegel Mittig auf die Laseröffnung.
Soweit so gut und die Theorie, bei der ersten Testpulsfeuerung hat die Laserröhre dann jedoch nicht mal den 2. Spiegel getroffen. Also mussten wir wahrscheinlich noch die Röhre ausrichten, in der Richtung, in der wir sie hätten ausrichten müssen war sie jedoch mit Schrauben ohne Verstellmöglichkeit/Schlitz verbaut, so dass wir an der Stelle stattdessen versucht haben den 1. Spiegel nun so einzustellen, dass die Röhre den 2. Spiegel mittig trifft.
Dies haben wir auch soweit hin bekommen und dann bis zum Laserkopf soweit getestet, dass der Laserstrahl bis dort ankommt.
Da uns an diesem Tag dann auch langsam die Zeit weg lief haben wir das ganze „abgeschlossen“ um einen Nachtest durchzufürhren.
Das Ergebnis war ehrlich gesagt erstmal etwas frustrierend, wir haben immer noch massiv unterschiedliche Leistung an verschiedenen stellen, jetzt gerade sogar etwas „schlechter“ als vor der Spiegel Justierung.
Fazit und weiteres Vorgehen
Positiv ist denke ich erstmal, dass wir das Bett empirisch mit der Messuhr ausrichten konnten und das Spiel in der Z-Achse erkannt und minimiert haben.
Vor und Nachtest sind alles andere als Schön und „beweisen“, dass wir hier definitiv nach wie vor ein Problem mit der korrekten/exakten Ausrichtung der Optischen Komponenten haben.
Ich habe gestern nach dem ganzen auch nochmal weiter geschaut und recherchiert, dieses Video war dabei das „beste“ was ich für die vollständige Ausrichtung von der Röhre bis hin zur Linse gefunden habe und als Grundlage für die nächste Kalibrierung nutzen werde:
Um diese Anleitung durchführen zu können habe ich gestern schon eine andere Aufhängung für die CO2 Röhre gedruckt, die eine Ausrichtung in der Röhre ermöglicht, was unsere aktuelle Aufhängung nur sehr begrenzt und fummelig erlaubt. (Die Aufhängung ist eine einfache „Schelle“ um die Röhre mit Gummistücken als Isolierung).
zusätzlich würde ich schauen, dass ich die Höhre des 2. oder 3. Spiegel s mit unterlegscheiben oder ähnlichen MItteln so anpasse/anhebe, damit der Strahl wirklich mittig verläuft.
