Обзор xTool D1 Pro 20W – Искусство мандалы с 20-ваттным лазерным гравером и резаком

В ходе обзора велся ежедневный журнал с фиксацией времени реализации проекта (с исключением отвлечений на сторонние задачи). Особый интерес представляют результаты тестирования мощности лазера .

Записи кратки и конкретны, подвергнуты минимальному редактированию. Цель – не отпугнуть, а проинформировать и мотивировать. Процесс освоения новых методик воспринимается как увлекательный вызов. Также составлен перечень рекомендованных дополнительных аксессуаров, существенно влияющих на бюджет – их стоимость быстро суммируется.

Имеется значительный опыт работы с различными ЧПУ-станками, поэтому уровень нельзя назвать начальным.

Перед началом потребовалась подготовка рабочего пространства. Зимние условия в офисе/мастерской создали сложности: лазер генерирует частицы, требующие удаления из помещения. Приобретен мягкий кожух с вытяжкой – его эксплуатация описана далее.

Проектом стало создание подарка для супруги. Изначальные элементы дизайна включали:

• Коробчатую конструкцию
• Индивидуальную мандалу
• Резку тонкого металла с искусственным ржавлением/состариванием
• Лазерную резку углов под 45°
• Гравировку рисунка 
• Дополнительную цель: гравировку теней
• Основной материал: фанера

Большинство этих планов не было реализовано.

Ожидаемое время настройки и завершения проекта – 3 недели. Ежедневно доступно около 3 часов после укладывания детей.

Резюме

Общее впечатление положительное. Мощный 4-диодный лазерный модуль вызывает удивление своей производительностью. Интересен процесс его сборки, предположительно ручной.

Плюсы

• Полная автономность. Отсутствие внешних движущихся частей, способных зацепиться.
• Автономный режим. Плохо документирован, но является преимуществом.

Минусы

• Сетчатая оплетка для кабелей. Легко цепляется.
• Примитивная система фокусировки.
• Закрытое, неизменяемое прошивочное обеспечение.

Неясные аспекты

• Металлическая система перемещения (металлические ролики по круглым рельсам, см. последние 2 фото). Требуется экспертная оценка долговечности такой конструкции. Отзывы приветствуются.

Цена: $1,103.99 (акционная) . Регулярная цена на сайте: $1,399.99.

Фото сборки xTool D1 Pro 20W

Наибольшее время заняло подключение миниатюрных кабелей.

Журнал тестирования xTool D1 Pro 20W

• 26.01 9:21–11:20 ET Настройка/Тест

Первичная настройка. Сборка кожуха. Выяснено, что 24-дюймовый стол мал. Использовано основание ЧПУ: шланг выходит сзади и свисает. Первый этап монтажа вытяжки завершен. Деталь спроектирована и напечатана. После печати обнаружена ошибка в геометрии – требуется печать недостающего элемента. Обновлен Lightburn ($30 за продление лицензии). Профиль Lightburn загружен с форума поддержки и установлен. Автоматическое распознавание устройством не сработало. Самым длительным этапом стало обновление прошивки автономным инструментом (инструкции неясны). xTool Creative Space установил более новую версию, недоступную при самостоятельной загрузке. Проблема с концевиками решена после полной посадки ранее ненадежно подключенных кабелей.

• 29.01 9:35–10:51 Настройка

Выходные пропущены. Напечатаны и установлены ножки и клинья (+15 мин). Цель дня: первичные замеры мощности самодельным прибором и завершение вытяжки. Обсуждение с отцом выявило опасения в недостаточности одного вентилятора. Предложена установка дополнительных 120-мм кулеров – это будет рассмотрено при необходимости.

Допущены ошибки. Результаты замеров мощности пока неоднозначны. Возникли сложности с синхронизацией теста. Получено 17.88 Вт… после 2 неудачных попыток и предварительного нагрева алюминия. Работа продолжена в Fusion над доработкой вентилятора. При остывании образца тест будет повторен.

Изучены варианты комбинирования вентиляторов. Тестирование показало, что штатный 80-мм кулер кожуха обеспечивает движение воздуха, но критически важным станет статическое давление для втягивания через щели. Дым-тест внутри кожуха был успешен. При неэффективности штатного решения рассматриваются вентиляторы с Amazon. Кратковременная подача 19В на кулер увеличила поток. Найдены вентиляторы для майнинга (5000-6000 об/мин) по доступной цене – предпочтительнее покупки 100-долларовой вытяжки. Вентиляционный отвод становится необходимым аксессуаром: ранее пришлось прервать обзор 3D-принтера на смолах из-за непереносимых испарений (вызывали головную боль). Идеальное решение – промышленный колпак со съемной шторкой и регулируемым вентилятором, полезный также для печати.

Повторный тест (в основном фоновый): 18.37 Вт; аналогичный результат через час.

• 30.01 9:17–11:45 Измерения

Появилась идея по доработке самодельного измерителя мощности лазера (долгосрочный проект). Все предыдущие замеры показывали значения, близкие к заявленным. Поскольку немногие обозреватели проводят реальные измерения, сравнивать не с чем. Лазеры и ПО имеют защиту от стационарного включения. Использовалась стратегия: прожиг 1-мм круга @ 1 мм/с за несколько проходов для накопления времени. Lightburn давал точные аппроксимации, поэтому метод не подвергался сомнению. ПО знает параметры движения – это стало ошибкой. На xTool временные показатели оказались некорректны; для замера применялся секундомер, что ретроспективно признано недостаточно точным (погрешность в 1 секунду существенна). Планируется запись выполнения G-кода для 1-мм круга, анализ в видеоредакторе и программный расчет.

Результаты неудовлетворительны: два теста – ровно 11 сек., еще два – 11.5 сек.

Хм… снова 18.37 Вт. По крайней мере, стабильно. Вероятно, метод достаточно точен, но делать выводы рано – влияли иные переменные.

Вспомнены программные корректировки. После их отмены показатели упали до 15-16 Вт. Требуется полное остывание и повторное тестирование.

Существенного прогресса нет. Измерения мощности отложены. Активны блокировки включения лазера без движения.

• 31.01 9:25–11:33 Измерения

Предполагаемая причина проблем – корпус датчика температуры DS18B20 из нержавеющей стали. Проверены расчеты возможности прямого воздействия лазера на корпус. Результаты неутешительны: прогнозируется перегрев. Требуется замена датчика.

После поиска выбран аналогичный сенсор в ином корпусе для удобства замены. Запланирована установка в неиспользуемый хотэнд 3D-принтера (в место термокартриджа). Расчеты подтвердили возможность измерений до 80 Вт при 5-секундном импульсе. Требуется поиск лучшего алюминиевого образца.

Завершена вытяжка (процесс оказался проще ожидаемого). Дизайн готов, запущена печать. Работа на сегодня завершена. Новый датчик температуры ожидается в четверг.

Поиск надежного способа тестового включения потребовал мониторинга COM-порта для определения команд. Процесс занял больше времени, чем ожидалось, из-за сложностей с правильным форматированием.

Вытяжка запущена. Результат неудовлетворителен. Заказан 6-дюймовый канальный вентилятор на eBay за $67.

• 01.02 9:09–9:50 Настройка/Тест

Прогресс ограничен. FedEx доставит вентилятор ~06.02. Смоделирована система для определения длины воздуховода. Основание ЧПУ недостаточно велико. Использована верстачная столешница (минимально достаточный размер). Рассматривается вырез отверстия в верхней части камеры для прямого монтажа вентилятора. Окно находится в 30 см. Возможна печать переходника вместо покупки трубы.

Обнаружен анонс 40-ваттной диодной версии от xTool… Видео демонстрирует резку сосновой доски 2×4 в качестве примера. Впечатляющий результат (предположительно 8 диодов), приближающийся к возможностям CO2-лазеров. Сегодня короткая сессия.

• 02.02 9:04–11:05 Измерения

Конструкция доработана, реакция улучшена. Требуется аренда профессионального лазерного измерителя. Штатный вентилятор вытяжки используется для охлаждения блока (изоляция отсутствует). Датчик зафиксирован термопастой. Следующий шаг – фиксация клеем. Будет испытана дешевая термоэпоксидная смола для оценки повторяемости результатов.

Проведено несколько тестов

• 20.34 Вт после небольшой корректировки кода.
• 20.85 Вт (образец ближе к комнатной температуре).
• 18.8 Вт (выброс) – поверхность не перпендикулярна.
• 20.53 Вт
• 50% мощности: ~10.36 Вт
• 25% мощности: 4.48 Вт

Для низких мощностей требуется меньший блок – рост температуры всего +3°C.

Планируется доработка скрипта для ввода длины, мощности и COM-порта (пока созданы отдельные batch-файлы).

• 04.02 10:10–12:07 ПО измерителя мощности

Сессия посвящена ПО для измерителя. Ключевая цель – повторяемость. Тестирование выявило надежность расчетов только при старте с комнатной температуры. Несколько замеров вне этого условия проанализированы через веб-сервис поиска уравнений для определения функции. Она интегрирована в код с расчетом смещения. Линейная зависимость (неожиданная) объясняется линейностью скорости теплопотерь. Использована примерная комнатная температура (23°C). Следующий шаг – проверка необходимости реального измерения температуры и адаптации кода под разные условия. Текущий результат удовлетворителен (в предположении, что лазер выдает 20 Вт). Отброшены максимальное и минимальное значения – разброс составил 1.25 Вт. Учет реальной температуры может усложнить задачу. Для теста отопление в офисе отключено на ночь; утром проверена работа в прохладных условиях. Возможно, потребуется помощь в математических расчетах.

X – отклонение от комнатной температуры, Y – корректировка.Работа в выходные не планировалась, но была проведена. Результаты стали точнее (разброс ~0.5 Вт). Температура окружающей среды не влияет (тесты при ~16°C дали ожидаемые значения). Обнаружена зависимость от времени. При мощности <5 Вт результаты нестабильны (незначительный нагрев). Увеличение времени работы лазера до 20 секунд с корректировкой переменных не дало ожидаемого эффекта. Требуется проверка применимости текущей формулы к разной длительности импульсов. Данный побочный проект завершается. Примечание для xTool: интересно протестировать 40-ваттный лазер этим методом.

• 06.02 9:15–10:54 Проект

Ожидалась доставка вентилятора, но FedEx вновь ошибся со сроком (частая задержка на день). Проведено обсуждение проекта с супругой для согласования концепции.

• Коробчатая конструкция
• Индивидуальная мандала
• Резка тонкого металла с искусственным ржавлением/состариванием
• Лазерная резка углов под 45°
• Гравировка
• Дополнительная цель: гравировка теней
• Основной материал: фанера

После показа примеров выбрана настенная мандала. Начата разработка дизайна. Планируется использование связки Inkscape/Fusion 360 с финальным рендерингом в Fusion. Рассматривалось использование готового дизайна, но предпочтение отдано индивидуальному с «пляжной» тематикой.

Прогресс минимален. Создание с нуля оказалось сложнее ожидаемого. Найден генератор мандал – проверка в последние минуты показала потенциал для упрощения задачи.

• 07.02 9:05–10:30 Проект

Изучены изображения; выбран альтернативный подход (изначально использовалось построение от заднего плана к переднему).

Доставлен вентилятор. Качество неидеальное (небольшая вибрация на максимуме), но он тише и мощнее штатного даже с препятствиями. Вес исключает прямой монтаж на крышку кожуха.

Чувствуется усталость. Рассматривается покупка готового решения для экономии времени. Прогресс почти отсутствует.

• 08.02 9:21–11:15 Настройка/Проект

Найден эффективный гайд для создания приемлемой 3D-мандалы. Тестовый результат удовлетворил. Также как в предыдущем обзоре , система переведена на «голый металл» с 3900X для максимальной производительности. Рендеринг в Fusion дал представление о финальном виде.

Спроектирован и напечатан 6-дюймовый фланец для кожуха. Планируется приклеить его к кожуху и вырезать вентотверстие. Гибкий воздуховод получает негативные отзывы за хлипкость. Рассматривается покупка жестких труб в магазине (малая длина позволит обойтись минимумом деталей).

• 09.02 9:29–10:45 Проект

Процесс создания понятен. Требуется лучшее ПО: Fusion плохо оптимизирован для зеркалирования и круговых паттернов (хотя обновление одного элемента автоматически меняет остальные).

Использован альтернативный метод создания паттерна на этом сайте . Тестирование прошло успешно. После дополнительных тестов дизайн будет согласован с супругой для решения: покупка готового или продолжение кастомной разработки. Индивидуальный дизайн трудоемок… Решение будет принято завтра. Генератор будет использован как основа для трассировки. Возникли проблемы с незамкнутыми векторами. Протестированы групповые изменения смещений.

• 13.02 9:04–10:11 Настройка/Тест

Сегодня немного работы. Забыл купить суперклей. Установил крючки с клейкой основой для крепления воздуходувки. Печатаю переходник с 6-дюймовой трубы на квадратное отверстие. Моделирование заняло несколько минут. Пробовал режим вазы, надеясь, что сопло 0.6 мм будет достаточно жестким, но не вышло. Перепечатываю со стенками толщиной 3 мм. Получены замечания по платным дизайнам против кастомных… Будет выбран готовый вариант. Идея кастомного решения привлекательна, но требует слишком много времени. Завтра состоится финальный выбор дизайна. Если все пройдет хорошо, завтра начнется гравировка.

• 14.02 9:16 10:00 Настройка/Тест

Фланец приклеен к корпусу. Оставлен для высыхания на ночь. Спроектирован последний переходной элемент для вывода наружу. В Fusion создана дополнительная деталь — она будет приклеена к существующей вместо печати цельного элемента. Финальная компоновка не идеальна, но проект необходимо завершить. Завтра планируется резка.

• 15.02 9:19 11:15 Настройка/Тест

Для начала лазерной резки/гравировки вечером потрачено несколько минут на фиксацию выхлопных элементов. В магазине Dollar General найдены деревянные подставки (похоже, из бальзы). Протестирована давно планируемая техника: гравировка формы с последующим заполнением УФ-смолой и шлифовкой. Дизайн для супруги пока не выбран — время для побочных экспериментов.

Слева: Бальза «Pepsi» 150 мм/с, 75%, 2 прохода, 9 мин; Справа: Бальза «Dragon» 150 мм/с, 85%, 2 прохода, 4.5 минПервый тест превзошел ожидания. Сравнение с маскировкой и без подтвердило её необходимость. Будет заказана широкая малярная лента. Завтра — эксперимент с УФ-смолой. Гравировка глубокая и четкая.

Сохраняется запах гари. Система вытяжки требует доработки.

• 16.02 9:10 11:00 Настройка/Тест

Подставка «Pepsi» покрыта лаком (5 мин). Две цели: герметизация пор для защиты от протекания смолы и предотвращение повреждения древесины при шлифовке.

Смола застыла. Мощности УФ-лампы недостаточно для полной полимеризации. Деталь оставлена на солнце для дозревания перед шлифовкой. Результат обнадеживает.

Протестированы стальные визитки. Потребовалось несколько попыток.

Стальные визитки 200 мм/с, 20% мощность, 0.15. Изображение затемнено для наглядности. Jarvis, 4.5 мин. При правильном освещении смотрится эффектно.

Дополнительно: деревянная подставка 150 мм/с, 85%, 1 проход, 4.5 мин.

• 20.02 9:05 10:28 Настройка/Тест

Регулировка фокуса неудобна. Разработан упрощенный метод коррекции. Протестирован шаблон фокусировки от предыдущего лазера.

Затрачено 3 цента пластика. Получено незначительное улучшение штатной конструкции. Временное решение, требует доработки.

Тест шаблона фокусировки не дал однозначных результатов. Фокусировочный рычаг функционирует нормально.

• 21.02 9:00 10:30 Настройка/Тест

Первая версия подъемника оси Z неудовлетворительна. Оптимизированная модель напечатана за несколько минут (9:45). Выбрано 20 файлов для финального утверждения супругой. Рассматривается многослойная композиция, включая эффектный дизайн компаса.

Получена посылка: 12-дюймовая малярная лента.

• 22.02 9:04 10:20 Проект

Первые резы. Эксперименты с поправкой на пропил (kerf offset) для посадки с натягом. Оптимальное значение — 0.07 мм (половина ширины луча) для точной подгонки.

Тестовые резы завершены. Супругой утвержден дизайн с Etsy. Требуется выбор цветов.

Детали отличаются высокой точностью и детализацией.

• 27.02 9:22 11:20 Проект

Начало резки. Напечатаны фиксаторы для сотового стола с посадкой внатяг.

Забыта малярная лента для первых резов. Возникли сложности, замедлившие процесс. Вырезано 4 слоя. Результат визуально приемлем.

Много участков без сквозного реза. Очистка занимает чрезмерное время. Скорректированы параметры: 7 мм/с, 90%.

В мастерской ощущается запах дыма. Требуется улучшить вентиляцию. Длительность реза: 15 мин. После снижения скорости качество улучшилось. Лазер опущен на 1 мм для фокусировки под поверхностью материала. Возможно возвращение к исходной скорости. Процесс займет несколько вечеров.

• 28.02 9:20 11:22 Проект

Дополнительно вырезано 5 слоев.

• 01.03 9:12 10:30 Проект

Финальные 5 слоев. Случайный срыв фокусировочного рычага испортил один рез. Готовность к склейке. Уточняется необходимость акцентного цвета на слое. Работа шла быстрее.

• 02.03 9:14 9:45 Настройка/Тестирование – Автономный режим

Параметры автономного режимаКороткий тест. На форуме xTool задан вопрос об автономной лазерной резке/гравировке (рекламируется, но не документирована). Обнаружено: G-код должен начинаться с $I, файл на SD-карте — tmp.gcode. В Lightburn добавлено в Редактировать > Настройки устройства > G-код > Начальный G-код. xTool D1 Pro 20W не поддерживает автоматическую настройку через сканирование, в отличие иных граверов. Рекомендация xTool: добавить эту функцию в профили Lightburn.

Проект завершается. Далее — итоги.

Затраты времени и средств

Всего 33.75 часов (без учета написания отчета и чтения материалов).

• 11.5 часов — настройка/тесты
• 10 часов — работа с ваттметром
• 12.25 часов — основной проект.

Итоги по xTool D1 Pro 20W

Вывод: требуется значительное время и бюджет. Рекомендуется использовать корпус с вытяжкой — это повышает безопасность и улучшает качество работы.

Проект технически не завершен (осталась склейка и оформление). Работы будут окончены на улице после потепления.

Инструмент соответствует задачам. xTool D1 Pro 20W — инвестиция, позволяющая создавать впечатляющие проекты. Приобрести можно на официальном сайте за $1,103.99 со скидкой $50 к Дню Св. Патрика или на Amazon за $1,119 (действуют акции).

Выражаем свою благодарность источнику, с которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.