GUIA: Cortadora a Laser
A máquina de corte a laser é uma das mais requisitadas no Brasília Fab Lab. Em poucos minutos você consegue ter uma peça relativamente grande cortada, gravada ou marcada, e ainda possui uma grande gama de materiais aceitos para trabalho.
E aqui você vai encontrar tudo que precisa saber para começar a cortar suas peças na cortadora a laser.
1. Entendendo as operações
Antes de começar é essencial entendermos quais são as operações que podemos usar para construir a sua peça.
A primeira operacão, e a principal, é a de corte. Um corte acontece quando o laser é utilizado para percorrer uma trajetória, penetrando completamente através do material. Usualmente a trajetória é fechada, de forma que o material interno à trajetória se desprende e cai.
A segunda operação é a marcação. Similar ao corte, porém o laser não atravessa o material, deixando apenas uma marca visível seguindo a trajetória selecionada.
A última é a gravação. Nesse processo, o laser percorre a superfície do material linha a linha marcando-a segundo uma imagem ou forma.
É importante separar as diferentes operações dentro de um mesmo arquivo, de forma a identificar as operações pretendidas antes de importar o arquivo ao software da cortadora laser. Nosso método recomendado é colorir os vetores segundo as cores de RGB:
- Corte = Vermelho (#FF0000)
- Marcação = Azul (#0000FF)
- Gravação = Verde (#00FF00)
2. Preparando o arquivo
Entendido os processos da máquina, precisamos preparar o arquivo para configurar o que vai ser corte, marcação e/ou gravacão. O formato do arquivo pode ser de imagem vetorial ou bitmap. Com vetor você consegue realizar todas as operações da máquina, já com bitmap você consegue apenas gravar.
Extensão de arquivos vetoriais:
- Recomendado: .ai, .dxf
- Suportado: .ai, .dxf, .plt, .dst, .dsb, .pdf
Extensão de arquivos bitmap
- Recomendado: .bmp, .jpg
- Suportado: .bmp, .jpg, .gif, .png, .mng
Arte vetorial, nesse contexto, descreve uma série de trajetórias retas ou curvas. Estes tipos de desenhos são criados em programas como o Adobe Illustrator, CorelDraw, Inkscape, etc. Apesar da maioria dos programas de ilustração vetorial ser capaz de trabalhar com linhas de diferentes espessuras, a cortadora a laser ignora essa informação, já que o laser tem uma espessura fina e fixa.
Para facilitar a compreensão do processo, vamos mostrar um exemplo abaixo de como preparar um arquivo vetorial.
Vamos cortar uma peça circular em que nela vai estar a marca do Brasília Fab Lab. Na marca, vamos marcar o quadrado e as letras vamos gravar, de forma que elas fiquem “preenchidas” no material.
Altere as cores das linhas do desenho no programa vetorial que utiliza, isso vai auxiliar na hora da configuração.
Agora basta salvar o arquivo vetorial em um dos formatos recomendados (.ai, .dxf). Salve em um pen drive para configurar as operações no computador do Brasília Fab Lab.
3. Escolhendo o material
Com o desenho pronto, escolha qual material você vai utilizar para cortar na cortadora a laser. Normalmente os materiais aceitos têm o formato de chapa, com espessuras que podem variar de 1mm a 40mm. Alguns materiais não são aceitos pois podem causar danos a máquina ou são nocivos a nossa saúde quando queimados.
Escolhido o material, basta checar a espessura do material. O máximo que é possível cortar na laser do Brasília Fab Lab é de 10mm.
O MDF é um material bem utilizado mas não muito bom para cortar, pois o material pode sofrer alterações com o clima (umidade principalmente), dificultando o seu corte.
Nós criamos em colaboração com mais membros, uma tabela que lista diversos materiais e onde encontrá-los pela região. Clique aqui para acessar.
Se souber de mais lugares ou mais materiais, ajude-nos a preencher.
Para o exemplo que vamos utilizar, iremos usar MDF cru de 4mm de espessura.
4. Configurando as operações
Para essa etapa vamos utilizar o RDWorks, é o software que vai converter sua arte vetorial/bitmap em comandos para a cortadora laser. Ele é capaz de gerar o trajeto que a máquina deve percorrer a partir do arquivo que você gerou.
A partir daqui você vai usar o computador do Brasília Fab Lab. Abra o programa e para inserir o desenho basta ir em File>Import e selecionar o seu arquivo. O desenho importado vai estar selecionado e aparecerá em vermelho, basta clicar fora para ver as cores do seu desenho.
É possível checar as dimensões do desenho recém importado. As informações de dimensões ficam no canto esquerdo superior, abaixo do ícone de disquete. Na imagem acima você pode ver que o desenho tem 70x70mm. No mesmo local, pode-se redimensionar qualquer desenho para se adequar às necessidades da aplicação.
No lado direito da tela, você vai ver as camadas (Layer) do desenho com as três cores e nelas vão estar escritos o tipo de operação (Mode) e a saída do arquivo (Output). Quando vamos marcar o desenho, o Mode da camada sempre vai ser Cut, pois é uma operação de corte com configurações diferentes (mais rápido e menos potente), não cortando o material e sim marcando. O modo Scan é para operações de gravação. Para a operação ser enviada para a máquina, o Output terá sempre que estar em Yes.
Clique em uma das camadas para abrir as configurações de operação. Uma janela chamada Layer Properties vai aparecer mostrando diversas opções. Precisamos nos atentar apenas com duas opções: Speed e Min Power/Max Power.
A opção de Speed altera a velocidade (em mm/s) em que o laser vai se locomover e a Min Power/Max Power se referem a potência mínima e máxima do laser. Normalmente para cortar a velocidade é baixa e a potência alta. Para gravar e marcar a velocidade é alta e a potência baixa. Tudo é um equilíbrio. Se você colocar a velocidade alta e a potência alta, provavelmente não vai cortar e vai deixar uma marca bem forte no material. Mas não se preocupe, nós temos uma biblioteca de configurações para diferentes materiais.
Nessa janela, clique na opção lá no topo chamada Properties library e uma nova janela aparecerá com diversas configurações. Tudo está organizado da seguinte maneira: Operação Material Espessura. Para a camada azul queremos apenas marcar, então iremos selecionar Marcar MDF e apertar em Load para carregar as configurações para o desenho.
Em seguida clique na próxima camada, a de gravação (verde). Entre na Parameter library, selecione Gravar MDF e aperte em Load.Para gravar um vetor, ele deve estar fechado, sem pontas soltas. Assim a máquina vai preencher o interior do vetor, gravando o material.
Por último, vamos para a camada de corte (vermelho). Entre na Parameter library, selecione Corte MDF Cru 4mm e aperte em Load.
Pronto! Cortes configurados. Você pode conferir quais são os valores para as opções de Speed e Min Power/Max Power para ter mais noção sobre as configurações.
Para enviar o desenho para máquina precisamos antes ligá-la. Por isso vamos mostrar como fazer isso na próxima etapa.
5. Entendendo a máquina
Vamos entender quais são as partes mais importantes para sabermos sobre a máquina de corte a laser.
Mesa de Trabalho
Na foto acima você consegue ver a mesa de trabalho, a superfície que suporta o material a ser cortado/gravado. É feita de uma estrutura Honeycomb capaz de suportar peças finas em seus lugares e ter uma pequena superfície de contato.
Controladora
No lado direito da máquina você verá um painel com botões para controle da máquina. É aqui que você vai visualizar o seu desenho, o tempo de trabalho, posicionar a ponta do laser no material, iniciar o corte e entras opções.
Botões Acionadores
Logo em cima da controladora você vai encontrar três botões para acionar. O primeiro é o de emergência e que ao pressionado desliga a máquina imediatamente. A segunda é uma chave que ao girar liga a máquina. A terceira é o botão que liga o compressor de ar e puxar a fumaça de corte para fora da máquina e pelos tubos, evitando que a sujeira se acumule.
Caneta da laser
É essa peça que direciona o foco do laser para cortar o material. Ao lado dela está a saída de ar que ventila o corte para não esquentar demais o material e dispersar a fumaça.
Disjuntor
Por último, e mais importante, é o disjuntor da máquina que fica ao lado direito na parede. A chave da esquerda aciona o exaustor e o da direita a própria máquina de corte a laser.
Ok, agora vamos ligar a máquina. O procedimento é bem simples mas deve seguir estes passos:
- Acione a chave da laser para cima no disjuntor.
- Gire para cima o botão de Emergência.
- Vire para direta a chave.
A máquina irá fazer um bip e a controladora irá ligar e máquina já está pronta para receber o arquivo.
Vamos voltar para o computador e enviar nosso desenho pelo RDWorks.
Com o programa aberto e com os cortes configurados, selecione todo o seu desenho e clique no botão Download no lado direito do programa, na categoria Laser work.
Uma janela aparecerá pedindo o nome do arquivo. Insira um nome curto, sem caractere especial, e pressione OK.
O programa irá salvar e enviar o arquivo pela rede de internet para a máquina. Se tudo ocorrer bem, deve surgir uma outra janela dizendo que o download foi um sucesso.
Volte para a controladora da máquina. Seu arquivo estará selecionado e pronto para começar a cortar.
6. Operando a máquina
Tá na hora de pegar o seu material e posicionar na mesa de trabalho. Você pode colocar em qualquer região, mas lembre-se que o tamanho máximo é de 130x90cm. Em seguida você deve mover a caneta da laser para a ponta esquerda superior do material, pois essa é a origem do desenho (vai cortar o material pra direita e para baixo do ponto de origem).
A seguir as funções básicas da controladora:
- Direcionais: movem a caneta da laser pela mesa de trabalho. Quando a controladora estiver em outra tela diferente da de cima, os direcionais servem para navegar pelas opções do menu.
- Frame: a cabeça de corte se moverá para indicar a região onde as operações configuradas ocorrerão. Certifique-se que a região condiz com o esperado e está dentro do material.
- Origin: informa à controladora que onde a caneta estiver será o ponto de origem.
- File: entrar na lista de arquivos armazenados na máquina.
- Esc: volta para a tela inicial do desenho.
- Start/Pause: inicia a operação ou pausa a operação em progresso.
- Enter: seleciona opções dentro de outros menus.
Se o desenho do seu corte não estiver aparecendo, aperte File e navegue pelos arquivos. Quando encontrar o seu arquivo, pressione Enter e então voltará para a tela inicial, mostrando a visualização do seu desenho.
Mova os direcionais e posicione a ponta da caneta no canto superior esquerdo do seu material, e quando a caneta estiver na posição desejada, aperte o botão Origin para gravar o ponto de origem.
Pressione o botão Frame para ver se o corte que irá executar ficará dentro do seu material. Caso esteja fora, reposicione o seu material novamente.
7. Ajustando o foco
O laser trafega pela máquina com um feixe não concentrado, por questões de segurança. A última peça óptica no trajeto do feixe é uma lente, que fica na caneta da laser, foca toda a energia num ponto preciso no material
Para realizar as operações com precisão, mantemos uma distância de 6mm entre o bico da caneta da laser e o material.
Caso o bico da caneta da laser estiver muito perto ou muito longe, podemos soltar a caneta e ajustar sua altura manualmente. A dica é colocar o gabarito (essa peça circular de acrílico) de 6mm entre o material e o bico e descer (ou subir) a caneta até que ela toque no gabarito. Daí basta apertar novamente a caneta.
Ajustado o foco, basta retirar o gabarito para começar a cortar.
8. Iniciando o corte
Antes de iniciar o corte, devemos ligar o exaustor e o compressor para que a fumaça não se acumule dentro da máquina. Para isso volte para o disjuntor na parede e coloque a chave do exaustor para cima. Logo em seguida ative o compressor pelo botão que fica acima da controladora.
Sistemas de exaustão e compressor de ar ligados, agora basta pressionar o botão Start/Pause na controladora e acompanhar o corte.
9. Acompanhado o corte
Durante a operação, tenha em mente a posição do botão de emergência. Utilize-o sempre que houver um comportamento inesperado.
O botão Start/Pause permite que a operação seja pausada. Pressione novamente para continuar de onde parou.
10. Retirando material
Assim que terminar de cortar, a máquina irá fazer um bip, mas calma, não saia abrindo a tampa de uma vez, aguarde o exaustor retirar todas os gases e vapores liberados. Retire o material da área de trabalho e certifique-se que nenhum pedaço fique para trás.
Confira o tempo do trabalho e anote na comanda de uso de máquina antes de iniciar outro corte. No display sempre vai mostrar o tempo no seguinte formado Horas.Minutos.Segundos.
11. Desligando a máquina
Se não for usar novamente logo em seguida, desligue o compressor, o exaustor e, se não for usar mais, desligue também a máquina.
É muito importante que o processo de desligar seja feito nessa ordem.
- Desligue o compressor pressionando o botão designado.
- Desligue o exaustor no disjuntor virando a chave para baixo.
- Gire a chave da máquina.
- Aperte o botão de emergência.
- Desligue a laser no disjuntor virando a chave para baixo.
Nunca deixe a máquina ligada ociosa, sempre desligue e se for usar novamente, volte a ligar.
Pronto! Isso pode parecer muita informação, mas tudo isso acontece muito rápido e depois do primeiro uso você já pega o jeito. E não se esqueça de sempre pedir ajuda para qualquer da equipe em caso de dúvidas.
Dicas de segurança
- Não opere a máquina com a porta aberta.
- Utilize o óculos de segurança que fica ao lado da máquina em um estojo.
- Observe a operação em todos os momentos e prepare-se para pausar/parar a execução em caso de qualquer comportamento inesperado.
- Nunca opere a máquina com o compressor desligado, sob risco de danificar as lentes da máquina.
- Cortes e gravações liberam vapores e fumaças diversas no interior da cortadora. Certifique-se de que o exaustor está ligado e que o material que deseja cortar não libera substancias nocivas.
- Nunca utilize materiais que você não tem certeza que podem ser cortados com segurança.
- Pequenas chamas que não duram mais que uma fração de segundo e não deixam brasas são comuns. Chamas maiores que isso não são comuns e são inaceitáveis. Prepare-se para parar a operação caso alguma chama persista. Pare a operação da máquina e peça ajuda. Mova a cabeça para longe da chama, para evitar danos ao conjunto óptico. Apague a chama soprando ou abanando. Retire o material da máquina, caso seja seguro e necessário fazer isso. Apague qualquer fogo restante. Conheça a posição dos extintores de incêndio do laboratório.
- Peças podem se desprender do material durante as operações de corte. Preste atenção para as consequências desse desprendimento.
- Partes soltas podem levantar-se e interferir no movimento da cabeça de corte.
