Il laser K40 CO2/40W – Cosa sapere prima di comprarlo!

Con “K40” non ci si riferisce ad uno specifico modello, ma piuttosto ad una piattaforma.
Prodotto da varie aziende cinesi, il k40 e’ il laser a CO2 più economico del mercato e ha le seguenti caratteristiche:

• Tubo laser CO2 da 40W.
• Case chiuso, dotato di ventola per l’estrazione dei fumi.
• Sistema di controllo con scheda Nano.
• Area di taglio/incisione pari circa ad un A6.

Il costo del laser k40 si aggira tra i 300€ e i 400€, ma prima di acquistarlo occorre informarsi MOLTO bene.
Di fatto nella sua versione base non è utilizzabile così come viene venduto.
Il suo grande successo è dovuto alla sua versatilità e alle infinite modifiche reperibili sul mercato, sia commerciali che custom, che assieme ad una appassionata community di maker hanno reso questo laser il punto di partenza ideale per tutti gli smanettoni interessati a realizzare un laser CO2 nel formato A4.

Il k40 e’ stato inizialmente progettato come incisore laser per realizzare timbri in gomma, quindi con un area di stampa molto ridotta, inoltre essendo un prodotto cinese ultra economico, ogni dettaglio risulta scarsamente qualitativo.

Per poterlo utilizzare, occorre prima realizzare una serie di modifiche e customizzazioni, non sempre economiche e spesso realizzabili solo da persone con una certa dimestichezza e pazienza. Non è peraltro difficile trovare sul mercato dei K40 gia’ modificati e pronti all’uso, il cui prezzo facilmente raddoppia rispetto al modello originale.

Vediamo quindi le principali modifiche da apportare, alcune indispensabili, altre del tutto soggettive e non indispensabili per un uso hobbistico.

MODIFICHE PER LA SICUREZZA

Questo è l’aspetto più importante di tutti. La prima cosa da fare, prima ancora di accendere il laser, è quello di metterlo in sicurezza, realizzando le seguenti modifiche:

• Messa a terra: assicurarsi che la presa di terra dell’alimentazione sia collegata al telaio e che i contatti con la struttura non siano isolati dalla verniciatura. In questo laser infatti non è prevista messa a terra e la presa esterna per la messa a terra spesso risulta isolata e quindi perfettamente inutile.
• Operare sempre a sportello chiuso, dotandosi di occhiali protettivi che filtrino opportunamente la lunghezza d’onda della radiazione laser emessa dal tubo CO2.
• Installare degli switch di sicurezza che spengano il laser qualora uno sportello sia aperto, aggiungendo un interruttore a chiave per evitare che bambini o persone non qualificate possano farsi male.
• Installare un flussometro che spenga il tubo quando il sistema di raffreddamento non faccia circolare opportunamente l’acqua. Se il tubo dovesse funzionare senza raffreddamento si danneggerebbe irreparabilmente.
• Installare un termometro per verificare la temperatura del liquido di raffreddamento, la temperatura di esercizio del tubo dovrebbe essere compresa tra i 15 e 25 °C.
• Aggiungere una pompa dell’aria (Air assist) che soffi con precisione nell’area di taglio, per evitare che la superficie dei materiali si incendi, migliorando inoltre di molto la qualità dell’incisione e del taglio.
• Dotarsi di un allarme per il monossido di carbonio e di un estintore da tenere nell’area di lavoro

MODIFICHE FUNZIONALI

• Preparazione di un carrello per il posizionamento del laser e relativi accessori.
• Aggiungere di un amperometro per il controllo della potenza del laser.
• Aggiungere lampade led per una migliore illuminazione.
• Allineamento deli gli specchi in modo da ottimizzare la concentrazione del laser.
• Miglioramento della tenuta, in modo da evitare fuoriuscita di fumo dalle fessure.
• Sostituzione della ventola originale con una più potente ventola in linea.
• Sostituzione della bocca interna dell’aspiratore con una custom più corta, in modo da ampliare la superfice di taglio.
• Sostituire il piano di stampa con uno alveare di dimensioni più generose (si arriva a coprire un a4 abbondante) sul quale poter usare delle calamite per fissare i materiali.
• Rendere il piano di stampa regolabile in altezza (in modo da regolare la messa a fuoco del laser in funzione dello spessore del materiale)
• Sostituzione del software originale con Inkskape + k40 Whisperer.
• Miglioramento del circuito di raffreddamento, introducendo un chiller o aggiungendo altri sistemi di raffreddamento
• Sostituzione alimentatore originale con uno più potente.
• Sostituzione specchi e gruppi ottici per migliorarne la riflessione.
• Sostituzione della scheda NANO con una più evoluta mini GRBL o una Cohesion3d+lightburn.
• Aggiungere un asse rotante per lavori su superfici circolari (occorre un controller evoluto)
• Sostituzione sistema di fissaggio del tubo laser con uno regolabile e piu’ solido

Esistono veramente una miriade di modifiche da poter fare. Alcune sono necessarie da subito, ma permettono di cominciare a smanettare ed avere i primi risultati. Altre verranno con il tempo, man mano che ci si renderà conto dei difetti e delle limitazioni di questo laser e si vorrà capire come eliminarli.

Il K40 quindi è più un percorso di crescita e di acquisizione di conoscenza profonda sul funzionamento di un laser a CO2, piuttosto che un prodotto pronto all’uso.
E’ ideale per smanettoni e maker e su thingiverse non si contano i pezzi da stampare in 3d appositamente disegnati per questo laser.
E’ importante studiare e documentarsi sulle tecniche di taglio e sui materiali, dato che non tutti i materiali possono essere tagliati con un laser e potrebbero produrre sostanze nocive per noi e per il macchinario.
Tra i materiali più adatti all’incisione ed al taglio laser ci sono:

• Compensato fino a 5mm
• Plexiglass (PMMA) fino a 5mm
• Carta, cartone etc.
• Gomma laserabile (usata per i timbri)
• Tessuti, Cuoio (naturale, concia al vegetale)
• Sughero
• Feltro
• etc.

Tra i materiali da evitare quelli contenenti il cloro, il policarbonato (che si taglia malissimo) e molti altri.

I metalli non si riescono a tagliare, ma si può incidere ad esempio l’alluminio anodizzato.
In generale ogni materiale avrà rese e comportamenti differenti, occorre quindi testarli creando delle schede per ogni materiale, tenendo traccia dei parametri da utilizzare per ottenere il risultato migliore sul proprio laser.

Altre considerazioni da fare sono:

• Temperatura di esercizio ( tra 15 e 25 gradi) evitare di lasciare il laser sotto zero senza aver svuotato il circuito di raffreddamento.
• Fare molta attenzione con eventuali antigelo, antimuffa o additivi vari. Il raffreddamento è realizzato tramite acqua distillata per evitare l’induzione di correnti dal forte campo elettrico generato dal tubo laser.
• I fumi dovrebbero essere depurati tramite un sistema a carboni attivi che è anche l’unico sistema per poterlo usare in una ambente chiuso.

Nei prossimi articoli andremo a dettagliare meglio le varie modifiche e pubblicheremo sul canale YouTube esempi di lavori effettuati con questo laser, in modo da arricchire sempre più le risorse sul tema.