Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

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radi2k
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Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von radi2k » Do 08 Okt, 2015 3:25 pm

Hallo zusammen,

ich bin momentan dabei einen 3D-Drucker zu bauen. Das passt zwar thematisch nicht ganz in dieses Forum, aber da es bei Lasern auch um Lichtprojektion geht, dachte ich mir das Thema ist doch irgendwie ähnlich.

Nun zum Projekt: Ich möchte ein Harz mit einem DLP basierten UV-Projektor aushärten. Diesen Projektor habe ich mir bereits ausgesucht und bestellt, da dieser auch in kommerziellen 3D-Druckern verwendet wird:
http://www.wintechdigital.com/index.php ... duct_id=53

Nun zu meinem Problem: Ich projiziere das Bild auf eine durchsichtige Ebene (Glas) über einen Spiegel im 45° Winkel. Nun stoße ich aber auf ein Problem in meiner Planungsphase im CAD:
Wie justiere ich alle optischen Komponenten so, dass sowohl der Projektor, als auch Spiegel und Projektionsfläche im 45° bzw. 90° zueinander stehen in allen Achsen?

Habe hierzu ein Schemabild dem Beitrag angehängt um das zu verdeutlichen. Das linke Bild ist die Ansicht von der Seite, das rechte Bild eine grobe 3D Visualisierung. Als Bezugspunkt für die Befestigung aller Komponenten habe ich die gelb eingezeichnete Grundplatte des Systems.

Ich hoffe hier kann mir jemand helfen, habe leider keine Ahnung von optischen Systemen - bin aber auf jeden Fall bereit passende Fachbücher zu kaufen, zu lesen und anzuwenden. Nur welche? :shock:

Gruß
Sven
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VDX
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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von VDX » Do 08 Okt, 2015 4:05 pm

Hi Sven,

das kannst du nur anhand des Beamers mit einem 'Klaibrierbild' machen, weil die Beamer normalerweise nicht symmetrisch nach Vorne abstrahlen, sondern typischerweise etwas schräge nach Oben, um z.B. vom Bürotisch aus ein Bild oberhalb der Tischebene zu haben.

Etwas vereinfachen kannst du die Ausrichtung über die Bild-Schärfe und über Trapez-Verzerrung - bei schiefer ausrichtung sind Teile des Bildes schafr, andere unscharf oder das Bild kein Rechteck ... allerdings mußt du dafür die automatsiche 'Greystone'-Korrektur der Trapez-Verzerrung ausschalten.

Im Prinzip planst du eine schiefe Platte als Aufnahme für den Beamer und justierst die anhand des Bildes aus ... mehr später, wenn du dabei bist ...

Viktor
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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von Dr. Burne » Do 08 Okt, 2015 7:58 pm

Ein feinverstellbarer Spiegelhalter sollte das Ganze wesentlich vereinfachen.



Z.B. Hier einige Modelle,
http://www.directindustry.de/industrie- ... 97791.html

welche mit 7cm Kantenlänge hab ich noch hier rumliegen.

Je nach Spiegelgröße und Genauigkeit brauchst du aber eine gewisse Qualität an der Spiegeloberfläche.
Bild So sind Chinakisten halt!

Wellenlängensammlung 405 445 457,9 465,8 472,7 476,5 488 496,5 501,7 514,5 520 528,7 532 543,4 632,8 640 658 780

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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von radi2k » Fr 09 Okt, 2015 9:20 am

Hallo,

leider ist das ganze nicht so einfach wie bei einem Consumer Beamer - es handelt sich hier um einen industriellen Projektor. Dieser hat keine Software-seitige Kompensierung für Trapeze oder 'Keystone'. Außerdem strahlt dieser Projektor symmetrisch ab. Danke für den Tipp mit den Spiegelhaltern, jedoch kenne ich diese schon.

Ein Kalibrierbild zu betrachten wird auch schwierig, da der Projektor nur 405nm Licht abstrahlt - ohne Schutzbrille geht da nichts. Obendrein ist die Projektionsfläche zu klein, um da mit dem Auge etwas nach der Schärfe beurteilen zu können. Ein Pixel ist nämlich nur etwa 50 Mikrometer groß.

Daher nachwievor die Frage:
wie kann ich optische Systeme ausrichten? Selbst gebaute Lasereinheiten muss man doch auch mal genau ausrichten, sodass der Stahl mehrerer Laserquellen genau aufeinander liegt...

Gruß
Sven

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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von Sheep » Fr 09 Okt, 2015 9:47 am

Hallo
radi2k hat geschrieben:Selbst gebaute Lasereinheiten muss man doch auch mal genau ausrichten, sodass der Stahl mehrerer Laserquellen genau aufeinander liegt...
Richtig! Dafür nehmen wir feinverstellbare Spiegelhalter :wink: Warum willst du die nicht verwenden?

Gruss Sheep
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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von radi2k » Fr 09 Okt, 2015 12:23 pm

Hallo,

ich würde schon auf die Spiegelhalter zurück greifen - so war das nicht gemeint :wink:

Mir geht es eher um die Methode oder Beschreibung wie ich diese dann ausrichte. Dass man da Schrauben löst oder verstellt ist klar, mir geht es ja nur darum wie ich die Winkel in allen Achsen gut vermessen bzw. einhalten kann.
Sprich wie erreiche ich eine hohe Einstell-Genauigkeit bei solch kleinen Projektions-Größen. Ein minimal verstellter Winkel kann ja auf der Projektionsfläche große Auswirkungen haben - es muss hierfür doch bestimmte Methoden oder Hilfsmittel geben. Oder auch so gesagt: wie vermesse ich die Schärfe auf der Projektionsfläche um diese nachjustieren zu können?

Ich habe schon etliche Zeit damit verbracht via Google solche Dinge zu finden und wende mich an euch, da ich nichts finde. Vielleicht braucht es dazu auch einfach nur ein oder mehrere Fachbegriffe!?

Gruß
Sven

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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von VDX » Fr 09 Okt, 2015 12:28 pm

Hi Sven,

... ein Beamerbild auszurichten geht am Einfachsten über die Größe+Rechtwinkligkeit des abgestrahlten rechtwinkligen(!) Bildes - am Besten eine matte Folie mit dem 'Ziel-Rechteck' auf die Glasplatte/Wannenboden legen und über Positionierung+Verkippung des Beamers und/oder nur Verkippung des Spiegels das Bild mit dem Rechteck einjustieren.

Wenn keine passende Schutzbrille vorhanden ist, geht das auch über eine Kamera ...

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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von Sheep » Fr 09 Okt, 2015 2:42 pm

Ok jetzt habe ich auch begriffen was du meinst :)
Bei Lasersystemen kann man das sehr gut von blossem Auge machen... denn kleine Fehler die man selber nicht mehr erkennen kann, sieht auch kein Anderer :wink:

In deinem Fall ist das natürlich etwas Anderes da sich kleine Fehler die man von blossem Auge nicht erkennen kann stark auswirken können.
Ich würde in diesem Fall mit einer (UV-Empfindlichen) -Kamera arbeiten dann kannst du das Ganze auch vergrössert am Monitor betrachten.
UV-Empfindlich steht in Klammer weil 405nm noch nicht wirklich UV sind sondern nur UV naher Bereich... auf weissem Papier aber noch gut zu erkennen.

Gruss Sheep
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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von ASZ » Fr 09 Okt, 2015 8:10 pm

Hallo,
eben habe ich meinen 455nm-Laser in Betrieb genommen. Und da mir beim Räumen drei alte SW-Fotofilter in die Finger fielen,
hab ich mir damit meinen Laserstrahl angekuckt. Durch den roten Filter sieht man gar nichts, die orange Sicht hab ich mit dem Handy fotografiert. Kein schönes Bild, es zeigt aber nur den hellen Fleck, wo man ohne Filter das ganze Halo sieht.
Filter.jpg
Laser4.jpg

Gruß Achim
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Re: Ausrichtung optischer Komponenten für 3D Drucker

Beitrag von Dr. Burne » Fr 09 Okt, 2015 11:39 pm

Mit den Spiegelhaltern verstehst du was falsch.

Dort werden meist keine Schrauben gelöst um zu verstellen.

Für genug Präzision gibt es welche mit Mikrometerschrauben zum einstellen auf 0,02 Grad und besser je nach Größe des Halters
und wenn du drunter noch einen Linearschlitten mit Mikrometerschraube setzt kannst du auch den Fokuspunkt auf 1/100mm genau einstellen.

Wenn du z.B. Papier nimmst das ja fluoresziert kannst du per Auge sehen, ob die Pixel scharf sind eine Punktlinie projizieren und einstellen.
Bild So sind Chinakisten halt!

Wellenlängensammlung 405 445 457,9 465,8 472,7 476,5 488 496,5 501,7 514,5 520 528,7 532 543,4 632,8 640 658 780

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