Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbares)

Betrieb, Bau und Modifikation von Festkörper- und Diodenlasern (keine Pointer)
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Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbares)

Beitrag von LenCut » Mi 02 Nov, 2016 12:57 pm

Hallo Zusammen,

ich habe mir eine kleine CNC Fräse gebastelt und hänge gelegentlich eine Laserdiode dran. Derzeit verwende ich eine Diode von insaneware (1600mW Osram PLTB450B Laserdiode 450nm) mit einem eigenen Treiber. Holz, Leder und Kunststoff läst sich wunderbar gravieren (wenn ich noch die Leistunssteuerung beim Beschleunigen und Abbremsen hinbekommen würde, wäre es perfekt).

Für ein Projekt bei dem ich 10 -15 mm Moosgummi (PE-Schaum) schneiden muss, reicht mir diese Leistung leider nicht mehr aus und ich benötige etwas mit mehr Power.
Hier im Forum hat Viktor (VDX) einen 3.5 Watt 445nm Laser gezeigt der super passen würde.
http://laserfreak.net/forum/viewtopic.p ... 40#p286251
Kann mir jemand vielleicht sagen wo ich diese oder eine vergleichbare Diode (und Optik) erwerben kann?

Danke und Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von VDX » Mi 02 Nov, 2016 2:51 pm

Hi Rainer,

ich kaufe die 445nm-Laserdioden (bzw. 448nm bei den 3.5W-Dioden) komplett mit Optik meist bei Lasertack - https://lasertack.com/diodenlaser-2

Die 3.5W-Diode hat eine etwas "schlechtere" Strahlcharakteristik als die 2W-Diode, so daß sie im Bereich Schaumstoff-"Tiefschneiden" oder Lasergravier-Qualität nicht so weit auseinanderliegen ...

Viktor
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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von LenCut » Mi 02 Nov, 2016 9:42 pm

Vielen Dank für den Link.
Die haben sogar eine 6 Watt Diode, fast zu dem Preis der 3.5 Watt Diode. Ist die 6 Watt Diode zu empfehlen?
Und wie ich sehe werden unterschiedliche Fassungen angeboten. LDM, LDM-C, LDM-C mit Strahlkorrektur. Hat das einen nennenswerten Einfluss?
Welche Diode und Fassung würde sich besser zum Schneiden von 15 mm dicken PE-Schaum (Anthrazit / Blau) eignen?

Danke und Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von VDX » Mi 02 Nov, 2016 11:15 pm

Hi Rainer,

die 6W-Diode ist für sowas weniger zu empfehlen - sie hat zwar erstmal um Einiges mehr Leistung, dafür ist die Emitterfläche deutlich größer und auch die Strahldivergenz deutlich ausgeprägter als bei den "schwächeren" Dioden.

Hier ein paar Vergleichszahlen bei gleicher Optik: - mit einer 2W-Diode bekomme ich in 20mm Entfernung einen fast runden Spot mit etwa 0.06mm Durchmesser hin (mit der 1W-Diode etwa 0.05mm) ... weiter weg fokussiert wird der resultierende Spot etwas größer und immer mehr oval- statt kreisförmig ... aber bis zu etwa 50mm immer noch gut genug zum Gravieren.

Mit einer 3.5W-Diode bekomme ich in 20mm Abstand einen Spot von 0.08mm hin und er ist hier schon leicht oval, was bei weiteren Fokus-Abständen noch stärker wird.

Bei der 6W-Diode ist bei 20mm Fokusabstand der Spot-Durchmesser bestenfalls 0.12 mm und noch deutlicher oval, was sich bei 50mm schon fast zu einem Balken mit etwa 0.14mm Breite und 0.2mm Länge ausbreitet.

Mit einer Abschätzung über die Energiedichte (Energie auf der Spot-Fläche) bekomme ich als Ergebnis:
Diode -- Spot-Durchmesser -- Spot-fläche -- Energiedichte -- relative Energiedichte
- 2W ~ 0.06 mm = 0.0036 mm^2 ~ 555.55 W/mm^2 => 1
- 3.5W ~ 0.08 mm = 0.0064 mm^2 ~ 546.88 W/mm^2 => 0.98!
- 6W ~ 0.12 mm = 0.0144mm^2 ~ 416,67 W/mm^2 => 0.75 !!!

Das heißt, im Bereich Energiedichte, was der für die Materialbearbeitung wesentliche Faktor ist, wäre die 6W-Diode deutlich schwächer, als die 2W-Diode!

Das relativiert sich beim Schneiden etwas, weil durch den breiteren Schnittspalt das Material besser wegdampfen kann, lohnt die Preisdifferenz aber nicht wirklich :?

Auch um starke Schmauchspuren zu vermeiden, fahre ich die 2W und 3.5W-Dioden eher mit reduzierter Leistung und dafür mehreren Durchgängen.

Zu den Fassungen - die Prismen sind eher für die Strahlformung, wenn du einen lange, parallelen Strahl benötigst, wie für Lasershow-Anwendungen.

Fürs Lasergravieren und Schneiden reicht die würfelige Fassung mit der Kollimatorlinse drin ...

Viktor
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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von LenCut » Do 03 Nov, 2016 9:57 am

Vielen Dank Viktor,

soweit habe ich das verstanden.

Jetzt bleibt nur noch die Entscheidung offen ob 2 Watt, oder 3.5 Watt. Der preisliche Unterschied ist schon ziemlich groß. Und wenn ich das Material (PE-Schaum/Moosgummi, 15 mm dick, 37 kg/m³) mit der 2 Watt Diode geschnitten bekomme und dafür eine zusätzliche Bahn fahren muss, wäre das auch ok. Wen aber die 3.5 Watt Diode deutlich mehr Leistung (zum Schneiden) hat, wäre das das Geld vielleicht Wert um etwas Reserven zu haben.
Als Treiber wurde ich gleich den im Shop angebotenen mit 2.5 A nehmen.

Danke und Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von VDX » Do 03 Nov, 2016 12:14 pm

Hi Rainer,

die 2W-Diode sollte für PE-Schaum und Moosgummi reichen - durch den feineren Spot ist sie der 3.5W-Diode direkt vergleichbar.

Ich habe bei dickerem Hartschaum mit einem Fokusabstand von 45mm zwischen 2W mit bestem Spot bei 0.07mm und 3.5W bei 0.1mm praktisch keinen Unterschied bei Schnitttiefe und Bearbeitungszeit gemerkt, so daß wir da auch bei der 2W-Diode geblieben sind ...

Viktor
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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von LenCut » Do 03 Nov, 2016 12:42 pm

Vielen Dank für die schnelle Hilfe.
Dann werde ich mir die 2 Watt Diode bestellen.

Noch eine kleine Frage am Rande.
Du machst immer recht genaue Angaben zum Spot. Sind das immer rechnerische Werte?
Ich fokussiere meist durch ausprobieren indem ich 10 Linien fahre und bei jeder Linie die Höhe des Lasers zum Werkstück verändere.

Werde Berichten sobald die Diode geliefert wurde.

Danke und Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von VDX » Do 03 Nov, 2016 1:09 pm

Hi Rainer,

ich messe den "Spot-Durchmesser" Anhand der Gravierbreite in schwarzem oder dunklem Eloxal oder beim Wegdampfen einer dünnen Beschichtung auf einer Glasplatte oder weiß emaillierten Keramikfliese (damit der Kontrast möglichst gut ist) unter einem Mikroskop.

Die Grob-Einstellung auf den Abstand mache ich mit etwas Rauch, die Feinbestimmung dann auch mit Gravieren eines Winkels in verschiedenen Höhen, bis die Gravierbreite in X und Y gleich ist - dann schraube ich mir eine "Höhenlehre" zusammen, um den Abstand über der Oberfläche durch Drauffahren auf die Höhenlehre schnell einstellen zu können ...

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von ASZ » Do 03 Nov, 2016 2:40 pm

.... eben gerade ausprobiert: Buchensperrholz 1mm geht klasse zu schneiden mit der 2W-Diode!
Gruß Achim
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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von LenCut » Mo 07 Nov, 2016 2:07 pm

Bestellt und ist unterwegs.
Kann mir vielleicht jemand eine Schutzbrille empfehlen die preislich uner 50 Euro liegt.

Danke und Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von VDX » Mo 07 Nov, 2016 2:28 pm

Hi Rainer,

such mal bei ebay mit "laserschutzbrille 445nm"

Die orangefarbenen (chinesische!) aus Belgien sind nicht schlecht - zwar keine "richtigen" Laserschutzbrillen, für die Anwendung beim Lasercutter gegen das Streulicht aber ausreichend ...

Viktor
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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von LenCut » Mo 07 Nov, 2016 2:44 pm

Vielen Dank
Ist auch bestellet.

Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von LenCut » Do 10 Nov, 2016 10:53 am

Guten Morgen,

die Laserdiode und der Treiber von Lasertack sind gestern angekommen.
Nun habe ich (wieder) ein Verständnisproblem was den Treiber angeht.
In der Beschreibung steht geschrieben:
Weiterhin verfügt der Treiber über eine Standby-Strahl-Unterdrückung. Dies ist besonders bei 445nm Laserdioden wichtig.
Bis jetzt dachte ich, dass Laserdioden im Betrieb nicht komplett abgeschaltet werden sollen und ein Standby-Strahl immer vorhanden sein muss.
So arbeitet auch mein alter zusammengelöteter Treiber. Beim Anlegen der Spannung leichtet die Diode schwach. Wenn am TTL/Modulationseingang 5 V anliegen leuchtet die LD mit voller Leistung. Wenn am TTL/Modulationseingang 0 V anliegen leuchtet die LD wieder schwach. Somit steuere ich die LD über PWM und kann die Brennleistung variieren ohne das die LD komplett abgeschaltet wird.

Der neue Treiber schaltet die LD bei 0 Volt am TTL/Modulationseingang komplett aus. D. H. es wird wahrscheinlich erwartet, dass am TTL/Modulationseingang immer eine kleine Spannung anliegt. Dies ist aber bei PWM nicht gegeben. Ist das nicht schlecht für die Laserdiode wenn diese mit 100kHz gepulst wird und komplett Ein-und Ausgeschaltet wird?

Oder habe ich etwas falsch verstanden?

Danke und Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von VDX » Do 10 Nov, 2016 11:59 am

Hi Rainer,

die "Standby-Strahlunterdrückung" ist wichtig bei der verwendung als Show-Laser - da darf bzw. soll im "AUS"-Zustand nicht emittiert werden.

Fürs Lasergravieren ist das ohne Belang, außer du willst die Laserdiode im "LED-Modus" (unterhalb der Threshold-Spannung, ab der sie zu lasern beginnt) zur visuellen/manuellen Vorpositionierung verwenden.

Die Laserdiode geht durchs Ein-/Aus-Schalten nicht kaputt und benötigt auch keine "Bereitschafts-Spannung" wie ein Gaslaser für eine längere Lebensdauer - sie altern nur bei zu hohem Strom und der daraus resultierenden Überhitzung, oder durch Spannungsspitzen oberhalb (und noch stärker unterhalb) des "sicheren" Bereichs.

Deswegen sollte ein "guter" Lasertreiber danach ausgewählt werden, daß er beim Schalten keine "Spikes" ausgibt, und noch wichtiger, daß die Laserdiode nur bis zu maximal 90% ihres Nominalstroms betrieben und sehr gut gekühlt wird ...

Viktor
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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von LenCut » Mo 14 Nov, 2016 11:57 am

Hallo Zusammen,

falls es jemanden interessiert, hier ein erster Stand zum Laser und gleichzeitig einige Fragen.
Derzeit viel Provisorium, besonders was die Verkabelung angeht. Muss mir neue Kabelketten bestellen :(

Die Diodenfassung wurde an ein Stück Aluminiumblech angeschraubt welches wiederum an einem Peltierelement hängt. Der FET des Treibers wurde ebenfalls an das Blech montiert. An der zweiten Seite des Peltierelements hängt ein alter CPU Kühler. Alles wurde mit Wärmeleitpaste bestrichen.
Das Peltierelement hängt direkt an den 5 Volt eines alten PC Netzteils und ist permanent an. Dadurch wird der FET wenig mehr als handwarm und die Diodenfassung ist während des Betriebs etwa bei 10 bis 15 Grad (mache mir etwas Sorgen wegen des Kondensats). Kann aber auch deutlich kühler werden wenn die Leistung der Diode nicht so hoch ist (ob das der Diode schadet?).
Derzeit betreibe ich die 2 Watt Diode mit 1.25 A. Laut Datenblatt sind 1.7 A Abs. Max. und 1.5 A Max. Weiß jemand wie hoch ich mit dem Strom gehen kann ohne das die Diode merklich daran leidet? Sind es diese 1.5 A Max.? Mit 1.2 A finde ich die Diode kaum stärker als die 1.6 Watt LD von insaneware (Osram PL TB450B).

Was mir seltsam erscheint ist, dass wen ich beide (die neue 2 Watt und die alte 1.6 Watt) LD’s an die Decke richte und etwa gleich fokussiere, so das ein etwa 30 cm Balken an der Decke entsteht, die alte 1.6 Watt LD einen sauberen Balken mit einem runden gleichmäßigen Lichtkranz darum darstellt und die neue 2 Watt LD einen Lichtbalken mit einem sehr ungleichmäßigen Lichtkranz. An einer Seite des Balkens ist das Licht deutlich stärker als auf der anderen Seite.

Ist es für die Schneidleistung entscheidend in welcher Entfernung zur Oberfläche ich fokussiere? Und wenn ja wie ermittle ich die optimale Entfernung?

Anbei ein eher schlechtes Video. Werde am WE bessere Videos und Bilder erstellen.
https://youtu.be/g8XSfxlu8R4

Danke und Gruß
Rainer

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Re: Suche eine 3.5 Watt 445nm Laserdiode (oder vergleichbare

Beitrag von VDX » Mo 14 Nov, 2016 12:30 pm

Hi Rainer,

rein rechnerisch gibt die 2W-Diode bei 1.2A etwa 1.4W aus - bei 1.7A wären das 2W, bei 1.5A knapp 1.8W.

Bei sehr guter Kühlung kannst du die auch mit 1.7A/2W betreiben, ich verwende die aber nur mit max. 1,5A, weil sie dann eine deutlich längere Lebensdauer haben ...

Die 2W-Diode dürfte ein etwas "schlechteres" Strahlprofil haben, als die 1.6W-Diode - das macht beim Gravieren aber kaum was aus.

Dauertemperatur bei 10° ist nur in feuchter Umgebung wegen dem Kondensat bedenklich ... du könntest die Versorgunsspannung aber auch etwas reduizieren bzw. einen LM317 oder LM338 als Stromkonstanter vor das Peltier hängen, um die Leistung auf einen festen Wert zu definieren.

Fürs Gravieren und Schneiden von dünnen Materialien (z.B. Karton) habe ich als typische Arbeits-/Fokus-Abstände zwischen 15 bis 30mm .

Fürs Schneiden von Schaumstoff bis zu 20mm Dicke erhöhe ich den Fokusabstand auf etwa 35 bis 50mm - dann wird der Spot fürs Gravieren aber auch etwas größer und ellyptischer -- mit guter Entfernungseinstellung (leicht "defokussiert") kannst du das aber noch gut gleichmäßig einstellen, so daß die Gravierspuren in X und Y gleich breit bleiben ...

Viktor
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