Erfahrungen mit dem Lasercutter

Nach dem ich auf einer Maker-Faire einen professionellen Lasercutter (Laser Gravier-Schneidlaser) in Aktion gesehen hatte, keimte schnell der Wunsch auf, auch so ein Teil besitzen zu wollen. 3D-Drucker finde ich auch spannend, aber da überzeugt mich noch nicht die Qualität. Außerdem habe ich keine Ahnung von 3D-Zeichnen und keine echte Anwendung dafür. Gut, für einen Lasercutter auch nicht, aber zumindest sind die Ergebnisse 1A. Also suchte ich ein wenig, was bezahlbar ist und konnte schnell feststellen, daß es drei Kategorien gibt:

1. Billig Teile aus China (auch über EU-Zwischenhändler erhältlich)
2. Billig Teile aus China in Deutschland aufpoliert
3. Profilösungen

Die billigen aus China haben einige Probleme: Zum einen ist da der Zoll und der Transport. Wenn das Ding kaputt ankommt, ist Essig und der Zoll hält da sicher auch die Hand auf. Die Kosten sind eher nicht das Problem aber wie sieht es mit dem Betrieb aus? So ein C0₂-Laser ist kein Spielzeug und da kann es gut sein, daß der Import reglementiert ist und ohne entsprechende Befähigungsnachweise etc. keine Einfuhr möglich ist - wer will's riskieren? Immerhin genügt schon eine fehlende CE-Kennzeichnung (ja, der nichts-sagende, bedeutungs- und und nutzlose "CE"-Aufkleber!), das der Zoll die Einfuhr verbietet (auch wenn ich als gewerbetreibender da keine Probleme mit habe, bedeutet das für jeden Privatanwender teure Rücksende- oder Vernichtungskosten und den Verlust von Ware und Geld).
Die Profigeräte liegen bei jenseits von 10.000,- € und kommen als Spielzeug nicht in Frage.
Also ein China-Teil, vom deutschen Zwischenhändler. Das hat den Vorteil, daß die Geräte bereits in der EU sind, ich eine ordentliche Rechnung bekomme, so daß ich das als Firma auch steuerlich problemlos absetzen kann und auch die Garantie kein Problem sein sollte. Außerdem hat der Händler alle erforderlichen Umbauten bereits vorgenommen.

Das ist nämlich ein weiteres Problem: Ein 40 W CO₂-Laser ist gut geeignet, bleibende Schäden an Körperteilen und den Augen zu verursachen. Bei aller Risikobereitschaft, da hört bei mir der Spaß auf. Der unsichtbare Laserstrahl braucht nur einmal auf einen reflektierenden Gegenstand zu treffen oder sich zu brechen und schon ist man blind. Durch die Umbauten stellt der Händler sicher, daß alle Schutzmechanismen für einen Laser Klasse 1 nach DIN  60825-1 vorhanden sind. Dazu gehört ein Not-Ausschalter, ein Schlüsselschalter, Zwei-Hand-Aktivierung, automatisches Ausschalten beim Öffnen, Laser-Sicherheitsglas usw. Sollte dann doch was passieren, kann man den Händler zumindest versuchen, auf Schadensersatz zu verklagen. Hinter der Chinesischen Mauer wird's unmöglich.
Was noch fehlt, ist eine Schutzbrille. Auch die habe ich beim Deutschen gekauft (aus den gleichen, vor allem rechtlichen, Gesichtspunkten). Dabei muß man darauf achten, daß die Wellenlänge zum Laser paßt. Mit € 100,- ist man am Start.

Für etwa € 1.650,- habe ich also den SH-K40 IV (3020) bestellt und geliefert bekommen. Auspacken, aufstellen und das zwar umfangreiche, deutsche aber irgendwie nutzlose Handbuch studiert. Der Laser befindet sich in Form einer großen Glasröhre hinten quer unter einer Abdeckung. Das Licht wird dann über zwei Umlenkspiegel nach vorne geleitet und trifft auf den Schlitten, wo es nach unten umgelenkt wird. Das Gerät bietet gegenüber den ganz billigen Modellen den Vorteil, daß man die Stärke des Lasers in Prozent per Digitaldisplay einstellen kann. Das ist sicher schick und bietet eine bessere Wiederholgenauigkeit, als die einfachen analogen Amperemeter an den Billigteilen. Allerdings kann man die Intensität nicht per Software steuern. Wenn man also ein Werkstück gravieren und schneiden will, sind das zwei Durchläufe.

Mitgeliefert wird die Software Moshi Draw und der notwendige Lizenzdongle als USB Stick. Das ist mehr oder weniger die einzige Software am Markt und sie ist grauenhaft. Selbst die englische Oberfläche strotzt vor Fehlern und chinesischen Zeichen. Der Druckertreiber ist gar nicht übersetzt und ein brauchbares Handbuch ist Fehlanzeige. Einziger leichter Lichtblick ist, daß es ein Plugin für Corel Draw gibt. Wer die Zeichensoftware hat, kann also von dort aus den Laser steuern. Das klappt auch halbwegs. So, wie alles (nur) halbwegs klappt.

Zur Inbetriebnahme muß man eine Entlüftung anbauen. Der Lüfter wird wackelig hinten am Gerät in zwei Schienen eingeschoben. Damit er nicht nur Nebenluft zieht, wird mit Klebeband der Rand abgedichtet. Über einen langen Abluftschlauch kann man dann den Rauch, der durch das verbrennen entsteht, nach Außen ableiten. Laserschneiden ist im Grunde gezieltes verbrennen an einer schmalen Stelle. Entsprechend stinkt es, wenn man Plastik bearbeitet und bei Holz und Papier entwickelt sich Lagerfeuerromantik. Der Rauch muß aus dem Gerät, damit der die Spiegel nicht verdreckt und aus dem Zimmer, damit man atmen kann. Die Nachbarn meinten einmal freundlich, sie würden denken, daß ich große Mengen Cannabis konsumieren würde... Was man auf keinen Fall bearbeiten darf ist PVC, da hier die chlorhaltigen Verbindungen gesundheitschädlich ausgasen. Metall und Stein geht einfach nicht.

Ein kleiner Luftkompressor pustet direkt Luft auf die Linse und den Umlenkspiegel auf dem Schlitten. Der Kompressor ist ein billiger aus chinesischer Produktion und inakzeptabel laut. Ziemlich schnell stand fest, daß der durch was besseres ersetzt werden muß. Für € 60 habe ich eine Hailea V-60 Teichbelüftungspumpe gekauft. Die bringt eine ähnliche Leistung und ist wirklich extrem leise.

Eine winzige Tauchpumpe wälzt das notwendige Kühlwasser für den Laser um. Nirgends habe ich brauchbare Hinweise gefunden, was man da am besten benutzt. Ich habe mich für destilliertes Wasser entschieden, dem ich einen kleinen Schuß Chlor beigegeben habe, um die Algenbildung zu vermeiden. Ich hatte mich auch noch entschieden, einen UV-Filter für Aquarien zu kaufen. Da habe ich allerdings einen zu großen erwischt (SUNSUN UV-C Wasserklärer). 55 W ist übertrieben, denn es fließt im Grunde nur wenig Wasser durch. Problematisch war deshalb, die dünnen Wasserschläuche an die dicken Anschlüsse des Filters zu koppeln. Die lokalen Aquarienfuzzis schauten mich nur unverständlich und nicht hilfsbereit an, als ich einen Adapter für den Schlauchdurchmesser suchte (da hätten wir ja dann doch eine Anwendung für 3D-Druck...). Also im Baumarkt eine Runde vor dem Regal mit den Aquarienschläuchen verbracht und von fünf verschiedenen Durchmessern je 10 cm gekauft, um die dann ineinander zu stecken - dicht und professionell ist anders. Weil Wasser und Hochspannung keine gute Kombination sind, sollte die gesamte Anlage über eine FI-Schutzschalter betrieben werden.

Geeignetes Material zum bearbeiten zu finden, ist gar nicht so leicht. Der örtliche Baumarkt bietet eine kleine Auswahl an Kunststoffplatten und dünnes 4 mm Pappelholz. Damit kann man schon mal loslegen. Im Ramschladen noch ein paar Accessoires und Tinnef gekauft - mal sehen, was geht. Moshisoft ist wie gesagt grausig. Es erfordert einige Anläufe, eine einfache Vorlage zu erstellen oder Text und dann den zu lasern. Am Anfang macht es noch Spaß, verschiedene Geschwindigkeiten und Intensitäten auszuprobieren. Schnell zeigt sich, daß die Geschwindigkeit, mit welcher der Schlitten verfahren wird, wesentlich entscheidender als die Laserleistung ist. Also werden kleine Kisten erstellt, Grafiken gesucht und gelaster und Materialien ausprobiert. Sehr gut eignen sich dünne Materialien bis etwa 4 mm. Holz neigt dazu, an den Kanten zu verbrennen und Ruß zu bilden. Kunststoff schmilzt manchmal zu stark. Einfaches Glas eines Flacons platzte. Sehr gut ging auch die Rückseite eines Spiegels, was schicke Effekte erzeugt. Wie auf der Maker-Faire gesehen, wollte ich auch Obst gravieren. Äpfel und Bananen sind phantastische Objekte und sicher ein Partyspaß. Weitere gute Bezugsquellen sind Trotec und die Berlinern bekannte Adresse von Modulor. Hier kaufe ich eine große Auswahl an Moosgummi, Kunststoffplatten, Kork, Pappe und Plexiglasfarbmuster. Teures Hobby.

Gewölbte Oberflächen erfordern eigentlich eine Drehung des Objekts aber es geht auch ohne. Auch so ein Manko der Anleitungen: Der Fokus ist enorm wichtig! Es liegt zwar eine Lehre dabei aber die Anleitung schweigt sich zur Verwendung aus. So stelle ich erst viel später fest, als ich mir überlege, wie eigentlich die laut Katalog angegebene Objekthöhe von 10 cm möglich sein soll, daß sich der Objekttisch in der Höhe verstellen läßt. Ein simpler Mechanismus wird dazu an einer Schraube unter dem Objektträger (Plastikgitter, das mit der Zeit wegbrennt) mit einem Inbus gedreht. Es gibt keinen Anschlag und so drehe ich den Objekttisch erst einmal so tief, daß die langen Gewindebolzen unbemerkt unten aus dem Gerät fahren und den darunter befindlichen Regalboden zerkratzen. Professionell ist das irgendwie auch nicht. Ab jetzt heißt es, immer mit der Lehre zu prüfen, ob der Abstand zwischen Objekt und Laseraustritt ekaxt ist. "Bereit?-!-Fokus?-!-Klappe (zu)?-!-Laser an?-!-FEUER!" lautet der typische Dialog mit meiner Tochter, die am Laser steht, während ich im Nebenzimmer den PC bediene. Ein langes USB Kabel dazwischen ist sicher auch nicht optimal; selbst eins mit Verstärker nicht.

Ein Problem sind auch geeignete Vorlagen. Will man nicht selber zeichnen, sondern vielleicht ein Steckmodell oder ein Puzzle aus dem Web nutzen, kommt schnell Frust auf. Es gibt zwar einige Seiten mit Angeboten an DXF Dateien (fragwürdiger Herkunft), aber die sind fast alle unbrauchbar. Bei Steckmodellen ist wichtig, daß die Materialdicke zur Vorlage paßt (sonst passen die Zapfen nicht). Aber die meisten DXF Dateien enthalten auch Fehler. Es stellt sich heraus, daß es dutzende von Vektorformaten gibt, die lauter Unterformate haben und keins paßt zum anderen. Die gleiche Datei wird in drei verschiedenen Programm unterschiedlich angezeigt. Programme, für diese Formate sind oft kostenpflichtig und grundsätzlich grausig. Irgendwie sind die alle im MS-DOS Zeitalter von AutoCAD stehen geblieben. Wie sehne ich mich nach einer einfachen EPS oder SVG Datei. Also müssen einige Programme installiert werden, um die DXF Datei zu bearbeiten, Fehler zu finden, die Teile so anzuordnen, daß die vorhandenen Holzpanele optimal ausgenutzt werden usw. Irgendwann gelingt es mir, die Vorlage zu schneiden und das Modell zu basteln.

Mit der Zeit häufen sich aber die Probleme. So muß man immer wieder den schlichten Controller im Gerät zurücksetzen, in dem man den USB Port trennt oder die Stromversorgung ausschaltet. Quittiert wird das mit einem Verfahren des Schlittens, der dann oft in die falsche Richtung fährt und dort keinen Endkontakt hat. So wird er vom Steppermotor munter gegen die Wand gefahren, was sicher nicht gut für die Mechanik aber auch nicht für ein gutnachbarliches Verhältnis ist, weil es dabei ziemlich laut rattert. Da hilft dann nur wieder schnelles Stromabschalten. Das nächste Problem ist, daß die Steuersoftware spinnt (oder Fehler in den Vorlagendateien, aber ich tippe eher auf die Software oder den Controller, weil es auch bei selbst erstellten Grafiken vorkommt) und dann den Laser einfach munter einmal quer über die ganze Arbeitsfläche verfährt. Natürlich im Schneidemodi, womit die Vorlage unbrauchbar wird. Ärgerlich, wenn's unreproduzierbar mehrmals vorkommt. Die fehlende Positionierungshilfe ist problematisch, will man eine exakte Position treffen. Man kann zwar einen kurzen Markerpunkt mit dem Laser bei schwacher Intensität setzen und dann sich daran orientieren, aber praktisch ist das nicht. Ich habe eine billige (schwache) Laserdiode gekauft und einen Halter gebastelt. Die ideale Lösung hatte ich noch nicht gefunden, um den zu justieren. Ich denke, mit dem Kugelkopf eines 1-Euro-Fotostatif kann man da noch was machen.

Letztendlich habe ich das Gerät wieder verkauft. Mich haben die Unzulänglichkeiten mit der Steuerung, dem Controller, der fehlende Endanschlag gegenüber des Nullpunktes, schlechte Software usw. zu sehr genervt, als daß wirklich Freude beim alltäglichen, schnellen Einsatz aufgekommen wäre. Wenn ich Stunden brauche, um eine einfache Form zu schneiden und dabei auch noch aufgrund der Fehlsteuerung dreimal Material verhunze, ist es unnütz. Also vielleicht doch eine teure Kiste anschaffen, denn Spaß macht es im Grunde schon und Anwendungen finden sich immer, wenn man das Spielzeug erst einmal hat. Das bestätigt auch ein Bekannter, der in der Semi-Profi-Liga spielt und schon mehrere der Kisten in Betrieb hat.

Nachtrag I:
Im Heft 4/2015 der Make: gibt es einen Erfahrungsbericht. Dort sieht man auch, wie gefährlich eine defekte Laserröhre sein kann!

Nachtrag II:
Ich habe einen gebrauchten Versa (Universal) Laser VLS 2.30 (30 Watt) inkl. Bofa Ablufteinheit gekauft. Der Laser ist super: luftgekühlt, so daß kein geplantsche mit algenhaltigem Wasser vorkommt, roter Markierungslaser, elektrisch verstellbarer Tisch, echter USB-Anschluß und eine brauchbare Software, die als Druckertreiber arbeitet und so von jedem Programm benutzt werden kann. Die Ablufteinheit ist massig und laut aber die Aktivkohlefilter arbeiten so gut, daß ich sogar bei Raumluft arbeiten kann (wobei eine Abluft nach Außen hin schon besser ist). Der Laser läßt sich von der Software präzise ansteuern und es gibt keine Abstürze oder Fehlfahrten. So kann die Vorlage genau ausgerichtet werden und die Software beherrscht auch dreifarbige Vorlagen, so daß den Farben separate Parameter zugewiesen werden können. Dadurch ist es möglich, in einem Arbeitsgang zu rastern, gravieren und zu schneiden. Die Wiederholgenauigkeit ist super, so daß auch mehrmaliges Abfahren der Strecken sauber gelingt, um beispielsweise dickere Materialien schichtweise zu schneiden oder wenn man durch falsche Vorgabe von Verfahr-Geschwindigkeit und Leistungsabgabe, zu schwache Ergebnisse erzielte. Die 2.0er-Linse reicht für die üblichen Arbeiten aus.