NEJE master 2S plusと雑記

趣味で始めたレーザー工作についてと日記

我が家の庭事情

私は現在、賃貸の戸建てに住んでいるのですがある程度の広さの庭がついています。

地元の岩手などに比べればちっぽけなものですが、船橋周辺のごみごみした場所では私の癒やしになってくれています。

ここに長く住むつもりはないので好きな植物を点々と植えているだけなのですが、最近暖かくなってきて花が咲いたり、生育が著しくなってきたので紹介させてください。

 

まずはタイムですね。

岩手の実家から移植したものですが、緑の絨毯のようで美しいです。

よく殖えるので芝生のように扱っていますが、踏むと良い香りがして気持ちいいです。

料理に使うのはパウダータイプのタイムが便利なので、これはあまり使いません。

その横にあるのがガウラですね。

白の花以外にもきれいなピンク色のガウラも植えています。

もちろん実家からの移植です。(笑)

私の好きな花なのです、ガウラ。

丈夫でよく殖えます。

植えて一年後にはランナーを伸ばして庭中に生えてきてかわいいです。

茎を一本切り取って家の中で生けたりしてみたのですが、細かい花弁が散っていって掃除が大変でしたので、もうそれはやめます。

 

次に皆さん大好き(?)紫陽花ですね。

去年植えて、その年は花をつけなかったのですが今年は咲きました!

例に漏れず実家産です。(花好きの母親に感謝ですね。ありがとう)

ちなみに昔の実家は築100年を超える古い家だったのでもともと雨漏りや天井の崩落など限界が来ていました。

もとは牛舎だった部分は天井が抜け、家の中に雪が積もるような家でしたね。

雨が降るたび家中にタライが置かれます。

そんな家も、3.11の震災でトイレに続く廊下の天井が崩れ建て替えを余儀なくされました。

その時の古い家の玄関横にはそれは立派な紫陽花が植えてありまして、大きすぎて玄関を塞いでいたんですね。

正直邪魔ではありましたが、私や姉、母親なんかはその紫陽花が好きでした。

しかしある時学校から帰ると、その紫陽花の枝がすっぱりと落とされていたのです。

祖母が邪魔だろうと切ってしまったようですが、私も姉も反発して泣いていたのを覚えています。

祖母を恨むわけではありませんし、今では良い思い出です。

その紫陽花の子どもたちが建て替えられた家の庭にもたくさん植わっていますしね。

そんなこんながあって紫陽花も大好きです。

雨露に濡れた雨上がりの紫陽花はとても美しいですよね。

 

最後にこれは実家産ではないベロニカですね。

ホームセンターで買いました。

アズーロコンパクトだったかな?売られている名前は。

可憐な花が咲いて美しいですね。

親株をこんもりさせるために切り取った枝を小瓶に生けているのですが、かなり長い期間花を楽しめるので、この使い方いいと思います。

おしゃれ小瓶が手に入ったら増やしていきたいですね。

写真の右に見えているのはマスタードの瓶ですので...(笑)

【ソフトウェア編】NEJE softwareについて

○NEJE software

NEJEにはPCからレーザーカッターを制御できる専用のソフトウェアが用意されています。

レーザー刻印だけならこのソフトウェアだけで完結しますし、なにより直感的に操作でき大変使いやすいものになっています。

NEJE専用だけあって、加工エリアも自動的に読み込まれますので、可動域外にモジュールを移動させようとしてモーターに不可がかかるといった事故もありません。

また他のソフトウェアより簡単に精度の高い刻印が可能です。

 

これを立ち上げると以下のような画面になり、レーザーカッターがPCに接続されます。

 

レーザーカッターがUSBで接続されていない、もしくは電源が入っていない場合には上記のようにエラーとなるので、接続、電源入して右下のConnectボタンを押しましょう。

レーザーモジュールが自動的に原点に移動しますし、ファンが駆動しますので少しびっくりします。

 

接続が完了すると以下のような画面になります。



今回は素材の表面にレーザー刻印する場合を説明しますが、コントロールタブを選択し、対応する画像ファイル(jpegpngなど)を真ん中の「Right Click Here To START」と書かれたスペースにドラッグします。

 

するとこのように画像のトリミング画面に移ります。

ここで画像周囲の青枠をドラッグして、印刷したい範囲を選択します。

 

次にサイズ変更の画面です。

左に表記してある寸法が印刷されるサイズになります。

これを変更したい場合は右の「SET SIZE」ボタンをクリックします。

 

ここで希望のサイズを入力します。

なおこのソフトでは縦横比の変更はできず、縦と横は等倍で拡大縮小されます。

 

次は画像にかけるエフェクトの選択です。

左はオリジナルの画像、真ん中は白抜き、右はモノクロになります。

今回の画像がすでにモノクロなので右は選択できないようです。

 

最後に画像の編集を行います。

ここでできることは、回転、反転、テキストの挿入となります。

 

ここまできたら最初の画面に戻り、もう開始ボタンを押すだけです。

しかしレーザーパワーや照射時間などは自分で入力する必要があります。

それに関連して、上の画像のボタンの説明をしておきます。

 

①印刷範囲確認

印刷エリアの外周をレーザーモジュールが移動して素材のどの範囲に印刷されるのか確認する事ができます。

この時照射されるレーザーでは焼けないので安心してください。

 

このボタンを押すとこのような画面に移ります。

印刷範囲を移動させたい場合、左の画像をクリックするか、右の矢印をクリックします。

矢印ボタンでの移動量は右上のプルダウンメニューの値ずつ移動するので細かい位置合わせもできます。

 

②レーザー位置確認

これは印刷エリア内の任意の点にモジュールを移動させるモードです。

正直用途が分からず使用していません...

印刷画像と素材の位置関係を確認できるので、木材の節などを利用して印刷などするのでしょうか。

 

③開始

設定した内容でレーザー加工が始まります。

 

④繰り返し回数

ここで設定した回数分、レーザー照射が行われます。

切断などには数回照射が必要になるので、便利な機能です。

 

⑤一時停止

 

⑥停止

 

⑦設定

ここでは位置合わせ用のレーザー出力の強さや、カーブでの精度、モジュールの移動速度などが設定できます。

とりあえずはデフォルトの設定で問題ありません。

 

⑧レーザー出力

ここでレーザーの出力を設定します。

切断などは100%や高めの出力で、刻印などは10%などの弱めの設定にします。

何%にすれば良いかは、素材やレーザーモジュールの能力にもよりますので同じ素材で実験してから決定します。

最悪、弱めの設定で初めて、徐々に強くしていくことで希望の仕上がりにすることは可能です。(時間はかかります。)

ちなみに私の環境だと刻印の場合、10%出力、照射時間10msできれいに仕上がります。

 

⑨照射時間

照射時間を設定します。

NEJEのソフトウェア制御は他の一般のソフトと異なり、msという単位になっています。

一般的にはmm/minなどが使われ、1分間に何mm進む速さという意味ですので直感的にわかりやすいかと思います。

NEJEの場合は連続照射ではなく、細かい点の照射を高密度で行うことできれいな仕上がりにしているようです。

よってmsという単位は1つの点にかける照射時間ということになります。

値が小さければモジュールは早く動き、大きければ遅く動くのでより濃く印刷されます。

【導入編】レーザーの焦点距離について

焦点距離

レーザー光には一点に収束する焦点距離があります。

その焦点距離に加工する素材がないと切断幅が広くなったり、切断にかかる時間が増える、刻印の精度が落ちるなどの問題があります。

そのため加工する素材の厚さに応じてレーザーモジュールの取り付け高さを変更し、焦点距離を合わせる必要があります。

以下の画像はNEJEのwikiからの引用になりますが、今回購入したA40640という10Wのレーザーモジュールの焦点距離はモジュール下端から22mmということになります。

 

また焦点距離が合っていると下の画像左のように小さな点のようなレーザー光が素材に当たります。しかしズレた距離になっていると真ん中の画像のように広いレーザー光が照射され、刻印もぼやけたような仕上がりになります。

引用:nejelaser_master_2_plus | NEJE.wiki

 

しかしこのモジュールの高さ変更が先の記事で説明したように毎回六角レンチを使って作業することになり大変面倒です。

しかも取り付け位置の関係上一回で90°ないくらいしか回らないのでストレスが溜まります。

最初はレーザー光の形を見て最も小さくなる高さを都度探しながら設定していたのですが、時間がかかるので以下のような台を作り、これにモジュールを載せた高さで固定するようにしました。

左から刻印用、2.5mm、4mm、5mm、6mm切断用になっていて、微妙に高さが異なるのがわかるかと思います。

焦点高さは刻印するときは素材表面、切断するときは素材厚さの真ん中に合わせるとよいかと思います。

ちなみにこの治具はレーザーカッターで作っています。

最初はncデータの作り方や出力の設定などがうまくいかず、正確な寸法が出ませんでしたが、慣れるとかなりの制度が出ます。このように正確な高さが出せるのも強みですね。

 

【導入編】エアアシストツールについて、自作

○エアアシストとは

エアアシストとはレーザーの照射箇所に同時に空気を吹付け、煙や炎の影響を軽減する事を言います。

レーザーカッターは簡単に言えば素材をレーザーで焼くということです。

そのため加工時には煙や炎が上がりますので、それらが加工精度に悪影響を及ぼす可能性があります。

5mm以上の木材を切断するためには今回購入の10Wレーザーの出力をMAXにして、それなりに時間をかけて加工しますのでがっつりと炎が出ます。

前の記事で上げたテスト刻印の画像を再掲しますが、この文字も周りや枠外が黒くなっているのは前述の燃焼が広がり、広範囲を焼いてしまっているためです。

このような想定外の焦げ付きを防止するために効果的なのがエアアシストです。

これの有無でレーザー刻印の精度や切断可能な木材の厚さにまで影響がでます。

 

3Dプリンターでエアアシストノズル作成

NEJEには公式のエアアシストツールがありません。(調べきれていないだけであるかもしれませんが)

そのため別の作者がNEJE用に作成されているツールを買うか、汎用のものを買うか、自作するかの選択となります。

しかし前者は真鍮で作られたやたらと高額なものであったり、汎用品は実際にNEJEに取り付けできるのか不安といった問題点もあります。

もちろんエアアシストなしでも十分な加工は可能ですし、ついてしまった焦げ付きなどはアルコールで拭けば大部分は綺麗にできます。

ですが、実際に燃えている加工現場を目の当たりにするとエアアシスト、やはり欲しくなります。

 

はい、ハニカムテーブル、排気ボックスに続き、またしても自作の道を選んでしまいました。

とはいっても探せばあるもので、NEJE用のエアアシストノズルの3Dデータを公開してくださっている稀有な方がおられますので、そちらを使用させていただきました。

3Dプリンタは一般的にstlファイルという3D形状を表現するファイル形式のものを出力します。

stlとは3Dモデルの表面(サーフェス)を三角形に分割して、その座標をテキストベースのファイルにしたものです。

私は大学時代に数値流体解析をしており、ちょうどこのstlファイルを使用していて抵抗がありませんでした。

どんな経験でもどこで活きてくるか分からないものですね。

このデータは以下のようにレーザーモジュールに本来ついている赤いアクリル板と交換する形で取り付けます。

 

そのstlデータをダウンロードし、3Dプリンタのレンタルサービスに駆け込みます。

レンタルできる場所は時間制の工作室やCAINZの工房などがあります。

私はCAINZでレンタルしたのですが、3Dプリンタを置いている店舗はかなり限られている上に人気店(幕張店)だと予約が全く取れない状況でした。

さらに現在調べると店舗数はさらに減少しているようですね。幕張店も予約に3Dプリンタの項目がなくなっていました。

私がお借りしたCAINZ茂原店も伺ったちょうど月末にサービスを終了するとのことで、ご好意で店員さんがほぼ付きっきりで対応してくださいました。

料金は1時間700円で材料費込です。

今回は37分で1個の出力が完了しましたので、2個めは間に合いませんでした。小さいながらに意外と時間がかかりますね。

また精度はいまいちで、帰ってから大きくヤスリがけする必要がありました。

 

あとはこれに水槽用のエアポンプや何かしら送風する機器をチューブで接続すれば完成です。

私はエアポンプ2台をつなげて使用していますが、正直風量不足を感じます。

趣味程度では十分ですが、使い方によってはまだ炎が出て、上の写真のようにノズルを焦がしてしまいます。

そのうち2つ目のノズルを作りに行こうかと思っていますので、余裕があれば最初から複数個作っておくと良いですね。

【導入編】置き場所と排気の問題

○置き場所について

レーザーカッターの置き場所については安定していればそれでいいのですが、レーザー光が丸見えの状態ですので、ご家族がいる方や他人の目が触れるような所は避けましょう。

他の大型レーザー加工機などは加工機自体が箱に覆われていて排気やレーザー光への対処がしてあるのですが、今回のような格安ダイオードレーザーは色々とむき出しです。

使っている本人はレーザー射出中であることを認識しており、なおかつ保護メガネの着用もできるので問題ないのですが、他人はそうはいきません。

夏場の炎天下や雪面の反射などで目が日焼けすることがありますが、それのもっと酷いことになりますので甘く考えないでください。

 

また騒音に関しては駆動音がそれなりに大きいです。

感覚としてはドライヤーより少し静かかな、くらいです。

騒音元として考えられるのは

・レーザー燃焼音(木材を焼くジュジュジュッという音)

・レーザーモジュールの冷却ファン

・モーターの駆動音

・エアアシスト用エアーポンプの動作音

・排気用のファンの動作音

くらいですかね。

このうちエアーポンプと排気ファンは私が追加した後付のものになりますので環境によっては不要です。

 

私は賃貸の戸建てなので騒音は特に問題にならないのですが、困るのが排気です。

木材を焼くのですから、けっこうな煙がでます。臭い、ヤニがひどいです。

賃貸の白い壁がヤニで汚れては困るので室内で使用するにはなんとか排気設備を整えなくてはなりません。

屋外使用も考えたのですが、制御にPCを使いますし、それなりに精密機器ですので、駆動箇所にゴミが入り込むのも避けたかったので却下です。

ということで排気設備についても自作することにしました。

もちろんお金を出せばそのような商品もありますので検討してみるといいかと思います。(ハニカムテーブルよりだいぶお値段が張りますが...)

 

○排気設備の自作

作成したものが下の画像となります。安っぽいのと散らかっているのは勘弁してください。

 

当初はプラ段ではなく木材で作る予定でしたが、加工が面倒くさく、ホームセンターで必要厚さの木材を持った時、重くて無理...となったので断念です。

プラ段はハサミやカッターで切れるので楽ですね。コード用の穴を何度も開け直したのですが、木材だったらと思うと辟易します。

強度的にはそんなに動かすものでもないですし、補強に角材を入れているのでこれで十分です。

また蓋と側面に目の保護用に赤いアクリル板を貼っています。

窓から外に伸びている排気ダクトで排気します。

蓋を開けるとこんな感じ。

 

ここにレーザーカッターを入れて使います。

本体の材料は以下となります。

プラダンボール

・補強用の角材

・赤いアクリル板

・接着剤(プラと木材が接着できるもの)

それに加えて排気設備には以下を使っています。

・排気用ファン(今回は余っていた水槽冷却用のファンを使用していますが弱いです)

・MDF板

・排気ダクト

 

排気設備は買いたてで慣れないレーザーカッターを使って頑張って作りました。

出力用のデータはAutodeskのFusion360で作成しています。

これが個人利用なら無料というのはすごいですよね。

ありあわせの材料で現場合わせのものですので、作り方などは省略しますが、圧倒的に排気量が足りていません。

レーザー加工後30秒くらいたってから蓋を開けないと煙が部屋に充満します。

今後別の手立てを考えようと思います。

 

【導入編】ハニカムテーブルの代替品

ハニカムテーブルとは

レーザーカッターの画像でよく下に敷いているハニカム形状の下敷き?をハニカムテーブルといいます。これを使う理由は以下のようなものが挙げられます。

・素材と下敷きの間に熱がこもる(orレーザーの反射)ことのよる焦げ防止

・切断した素材が落下し不用意にレーザーに触れるのを防止

・床orテーブルの保護

 

レーザーカッターによっては初めから付属しているものもあるようですがNEJEにはありません。

AliExpressで探すと数千円で買えるものが多く、普通にそれを用意すればよいのですが、今回購入したNEJE Master 2S plusの加工エリア440mm*255mmにちょうどよいサイズが見つからないのです。

無駄なスペース・無駄な出費を作りたくなかったのでどうしようかと悩んだのですが、レーザー加工をされている他のブログで剣山型ハニカムテーブルを拝見したので真似させていただきました。

 

○自作テーブルの作成

まず材料ですが

・必要サイズのベニヤ(今回は加工エリアに合わせています)

・セメント流出防止用の角材(今回は1cm角ですがもう少し高い方が良い)

・平頭の釘(長さは角材から頭が出るように長く)

・セメント(何でも良いです。ダイソーでも)

・瞬間接着剤(金属と木材が接着できるもの アロンアルファ使いました)

 

完成品が以下となります。

すでに使用しているものなので劣化し、ヒビや焦げ付きがありますが機能は果たしています。

作成手順としては

①ベニヤの上に釘を逆さまに、等間隔で接着する。

今回は2cm間隔で並べましたが、これで問題ないかと思います。

この後セメントを流し込んだときに倒れないようにしっかり接着してください。(泣きます)

本数が多くて疲れます。頑張りましょう。(泣きます)

 

②ベニヤの四方を角材で囲い、接着する。

セメントの流出防止ですので、隙間は作らないようにしましょう。

 

③セメントを流し込む。

購入したセメント説明どおりに水を混ぜ、流し込みましょう。

このとき中途半端な接着をしていると釘が倒れて泣きます(泣きました)

 

④セメントが硬化したら完成

 

結論としてこの自作ハニカムテーブル(ハニカムではないが)、十分に働いてくれています。

欲を言えば釘の高さが正確に揃っていれば木材を動かしたときにひっかかりがなくスムーズなのですが。

ちなみに参照元のサイトでは釘の長さを旋盤で精密に揃えていました。

私にはそのような設備も、金属用ヤスリでそれを数百本の釘にする時間も根気もありませんでした。

皆さんはお金さえあればおとなしくハニカムテーブル、買いましょう。

 

 

【導入編】開封と組み立て

開封

さて、はるばる中国から配達されてきましたNEJE。約2週間での到着となりました。梱包はけっこう厳重で凹みや大きい汚れは見当たりませんでした。国際便はなんとなんくドキドキしますね。不具合があったときの連絡なども面倒ですし...

 

開封した状態が下の写真。緩衝材ですべてのパーツが仕切られており、これで破損等はそうそうないでしょう。いやーわくわくしますね新しい機器というのは。バイクやクルマの納車みたいな感覚です。

 

緩衝材をどけていくと高級感のあるメタルフレームが顔をのぞかせます。低価格帯の商品ですが安っぽさは特に感じないですね。もう最近は中華メーカーの方が品質、価格ともに上と思います。国内メーカーにこだわっている家電なんか家にはなくなりましたね。

 

同封物は以下のような物がありましたね。使っていない小物などは挙げきれませんが。

メタルフレーム×2

・レーザーモジュール

・保護メガネ

・組み立て用六角レンチ

・試しプリント用の紙

・フレーム固定用アングル

・ACアダプター

・PC接続用のケーブル

・説明書

 

保護メガネは大事ですね。買うと数千円はしますのでありがたいです。仕事柄、建設現場に行くことがあるのですが溶接の光など遠目に見ても目がやられますからね。

説明書は10ヵ国語で書かれており厚さの割に内容は貧弱です。分かりにくい組み立て手順が4p分しかありません。説明書内でもマニュアルのQRコードが載っているのでそちらを参照するのが基本になりますね。最近では主流になりましたが紙の説明書も好きなんですよね...

ですが、組み立ては本当に簡単でこんな説明書でも十分に事足ります。赤い矢印の4箇所を付属の工具で締め、レーザーモジュールのコネクタを2箇所差し込むだけです。

QRコードの先は英語のwikiとなっておりますので、翻訳を駆使しましょう。そこから専用ソフトウェアもダウンロードできます。

 

○組み立て

組み立てですが、先の述べたように非常に簡単です。

まず完成後の状態がこれ。

この状態にするのに必要なのは下の写真の4箇所のボルト締めがまずひとつ。(黒いフレームにホコリが映えてますがご容赦ください...)

次に2箇所のコネクタの接続です。あとはACアダプタとPC接続用のケーブルを差し込みですね。

あとはこれがレーザーモジュールなのですが、これを取り付けます。後付のエアアシス用ノズルがついていますが、本来は右側においている保護カバーが取り付けられています。

取り付けには下の六角のネジを締め上げて、モジュールを横方向に押さえつけます。

今後レーザー加工する際には、切断か刻印、また素材の厚さによってモジュールの高さを変更する必要があるのですが、毎回この作業は面倒くさいですね。あと微調整も効きません。

必要な高さの土台を作ってそれにモジュールを載せて締め付けてもやはり若干はずれますし、正確に直角が出ているかも不安です。NEJE以外の機種ですとダイヤル式で微調整できたりもするので、その点は不満です。


組み立ては以上となるのですが、注意点です。

組み立て後にACアダプターを取り付け電源が入ると勝手にファンなどが駆動します。まずここでびっくりします。

さらに電源ボタンかと思って横の赤いボタンをポチポチしていたら、いきなりテスト刻印が始まります。

下に何も敷いていないと床やテーブルが焦げますので、組み立て後には下にレーザーカッター用の土台を敷きましょう。(ハニカムテーブルなど)

私はたまたま下にMDF材を置いていたので事なきを得ましたが、冷汗ものでしたね...

ちなみに下の画像がテスト刻印です。このときはモジュール高さを調整していないので精度が悪いですね。初めて見たのでこれでも感動しましたけど。

周りの歯車はその後に練習で使ったものですのであしからず。