Achat d’une découpeuse laser – Les 7 choses à savoir !

Je souhaitais pouvoir graver mais aussi découper plusieurs types de matériaux (Bois, Plexi, Carton, Cuir, …), pouvoir traiter des surfaces au moins équivalentes à un format A4 et avoir une puissance permettant de découper 5mm de contreplaqué par ex. La découpeuse laser coche toutes ces cases !

Quel modèle de découpeuse laser choisir ?

Deux grands types de machines étaient facilement accessibles lors de mon achat :

• Les machines avec tête laser (type 3018, …)
• Les machines à tube CO2 (type K40)

J’ai décidé de m’orienter vers une K40 pour les raisons suivantes :

• Machine fermée avec aspiration des fumées : pour ne pas enfumer toute la maison
• Surface de coupe (une fois pimpée) de 30cm x 20cm
• Puissance du laser de 40W (bien au dessus de la vraie puissance des petites têtes laser) permettant de couper du contre plaqué de 5mm d’épaisseur ou encore du plexiglass (acrylic) jusqu’à 10mm
• Coût relativement limité pour un premier achat permettant de prendre en main la découpe laser

En revanche, contrairement aux petites machines à tête laser, il faut bien prendre en compte les éléments suivants avant l’achat :

• La contre partie d’avoir une machine fermée, c’est que le bâti utilisé par les fabricants de K40 est imposant
• Il faut prévoir une évacuation des fumées
• Le tube laser doit être refroidit par eau, ce qui nécessite un bac d’eau fraîche de grande capacité
• La machine est de conception chinoise et les matériaux sont de piètre qualité
• Le réglage des miroirs peut être assez compliqué voire impossible si on applique pas une méthode bien définie (type méthode ACD – voir article dédié sur le sujet)
• La machine nécessite des adaptations immédiates avant usage pour être utilisée en toute sécurité et pour en tirer le meilleur
• Elle peut même arriver non fonctionnelle … Voir ci-dessous …

Autrement dit, l’utilisation dans un bel appartement est compromise … Même si pas impossible …

Au final, je suis très content de cet achat. Une fois upgradée, la qualité de coupe est incroyable et on peut travailler plusieurs types de matériaux en différentes épaisseurs.

N’espérez toutefois pas couper du métal, cette découpeuse laser en est incapable, ne serait-ce que la plus fine feuille d’aluminium. La raison n’est pas tellement la puissance du laser mais sa longueur d’onde.
Il faudrait aller vers une machine de type “fiber laser” … Mais ces machines ne sont pas du tout au même prix !

Où acheter votre découpeuse laser K40 ?

J’ai pris le parti d’acheter une VEVOR sur Amazon à 370€ pour la garantie …
Les stocks fluctuent beaucoup et il n’est pas rare que les prix s’envolent ou qu’il n’y ait plus de stock.
Au moment où j’écris ces lignes, le modèle que j’ai acheté se vend à 470€ …

Si je devais en racheter une, j’achèterais directement sur Aliexpress … Pourquoi ?

1. Ces machines viennent toutes de Chine … Le bilan carbone est le même que j’achète chez Amazon ou sur Aliexpress
2. Le choix est plus grand sur Aliexpress
3. Les prix sont souvent plus bas sur Aliexpress
4. Le plus gros risque lors de l’expédition concerne le tube laser qui est très fragile. Cependant, tout comme sur Amazon, si le tube arrive cassé, il sera possible d’en demander un autre au vendeur Aliexpress

Sécurité de la découpeuse laser K40

ATTENTION !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Une découpeuse laser est une machine dangereuse et la K40 l’est particulièrement si on ne prend pas un minimum de précautions ou si on prend trop confiance

La longueur d’onde du laser CO2 est 10600µm ce qui veut dire en langage courant que le faisceau laser est invisible ce qui le rend très dangereux.

Par ailleurs, le tube laser est traversé par une tension supérieure à 15 000 V. Même si l’intensité est très faible (qqs < 15mA pour un tube de 40W), les risques associés sont importants voire potentiellement mortels.

Il y a également des risques de départ de feu, en particulier s’il la machine n’a pas d’air assist (voir article sur les évolutions de la machine)

Liste des défauts de conception pouvant engendre des risques de sécurité :

• Pas d’interrupteur de sécurité sur le capot de la machine. L’ouvrir ne stoppera pas la machine ni le laser
• La mise à la terre du châssis laisse à désirer (voir article sur les upgrades nécessaires)
• Interrupteurs d’origine de piètre qualité qui ne coupent pas toujours l’alimentation de la machine
• Absence d’air assist dans la version K40 originale

Unboxing de la découpeuse laser K40

J’ai reçu ma machine deux jours après l’avoir commandée … Les miracles d’Amazon

J’ai pris soin de prendre de nombreuses photos lors du déballage car Barbatronic avait eu la mauvaise surprise de recevoir un tube fêlé. Je vous conseille d’ailleurs ses vidéos sur la K40 qui sont très inspirantes sur les capacités de la machine mais aussi sur les upgrades possibles.
De mon côté, tube en parfait état, ça commençait bien !

Après avoir branché la machine et trouvé un petit réservoir d’eau, vient le moment de la première sous tension … Et là … Désillusion … Plusieurs problèmes sur la machine … Pas sûr que quelqu’un puisse être aussi malchanceux 🙂

1. Pas de retour à l’origine des axes à la mise sous tension …
   En fait, un des fils de masse de l’électronique n’était pas serré dans l’alimentation … Une fois la panne identifiée, un simple tour de vis m’a permis de passer à l’étape d’après
2. La butée de l’axe Y n’était pas bien positionnée et le capteur optique jamais obturé
   Une fois la butée re réglée, plus de problème et le HOMING (retour des axes à la position d’origine) fonctionne correctement
3. Le bouton ON/OFF laisse passer le 220V même quand sur la position OFF …
   Défaillance mécanique à l’intérieur du bouton … Une fois changé, j’ai récupéré (un peu) de sécurité
4. L’axe Y est constitué de deux chariots, chacun actionné par une courroie avec une barre de transmission entre les deux courroies … Cet axe n’était pas serré sur ma machine …

J’imagine avoir fait preuve de malchance, mais si on est pas un peu bricoleur, avec quelques connaissances en électronique, il se peut que la K40 ne soit pas le meilleur choix !

Electronique de la découpeuse laser K40

Ah … L’électronique de la K40 …
Vieux de 20 ans, le processeur principal de la carte électronique de la K40 n’est pas capable de gérer des instructions évoluées telles que du GCODE par exemple (langage utilisé par la plupart des imprimantes 3D par exemple)

Les concepteurs ont eu recours à de nombreuses astuces pour simplifier au maximum les instructions et le traitement de ces instructions par le processeur. Aussi, la carte principale une Moshi M2 Nano est compatible de très peu de logiciels et n’est pas capable de gérer non plus la puissance du laser via un pilotage logiciel.

C’est donc le panneau de contrôle de la machine qui permet de fixer la puissance du laser en début de coupe. La puissance du laser est donc fixe avec l’électronique d’origine de la machine (sauf à la faire varier manuellement pendant la coupe via le panneau). On verra dans des articles ultérieurs qu’il est possible, “assez” facilement mais avec un peu d’huile de coude quand même de passer sur une électronique plus adaptée à nos besoins et qui permettra de gérer la puissance du laser par logiciel.

Vue du panneau de contrôle du laser :

La puissance du laser est exprimée en pourcentage de l’alimentation !
Il est impossible de prédire à l’avance la relation entre l’intensité électrique qui traversera le tube laser (image réelle de la puissance du laser) et le pourcentage affiché. Sans micro ampèremètre sur la machine (voir article sur les add-ons indispensables), je conseille fortement de ne jamais dépasser 30% au risque de détériorer voire détruire le tube laser.

Le bouton à droite de l’affichage de la puissance permet de désactiver le laser. Ainsi, même si le logiciel demande un allumage du faisceau laser, ou même si on presse sur le bouton de déclenchement manuel du laser, ce dernier ne sera pas déclenché

Le bouton bascule rouge en bas à droite du panneau a exactement le même effet, même s’il est câblé différemment

Le bouton de déclenchement manuel permet de tester le laser, par exemple pour marquer légèrement le matériau pour positionner correctement la pièce à travailler ou encore pour régler l’alignement des miroirs

La LED rouge indique l’état de pilotage du laser via logiciel (ou via le bouton de test manuel)

Logiciels pour votre découpeuse laser K40

La suite logicielle fournie sur la clé USB est à oublier immédiatement.

Les logiciels à utiliser au démarrage sont :

• K40Whisperer (gratuit) qui a le bon goût d’intégrer le driver USB nécessaire au fonctionnement de la K40
  Il permet de faire toutes les opérations classiques d’une découpeuse laser.
  Il prend en entrée un fichier au format SVG (dessin vectoriel)
  Chaque couleur du dessin se verra affecter une opération parmi les 3 suivantes : Découpe (cut), Gravure (Engrave) ou Gravure d’image (Raster) pour les formes pleines
• Meerk40t (gratuit) plus complet mais un peu moins intuitif que K40whisperer ajoute des fonctionnalités complémentaires
  Il gère les caméras USB permettant (après réglage / calibration) de positionner les opérations de coupe / gravure parfaitement sur la pièce à travailler
  Il gère également une “pseudo” puissance en activant/désactivant le laser (ON/OFF) très rapidement. On appelle ça la modulation en PPM (pulse per minute)

Un autre logiciel (Lightburn), beaucoup plus puissant, plus rapide et plus … cher … sera abordé dans d’autres articles mais il n’est pas compatible de l’électronique de base de la K40 et nécessite donc des adaptations assez lourdes à ce niveau.

Pour générer les fichiers sources, je conseille le logiciel InkScape qui est gratuit et opensource et qui permet la création de fichier SVG complexe et la transformation de dessins en dessins vectoriels

Le processus d’utilisation de la découpeuse laser est donc le suivant :

1. Réalisation du dessin au format SVG avec Inkscape par ex.
2. Import du SVG dans K40Whisperer ou Meerk40t
3. Affectation des paramètres de coupe sur chaque couleur du dessin (dans K40Whisperer on gère seulement la vitesse de déplacement et le type d’opération (cut, engrave ou raster), dans Meerk40t on peut aussi moduler les PPM et donc régler vitesse de déplacement + une pseudo puissance)
4. Vérification que la machine est bien à l’origine de sa zone de travail
5. Vérification que le refroidissement fonctionne correctement
6. Réglage de la puissance du laser sur le panneau de contrôle et vérification que le laser n’est pas inhibé
7. Réglage de la hauteur du matériau par rapport à la lentille du laser
8. Démarrage du travail
9. Surveillance de la coupe pendant toute la durée du travail car risque de départ de feu

Améliorations de votre découpeuse laser K40

Voir l’article sur les améliorations indispensables de votre K40 : lien
Ou encore sur l’amélioration de son électronique : lien