sarah 
26. August 2015Auf der GPN15 (GulaschProgrammierNacht) vom 4.6.-7.6. in Karlsruhe hatte ich einen Talk über den OpenSource Lasecutter „Lasersaur“ gehalten. Zur Sprache kamen das generelle Design, die Vor- und Nachteile vom Originaldesign und die Änderungen, die wir im Fablab-Karlsruhe am Lasersaur gemacht hatten. Das Originaldesign vom Lasersaur gibt es hier: lasersaur.com
sarah 26. August 2015Die Tage bekam ich den Link zu einen neuen „revolutionären“ Laser für die Materialbearbeitung zugeschickt. Wieder hatten die Entwickler das Thema Lasersicherheit ignoriert, wieder schnappte die „Laser sind cool, lass uns was zusammenpfuschen“ zu. Dieser Laser brachte bei mir das Fass zu Überlaufen und ich denke, es ist Zeit, mal was über solche Laser, besonders in Hinblick auf das Thema Lasersicherheit und der DIN-EN 60825-1:2007 zu schreiben.
Es gibt zu viele Laser bei denen alle Sicherheit ignoriert wird, deshalb nehme ich exemplarisch die, die mir in der letzten Zeit vor die Flinte gekommen sind (sie sind nicht besser oder schlimmer als die anderen) und den Lasersaur, den wir im Fablab Karlsruhe haben.
Es geht hier um vier Laser, die ich hier behandeln möchte. Ich beziehe mich auf die Webseiten, wie sie am 5.8.’15 online waren.
Zelos Laser und die dazugehörige Kickstarter Kampagne.
Mr. Beam und die Kickstarter Kampagne.
Red Ant und die fehlgeschlagene Kickstarter Kampagne
Der Lasersaur ist ein OpenSource Projekt.
Vorweg noch einige Worte zur EN-60825-1
Die Norm ist gültig für Systeme die unter anderem als Endverbraucherprodukte eingesetzt werden. Lasersysteme, die zum Weiterverkauf an andere Hersteller gedacht sind, fallen nicht unter diese Norm, da das Endprodukt dann selber der EN 60825 (und anderen Normen) entsprechen muss. Ebenso sind Lasersysteme ausgenommen, die unter keinen Bedingungen über die Laserklasse1 hinauskommen.
Die EN 60825-1 beschreibt die MINDESTANFORDERUNGEN…….
Die Kandidaten:
Der Zelos Laser ist das neueste Kind und die Kickstarter Kampagne hat das Finanzierungsziel mehrfach erreicht. Der Laser besteht aus einem Rahmen aus Strangprofil die mit 3D gedruckten Verbindern zusammengehalten werden. Die Elektronik besteht aus einem Arduino Uno (clone), einem GRBL-Shield mit entsprechenden Treibern und entweder einer 300mW oder 2W Laserquelle mit 405nm (blau).
Mr. Beam hat seine Kickstarterkampagne erfolgreich abgeschlossen. Die Anlage besteht aus einem Holzrahmen mit den X-Y Mechaniken. Offiziell ist das kein Lasersystem mehr und im Shop werden inzwischen keine Laser mehr verkauft, aber im Text und in der Kickstarterkampagne wird immer wieder davon gesprochen, daß das ein Lasersystem ist: „Mr Beam is an open source DIY laser cutter and engraver kit“… “ It does not contain a laser, nor safety glasses, heatsink and focus lens.“. Angetrieben wird Mr. Beam aus einer Mischung von einem Arduino, einem Shield mit den Treibern und einem Raspberry-PI. Ich hatte die beiden Gründer auf dem 31c3 persönlich kennen gelernt nachdem ich meinen Talk über Lasersicherheit gehalten hatte.
Red Ant ist ein anderes Konzept. Anstelle von einem Halbleiterlaser wird ein CO2 Laser verwendet. Das System besteht aus einer großen Alubox in der sich alles befindet. Die 40W CO2 Laserröhre, die Elektronik und die Mechanik. Die Mechanik ist ziemlich interessant, es wird ein Arm ausgeklappt der sich entlang einer Achse bewegt und auf der sich wiederum ein Schlitten für die andere Achse bewegt. Der Strahl wird über Spiegel entlang der Achsen zur Fokuslinse geführt.
Der Lasersaur ist ein open Source Projekt der Nortd Labs. In einem großen Gehäuse befindet sich alles: die Laserröhre, die Elektronik, die Mechanik und die Strahlführung. Die mögliche Leistung wird nur durch die maximale Größe der Laserröhre begrenzt. Das System ist geschlossen, unter normalen Umständen kann kein Laserlicht aus dem System austreten. Das Fablab-Karlsruhe hat einen Lasersaur mit einigen Modifikationen erfolgreich aufgebaut.
Der kurze Prozess:
Ich gehe mal das Inhaltsverzeichnis der Norm durch und schaue, wie sich die vier Kandidaten so schlagen.
-Die Laserklassen:
– Schutzgehäuse:
EN-60825-1, 4.2.1: „Jede Lasereinrichtung muss ein Schutzgehäuse haben, das im installierten Zustand Zugang zur Laserstrahlung (einschließlich vagabundierender Strahlung) über den GZS der Klasse1 verhindert, es sei denn, der Zugang ist notwendig, um die beabsichtigte(n) Funktion(en) der Enrichtung auszuführen“.
Ich denke nicht, daß damit ein „mach was drum oder lass es bleiben“ gemeint ist, sondern, daß die Geräte tatsächlich ein Schutzgehäuse brauchen, zumal die alle die Klasse4 erreichen.
-Schlüsselschalter:
EN-60825-1, 4.6: „Jedes Lasersystem der Klasse 3B und der Klasse 4 muss einen schlüsselbetätigten Hauptschalter besitzen. Der Schlüssel muss abziehbar sein und Laserstrahlung darf nicht zugänglich sein, wenn der Schlüssel abgezogen ist.“
-Emissionswarnung:
EN-60825-1, 4.7: Letztendlich lässt sich das so zusammenfassen, daß es bei Klasse 3R, 3B und Klasse 4 in der Nähe vom Strahlaustritt eine Warnlampe bzw. ein akustisches Signal geben muss, wenn der Laser prinzipiell bereit zum feuern ist.
Ich kürze das mal ab, keins der Geräte erfüllt die Mindeststandards der Norm. Da die meisten Kunden eben keine Laserschutzbeauftragte sind und eben nicht wissen, wie mit etwas so gefährlichem umzugehen ist, halte ich es für absolut verantwortungslos, solche Laser auf die Menschheit los zulassen und die auch noch per Kickstarter zu bewerben.
Ein wichtiger Punkt ist noch das Thema Absaugung. Was beim Verändern von Material mit dem Laser an Rauch, Dampf und anderen Stoffen in die Luft abgegeben wird, will man schlicht nicht einatmen. Immerhin ist der Lasersaur geschlossen, so daß man sich Gedanken um eine Absaugung machen muss. Das steht auch im Manual vom Lasersaur. Das Zeug sollte dann auch nicht einfach nur in die Umwelt geblasen werden, sondern sinnvoll gefiltert werden.
Einzig der Lasersaur hat Potential, da er von sich aus schon ein Schutzgehäuse mitbringt. Er lässt sich auf die Norm hin so verändern, daß ein gefahrloser Betrieb möglich ist.
sarah 20. Februar 2015
Zur Vorbereitung meiner Vorträge wollte ich wissen, wie sich die Kombination „Laser + Haut“ verhält. Da ich mich dann doch nicht traute, selber die Finger in den Strahl zu halten, fand ich in Schwarte einen passenden Ersatz, die jeweils 5-6 mm dick war und frisch vom Schlachter kam. (Vorweg, ich empfehle, diesbezügliche Experimente mit Haut, an der noch ein Mensch oder ein Tier dranhängt, zu lassen……)
Das ganze ist nicht als hochwissenschaftliches Experiment gedacht, sondern um eine Vorstellung davon zu bekommen, was passiert, wenn mit einem Klasse 4 Laser auf Gewebe gelasert wird.
YAG:
Der erste Test war mit einem YAG Faserlaser, 1062nm Wellenlänge (nahes IR), 20Wmax, 1mJmax. Die Ablenkungsgeschwindigkeit vom Strahl war 1000mm/Sekunde, Pulsfrequenz war 20KHz, die optische Leistung betrug 18W und der Strahl war auf die Hautoberfläche fokussiert. Die gelaserte Fläche war 20x40mm groß und gefüllt.
Für mich war die große Überraschung, dass ich nach einer Minute lasern keine oberflächlichen Veränderungen der Haut sehen konnte, bis auf die Tatsache, dass die Borsten der Schwarte mit entsprechender Geruchsbildung verschwunden waren.
Interessant war, die ganze Angelegenheit mit einer Wärmebildkamera zu beobachten. Das Gewebe heizte sich von innen her auf und hielt ziemlich lange die Wärme. Für mich sieht das Ganze ziemlich schmerzhaft aus…
CO2:
Der zweite Test erfolgte mit dem CO2 Lasercutter aus dem Karlsruher FabLab. Der Laser hatte 10600nm Wellenlänge (fernes IR) bei maximal 100W optischer Ausgangsleistung und läuft im CW Betrieb. Für den Test hatte ich leider kein Leistungsmessgerät für die Laserstrahlung zur Verfügung, aber die optische Leistung dürfte bei maximal 100W liegen.
Der erste Versuch lief mit 1000mm/Minute Beschriftungsgeschwindigkeit und 10%, 50% und 100% der Leistung.
Was dann passierte war für mich, die das noch nie gesehen hatte, eindrucksvoll und erschreckend zugleich. Ich hätte nicht erwartet, dass bereits bei 10% Leistung so viel zu sehen ist. Die Schmerzen, die dabei entstehen können, laufen für mich unter ‚unvorstellbar‘. Eindrucksvoll war auch der dabei entstehende Gestank, der fast nicht auszuhalten war.
Ich denke mal, dass das Bild für sich selbst spricht, es ist wohl überflüssig vor der Laserstrahlung zu warnen.
Bei der „100% 1000mm/Minute“ Beschriftung sind einige Inhalte der Zahlen herausgeschnitten und heruntergefallen.
Die Beschriftung beim zweiten Versuch mit 8000mm/Minute, war dann nicht mehr so tief, aber das war dann auch zu erwarten.
Von Äpfeln und Birnen:
Diese beiden Experimente lassen sich eigentlich nicht wirklich miteinander vergleichen, es gibt da zu viele Unterschiede:
Yag:
– Gepulster Betrieb.
– 1062nm Wellenlänge, was nahes Infrarot ist.
– Sehr hohe Ablenkgeschwindigkeit vom Strahl.
– Beleuchtung einer großen Fläche per Zeit.
CO2:
– Dauerstrichbetrieb (CW)
– 10600nm Wellenlänge, was fernes Infrarot- und eher der Wärmestrahlung ist.
– Langsame Ablenkgeschwindigkeit vom Strahl.
– Beleuchtung einer sehr kleinen Fläche per Zeit.
Bei Gelegenheit werde ich das Experiment mit dem Yag Laser wiederholen und zumindest die Ablenkgeschwindigkeit von dem Experiment mit dem CO2 Laser verwenden um so besser die Wirkungen auf Gewebe darstellen zu können, der CO2 Laser ist durch die Bauweise mit Schrittmotoren in der Strahlablenkung zu langsam um mit der Ablenkungsgeschwindigkeit der Galvanometer im YAG Laser mitzukommen.
Als Fazit lässt sich sagen, Finger weg vom Laserstrahl.
sarah 31. Januar 2015Wie ich heute erst festgestellt habe, verstarb am 27.1.2015 der Erfinder des Lasers, Charles Hard Townes. So wie ich es verstanden habe, hatte er sehr viel Spaß an der Forschung und Wissenschaft.
Thanks for these amazing ‚toys‘!
Best Regards,
Sarah
sarah 31. Januar 2015Jedes Jahr findet zwischen den Feiertagen im Dezember der ‚Chaos Communication Congress‘ statt. Inspiriert und beflügelt durch meinen Vortrag auf der MRMCD hatte ich mich dazu entschlossen, auf dem 31c3 ebenfalls einen Talk über Lasersicherheit zu halten. Das Problem war, daß ich nur 30Minuten zur Verfügung hatte. Ich musste nun alles, was mir wichtig ist, in diese Zeit zu pressen und einiges andere, was mir ebenfalls wichtig ist, musste ich leider auslassen.
Ein Vergnügen war, daß ich im Saal1 sprechen durfte und 1500-2000 Zuhörer hatte.
Hier nochmal einige Normen aus dem Talk:
– BGV B2: UVV
– DIN-EN 60125-1: Sicherheit von Lasereinrichtungen – Klassifizierungen von Anlagen und Anforderungen
– DIN-EN 60125-4: Sicherheit von Lasereinrichtungen – Laserschtzwände
– DIN-EN 207: Persönlicher Augenschutz – Filter und Augenschutzgeräte gegen Laserstrahlung
There is more to come……
sarah 31. Januar 2015Auf der GPN14 in Karlsruhe wurde ich von einigen Teilnehmern gefragt (oder eher genötigt) mein Wissen über Lasersicherheit weiterzugeben. Es wurde sich damit abgefunden, daß ich auf der MRMCD14 vom 5.9.-7.9. 2014 in Darmstadt einen Talk darüber halten werde.
Der Vortrag ist sicherlich nicht perfekt und bei weitem nicht ausführlich genug, aber 50min. sind dafür auch etwas kurz.
sarah 1. Januar 2015Willkommen bei der Laserlady 
Seit zwei Jahren beschäftige ich mich beruflich mit der Entwicklung von Laserbeschriftungssystemen. Was zuerst ’nur‘ Beruf war, entwickelte sich immer mehr zur Leidenschaft. Selbst so -auf den ersten Blick- langweilige Dinge wie die DIN-EN 60825-1, die Maschinenrichtlinie, die Niederspannungsrichtlinie und das Thema EMV haben ihren Reiz und sind interessant.
Vor einem halben Jahr kam ein CO2 Lasercutter im Fablab-Karlsruhe mit dazu und meine Erfahrung im Beruf waren sehr hilfreich beim Aufbau der elektrischen Systeme.
Es geht mir hier um das weite Thema Laser. Ganz besonders um die Sicherheit von Lasersystemen, um Anwendungen und auch darum, mit Lasern Spaß zu haben.
LG,
Sarah