LaserAtelier — graver ce qui n'est pas plat

Ce que ça fait

Marquer, graver, tramer, découper

Marquage, gravure remplie, photo tramée, découpe multi-passes, projection sur surface 3D, grilles de test et planches de calibration. Le détail de chaque mode est sur le site de l'atelier — cette page-ci raconte plutôt pourquoi il est fait comme ça.

Vingt-deux panneaux, un par mode. En voici six — cliquer pour agrandir.

Le panneau Grille de test : plages de puissance et de vitesse, nombre de cases, étiquettes — **Grille de test**
mesurer avant de calculer

Le panneau Marquage sur surface courbe : suivi de relief, défocus, contrôle anti-collision — **Marquage sur surface courbe**
la raison d'être du projet

Le panneau Gravure photo : image, tramage, résolution, plages de puissance — **Gravure photo**
et ses huit tramages

Le panneau Calibration défocus : bande de test, puis saisie des deux largeurs de point mesurées — **Calibration du défocus**
où l'on saisit les deux mesures

Le panneau Nuancier : génération d'une planche de tons, puis saisie des noirceurs jugées — **Nuancier**
la planche qui nourrit la courbe

Le panneau Calligraphie : police, plume, contraste, épaisseur de trait — **Calligraphie**
le plus récent des modes

Ces captures ne sont pas prises à la main

Elles sortent du dépôt LaserAtelier, où un script les régénère toutes en une commande. Il passe par le harnais des tests : la configuration est redirigée vers une copie jetable, si bien que capturer ne peut pas écrire dans les mesures au pied à coulisse accumulées sur l'établi.

La contrainte

À l'arrêt, le laser ne grave rien

Une particularité de la machine commande toute la génération du G-code, et elle n'est écrite nulle part dans les manuels de laser.

Sur cette PrintNC, la couche HAL met la puissance du laser à l'échelle du rapport entre vitesse réelle et vitesse demandée — c'est ce qui évite de brûler dans les angles, où la machine ralentit. Conséquence directe : à l'arrêt, la puissance est forcée à zéro.

Un point obtenu par une temporisation — la façon naturelle de faire un pointillé — ne grave donc rien du tout, et le travail sort silencieusement blanc. Chaque marque ponctuelle est un micro-trait : un court déplacement dont la vitesse reproduit le temps d'exposition voulu.

Le même point, obtenu de deux façons. À gauche, la vitesse tombe à zéro et emporte la puissance avec elle. À droite, un court déplacement garde les deux non nulles.

Et un S entre deux G1 arrête la machine

Toujours sous LinuxCNC, changer la puissance par le mot S entre deux mouvements force un arrêt : 76 ms par bloc contre 22,5, mesurés. Sur un tramage modulé, où la puissance change à chaque trait, cela saccade tout le travail et le rallonge d'un facteur trois. La puissance voyage donc par M67 E0 Q<v>, une sortie synchronisée avec le mouvement. Sans effet en GRBL, qui ignore M67 et n'a pas le problème.

La méthode

Le bois a toujours raison

Les défauts les plus coûteux de ce projet n'ont jamais été trouvés par un test ni par une relecture de code. Ils ont été trouvés en regardant une planche — ou en écoutant la tête bouger.

🎨

Six tons jugés identiques

Une planche de nuancier a montré six tons notés « 100 % de noirceur » — dont un qui ne gravait rien du tout. La courbe calibrée rendait la même recette pour toutes les noirceurs demandées, en silence. Un nuancier bien rempli n'est pas une preuve que la chaîne fonctionne.

🌗

Un dégradé sorti tout noir

Un dégradé qui aurait dû aller du clair au foncé est sorti uniformément noir : la chaîne photo était fausse d'un bout à l'autre. Et la mire censée la valider portait le même défaut — elle ne pouvait donc pas le détecter.

⏱️

Quatre bandes, quatre vitesses

Quatre bandes à énergie identique mais à quatre vitesses différentes ont donné quatre noirceurs différentes. La noirceur ne dépend donc pas que de l'énergie, mais aussi du temps de séjour — ce qu'aucune correction de formule ne pouvait rattraper.

👂

Entendu, pas vu

Deux fois, c'est le bruit de la tête qui a trahi des déplacements inutiles dans les tramages à points — la seconde fois un mois entier après le « correctif ». Aucun test ne regardait cette propriété-là.

La règle qui en découle

« Cette plage est plus foncée que celle-là alors qu'elle devrait être plus claire » est une mesure, et elle tranche. Quand une hypothèse et le bois ne sont pas d'accord, c'est le bois qui a raison — et mieux vaut demander une petite planche de contrôle que théoriser : trois mécanismes faux ont été proposés en un après-midi avant qu'une gravure ne tranche.

Sous le capot

Comment c'est fait

La partie technique, repliée : à dérouler seulement si le sujet intéresse.

Le modèle de défocus, calibré sur deux mesures jamais deviné

Pour noircir une surface en un seul passage, le remplissage éloigne le bec du foyer : le point s'élargit et des hachures espacées se recouvrent. Le modèle est un cône de divergence linéaire calibré à partir de deux mesures réelles du point — au foyer, puis à un défocus connu. Une bande de calibration les fournit ; on les saisit une fois, et tous les modes concernés les réutilisent.

Aucune constante optique absolue n'est supposée — seulement des rapports à un point mesuré.

Défocaliser étale la même puissance sur un point plus large : l'énergie par unité de surface baisse, et sous un seuil le trait ne marque plus.

F ∝ P / (d · v) l'aire du point grossit en d², mais le temps de séjour grossit en d — d'où le 1/d net

Les modes concernés demandent donc un réglage de référence connu bon sur le matériau, et compensent la puissance pour retrouver la même fluence à la largeur de point et à la vitesse courantes.

Suivre une surface 3D sans y passer la matinée ×1200

La sonde de hauteur Z faisait à l'origine une intersection géométrique OpenCascade par point sondé, environ 5 ms chacune. Sur un remplissage dense, cela fait des dizaines de milliers d'intersections et plusieurs minutes d'attente.

Elle repose maintenant sur une tessellation unique de la surface, suivie d'une interpolation barycentrique par point. On paie une fois un petit coût de préparation — le maillage — pour rendre ensuite chaque requête quasi gratuite, au lieu de payer le prix fort à chacune des dizaines de milliers de requêtes.

Calcul	avant	après	gain
Projection du motif sur la surface 3D	66,2 s	0,06 s	×1200
G-code marquage courbe (1^er calcul)	107,0 s	0,18 s	×600
G-code marquage courbe (recalcul)	11,8 s	0,18 s	×65
Hachures 0,2 mm sur 24 faces à trou	2,6 s	0,08 s	×33
Grille de test 6×6, hachures 0,2 mm	1,1 s	0,06 s	×17

La précision, vérifiée et non supposée

L'écart Z entre le maillage et la vraie surface est borné à 0,05 mm, et validé contre l'ancien calcul exact sur 300 points au hasard : erreur maximale mesurée 0,046 mm. Négligeable devant la tolérance de foyer du laser, de l'ordre du dixième.

Le bec, et pourquoi il a été amputé anti-collision

Le module est un LT-80W-AA-PRO, diode 10 W optiques. La pièce carrée qui entourait son nez a été retirée : sans elle, la tête peut plonger vers une surface courbe sans heurter la pièce. C'est cette modification matérielle qui rend possibles les modes sur surface 3D.

Le contrôle anti-collision ne modélise donc que le cône restant :

Dimension	valeur
Diamètre à la pointe (point le plus bas)	5 mm
Diamètre au sommet du cône	16 mm
Hauteur du cône	18 mm

Un autre laser demande un autre profil

Ces trois cotes viennent de ce module. Sur un bec de géométrie différente, le contrôle sous-estimerait ou surestimerait les collisions. Le profil s'édite depuis les préférences de l'atelier, sans toucher au code — mais il doit être adapté avant d'utiliser les modes sur surface courbe.

Pour aller plus loin

La documentation est ailleurs

LaserAtelier est le seul de ces logiciels à avoir déjà son site complet. Cette page ne le remplace pas : elle raconte ce qu'il ne raconte pas.

Sur le site de l'atelier

Installation et prérequis
Les modes un par un, avec leurs captures
Calibration et préférences
Le contrat G-code, ses trois dialectes
Réglages LinuxCNC, et une FAQ

laser.atelierduverdier.fr

Ailleurs

Le manuel de l'atelier, en PDF
Le dépôt — code public, LGPL-2.1-or-later
Une démonstration en vidéo

Version 2.99.40 au moment où cette page a été engendrée — lue dans laser_core.py, jamais recopiée à la main.