Оборудование для лазерной резки металла и дерева

Аппараты лазерной резки и гравировки используются для изготовления сувениров, рекламной продукции, мебели, столярных изделий. Замена ручного труда резчика по дереву и металлу позволяет выполнять работу быстро и точно. С помощью лазерного луча максимально качественно создаются сложные детали.

Принцип работы и устройство лазерно-гравировальных станков

Стоимость лазерного оборудования постепенно снижается и сегодня оно доступно даже для небольших мастерских. При этом производительность и качество работы у бюджетных моделей практически не уступает промышленным аналогам. Благодаря бесконтактной технологии можно обрабатывать бумагу, кожу и полиэтилен — материалы, которые раньше автоматически обрабатывать было очень сложно.

Принцип работы этого оборудования аналогичен фрезерным установкам с ЧПУ по металлу. Конструкция также состоит из:

• монолитной станины;
• горизонтальной столешницы;
• мобильного инструментального портала над рабочей плоскостью, на котором расположена головка излучателя лазера.

Перемещение исполнительного органа производится за счет шагового электромотора, управляемого числовым программным устройством в соответствии с составленной программой. ЧПУ управляет и мощностью лазера и функционированием других механизмов.

Оптическая составляющая лазерного оборудования включает:

• лазерную трубку;
• головку излучателя;
• зеркала-отражатели;
• линзу фокусировки.

В трубку закачивается газовая смесь из гелия, диоксида углерода и азота. Устройство ее включает несколько слоев. Через повышающий трансформатор в газовую среду подается напряжение и формируется луч. Он фокусируется линзой, зеркалами направляется в нужную точку. Головка излучателя перемещается над материалом, проводят обработку по любым направлениям. В процессе работы трубка постоянно охлаждается водой, прогоняемой насосом.

Принцип работы лазера

Для получения лазерного луча необходимо наличие:

• источника энергии извне;
• активной среды;
• оптического резонатора.

Источник энергии вносит в активную среду (кристалл) фотоны, несущие определенный заряд. Фотоны вытягивают из активной среды аналогичные себе частицы. Усилитель заставляет фотоны двигаться активнее, чаще сталкиваться с атомами среды и выбивать все новые фотоны. Через полупрозрачное стекло резонатора фотоны пропускаются наружу в виде узкого луча.

Существует множество конструкций лазеров по металлу и дереву, которые делятся по мощности и размерам, типу внешней энергии и активной среды.

Лазерный луч, сфокусированный в одной точке, обладает высоким содержанием энергии, достаточным для проникновения в любой материал. В месте попадания материал начинает плавиться или гореть. Отличие от обычной резки в отсутствии отходов, которые испаряются. Если материал небольшой толщины или луч достаточно мощный, возможна сквозная резка металла.

Преимущество лазерной резки в тонком резе и малой «травматизации» материала, отсутствии деформации и перегрева. Обрабатывать можно детали любых размеров и форм из любых материалов, например, мягких, которые невозможно обработать резцами или очень твердых металлов.

Обзор лазерных трубок

Мощность и качество лазерной трубки во многом определяет работу станка. Поэтому рассмотрим несколько видов относительно недорогих китайских трубок, используемых в установках для обработки дерева, пластика и других материалов по мере возрастания цены и качества.

Безымянные изделия производства Поднебесной — производятся из стекла и отличаются минимальным сроком действия (20 — 1500 часов);

Трубки марки «Ченду» — изготовлены из стекла, более стабильны и отличаются более качественной вставкой линз. Тепло отводится за счет охлаждающего латунного кожуха. Выдерживает от 1600 до 3000 часов работы.

Трубки «RECI» — не оснащены системой охлаждения, более толстые и короткие. Габариты важны при выборе под определенный станок. Чувствительны к температуре воды, поэтому желательно дополнять его фреоновым чиллером. Контакты не припаиваются, а вставляются в клеммы, хорошо заизолированы. Достаточно мощные по сравнению с аналогичными моделями других производителей. Если эксплуатировать трубки в соответствии с инструкцией, вырабатывают до 10000 часов, но в среднем около 6500 часов.

Трубки «RF-tube» и «SYNRAD» — приблизительно равные по качеству, но первые обладают меньшим ресурсом и стоимостью.

Брендовые трубки обычно идут с инструкциями и подробными описаниями, они намного дороже китайских, но далеко не всегда лучшего качества.

Особенности конструкции

Корпус аппарата из металла может быть разборным, что удобно для его транспортировки. Существуют модели с ящичками, в которых можно хранить разные мелочи.

Подъемные столы удобны для работы с деталями большой толщины. Регулируется движение столешницы рукояткой или кнопками. Некоторые модели оснащены ротором для обработки цилиндрических деталей.

Направляющие из металла бывают с круглым или прямоугольным сечением. Оборудование с круглыми направляющими стоит меньше. Лучшие модели оснащены роликовыми механизмами, они быстро и качественно работают. Однако ресурс выработки роликов не велик, их придется периодически обновлять.

Рабочий стол. Может состоять из ламелей-ножек, которые удобно вынимать и вставлять на место при работе с крупными деталями. Для работы с мелкими заготовками и мягкими материалами стол дополняют ячеистой решеткой. Ее необходимо своевременно чистить, иначе ячея забивается и мусор в щелях горит.

Компрессор и вытяжка должны входить в комплект, чем они мощнее, тем лучше. Их функция — отвод дыма и газов, выделяющихся во время плавления материалов.

Лучевой указатель. Красный луч указывает на место обработки. Без этой функции можно обойтись, она полезна лишь для определения точности прицела.

Электроника. По мнению многих пользователей самые удобные контроллеры MPC 05, они надежны и просты в управлении. В последнее время наибольшее распространение в РФ получило оборудование на МРС 6535 и 6515. К работе с ними необходимо приспособиться, среди пользователей есть нарекания.

В комплекте к станку идет программное обеспечение, покупать ничего не нужно, работает под AutoCAD, LaserCut, Corel Draw.

Виды лазерных станков

Любой станок лазерной резки можно назвать универсальным, он справится с обработкой:

• дерева;
• металла;
• пластиков;
• стекла;
• резины;
• полиэтилена;
• тканей;
• бумаги;
• кожи;
• минералов.

Тем не менее, в каждой линейке оборудования существует разделение по специализации.

Таблица 1. Технические характеристики некоторых моделей лазерных станков с ЧПУ

Лазерные настольные граверы с ЧПУ

Компактное оборудование, которое может работать в любом помещений, даже в квартире. Оснащается качественной оптикой, но слабым лазером, достаточным для выполнения отличных изображений на поверхности, вырезания деталей из тонких материалов (кроме металлов). Немного уступает по скорости работы более мощным установкам. Лазерные граверы примеряют в мелком производстве изделий с маркировками, градацией, ювелирной продукции и сувениров.

Гравировально-лазерные станки с ЧПУ

Выполняются компактными или напольными с большим ассортиментом размеров рабочей поверхности от 50 см до 2 метров в длину. Аппараты используются в серийном производстве, устанавливаются в оборудованном помещении и выдерживают плотный производственный цикл эксплуатации. Оборудование заключено в цельнолитой тяжелый корпус, качественно погашающий вибрации во время работы. Такие устройства используются в основном для раскроя и лазерной резки металлических листов, которая выполняется на высокой скорости, а также гравировки деталей. Самые эффективные станки оснащаются парой лучевых трубок и могут одновременно работать с двумя деталями. Производительность увеличивается при установке лазера на мобильную платформу.

Лазерные маркеры с ЧПУ

Это компактное оборудование, выполняющее высококачественные изображения на максимальной скорости. Маркеры используются для гравировок плоских и объемных деталях. Рисунок получается очень четким и долговечным, с мельчайшей детализацией. Такой уровень прорисовки достигается благодаря специальной конструкции оптики: некоторые линзы передвигаются относительно друг друга, потому создается двухмерный луч, способный обрабатывать деталь под любым углом. Излучатель в таких станках представляет собой объектив, обеспечивающий стабильные показатели. Маркеры обрабатывают небольшие плоскости, но обеспечиваются программой управления еще в заводской комплектации. Поэтому для начала работы необходимо только подключить ЧПУ лазер к электропитанию.

Презентация возможностей лазерных станков с ЧПУ в видеороликах: