что такое лазерная трубка
Как работают лазерные трубки CO2
Лазерная трубка CO2
Лазерная трубка CO2 позволяет осуществлять следующие действия:
Мощность трубки определяется моделью и типом станка, а их эксплуатационный срок зависит от мощности и соблюдения правил эксплуатации.
Модели станков, оснащенные лазерными трубками CO2, не могут быть использованы для работы с металлами. Это обусловлено длиной лазерной волны, которая из-за своих параметров отражается поверхностью металла.
Все прочие материалы газовые станки способны обработать максимально быстро и качественно. В качестве сырья подходят:
Конструкция
Формирование лазерного луча CO2 начинается в колбе из стекла, имеющей несколько автономных контуров, которые герметично запаяны. В одном из изолированных отделений находится газовая смесь, которая при определенном воздействии способна создавать фотоны.
Источником воздействия при этом служат электроды, которые располагаются внутри отсека. Также в контуре с газовой смесью находятся оптические резонаторы (несколько зеркал, которые предназначены для придания фотонам, образовавшимся под воздействием электрического импульса, скорости и направления).
Зеркало, имеющее частичную прозрачность, служит точкой выхода для светового потока из трубки, после чего он попадает на специальную линзу, которая фокусирует его в тонкий луч. Чтобы обеспечить дополнительную мощность и ускорить движение фотонов, на внутреннюю поверхность отсека с газовой смесью нанесен катализатор из серебра. Мощность излучения при этом регулируется встроенными резонаторами.
Создание лазерного луча представляет собой процесс, сопровождаемый высокими температурами и интенсивным выделением тепла. Чрезмерный перегрев негативно влияет на газы, которые под воздействием тепла разлагаются, обедняя смесь. Поэтому конструкция оснащена охлаждающей системой – во время работы лазерной трубки для охлаждения отсека с газовой смесью вокруг него циркулирует вода. Охлаждение жидкости происходит в емкости, которая входит в терморегулирующую систему станка с ЧПУ.
Станки с лазерными трубками CO2 могут быть:
Лазерные трубки CO2 отличаются по нескольким основным параметрам:
1. Мощность. Это основной фактор, от которого зависят способности станка в отношении скорости и качества обработки материалов. Самые слабые излучатели имеют заявленную мощность в 35–40 Вт, излучатели со средней мощностью – 70–100 Вт и высокомощные трубки – до 200 Вт.
2. Длительность периода эксплуатации. Эта характеристика влияет на продолжительность работы трубки. Минимальное значение параметра составляет 3000 часов, максимальное значение, гарантированное производителем, составляет до 10 000 часов. При бережной эксплуатации срок службы трубки может превысить заявленный в несколько раз.
3. Длина трубки. Может составлять от 700 до 2050 мм. Диаметр самых маленьких трубок составляет от 50 до 60 мм, стандартным значением является диаметр, равный 80 мм.
Принцип работы
Световой поток образуется за счет передачи энергии с помощью молекул азота к молекулам углекислого газа. Активной средой при этом является газовая смесь, состоящая из углекислого газа, азота и гелия, а в некоторых случаях – водорода или ксенона.
Лазерные трубки для станков ЧПУ
Лазерно-гравировальное оборудование с программным управлением предназначено для резки различных материалов и нанесения изображений на поверхность изделий и заготовок. Для обработки металлов и пластиков используют оптоволоконные лазерные станки, со всеми остальными материалами (от ткани до дерева) работают газовые лазеры, о которых и пойдет речь.
Стеклянные колбы для лазерных трубок импортируются из Германии и изготавливаются по специальной технологии, гарантирующей герметичность изделия
Лазерная трубка: конструкция и принцип работы
Формирование луча в CO2 лазерах происходит в стеклянной газовой трубке, которая и является самым главным устройством в станке. Излучатель имеет несколько контуров, изолированных друг от друга и герметично запаянных. В одном отсеке, расположенном в центре, находится смесь из нескольких газов (CO2, He и N2), способных создавать фотоны под действием электроразрядов. Источником импульсов выступают электроды, заведенные внутрь отсека и подключенные к высоковольтному блоку питания. Там же, в контуре с газами, находятся оптические резонаторы (два зеркала, одно из которых полупрозрачное), предназначенные для разгона частиц с целью придания им мощности и скорости. Полупрозрачное зеркало служит точкой выхода потока из трубки, после чего он проходит через систему отражающих зеркал и попадает на специальную линзу, фокусирующую его в тонкий луч. Для придания дополнительной мощности и ускорения процесса разгона фотонов на внутреннюю стенку отделения с газосмесью нанесено катализирующее напыление из серебра, а мощность излучения можно настраивать, регулируя резонаторы.
Создание лазерного потока — это высокотемпературный процесс, так как формирование частиц сопровождается интенсивным тепловыделением. Излишний перегрев очень вреден для газов, которые начинают разлагаться, обедняя смесь, поэтому для своевременного охлаждения газового контура вокруг него циркулирует жидкость, заполняющая второй отсек. Вода поступает в трубку и вытекает из нее через специальные отводы к которым подсоединены шланги. Охлаждение жидкости происходит в емкости, входящей в систему терморегуляции.
Различия газоразрядный лазерных излучателей
Несмотря на то, что конструктивно и визуально все газовые трубки одинаковые, есть несколько ключевых параметров, по которым они различаются:
Основной фактор, определяющий возможности трубки в плане обработки материалов и сферу применения. Мощность самых слабых излучателей не превышает 35-40 Вт. Такие устройства используются больше для гравировки либо для handmade творчества (аппликации и игрушки из фетра, конструкторы из фанеры, бумажные открытки и т. д.), так как качественно резать более толстые материалы они не в состоянии. Среднемощные трубки имеют рабочий диапазон 70-100 Вт и одинаково успешно гравируют и режут материалы (если говорить о фанере, то толщина листа не должна превышать 12 мм, для оргстекла допускается увеличение этого параметра до 15 мм). Станки, оснащенные такими трубками, можно встретить практически на любом не крупном предприятии. Профессиональные излучатели демонстрируют до 200 Вт на максимальных режимах и применяются для резки толстых материалов в промышленных масштабах.
Параметр, влияющий на продолжительность работы трубки. Минимальный срок эксплуатации устройств составляет 3000 часов, максимальный, гарантированный производителем, доходит до 10000 часов, а при бережном использовании может даже превысить эту цифру. Для этого необходимо следить, чтобы трубка не перегревалась, подключать подходящие блоки розжига и по возможности не использовать трубку на максимальных режимах.
Длина трубки может варьироваться от 700 мм до 2050 мм. Самые маленькие имеют также и меньший диаметр (50-60 мм), в то время как стандартный для всех остальных составляет 80 мм. Небольшие излучатели устанавливают преимущественно в лазерные граверы или компактные настольные станки для резки.
Помимо этого лазерные трубки могут отличаться системой крепления контактных проводов (болтовая, метод пайки), наличием или отсутствием системы принудительного охлаждения резонаторов и силиконовых защитных колпачков.
Материалы для работы с лазерными трубками
Как уже упоминалось, газовые излучатели работают с неметаллами, что обусловлено длиной волны лазера, который отражается от металлических поверхностей. Все остальные материалы лазерный луч обрабатывает качественно и быстро. В список подходящего для работы сырья входят:
Бумага представляет собой довольно сложный материал для фигурной резки, так как склонна рваться и сминаться, однако, лазерный луч в состоянии вырезать на ней тончайшие ажурные узоры, сохранив поверхность в целостности
Область применения лазерных трубок
Резка и гравировка материалов с использованием лазерного луча является самой точной и экономически эффективной, поэтому сфера применения станков, оснащенных газоразрядными трубками, очень обширна и включает в себя такие области, как:
Лазерная трубка СО2
Лазерная трубка СО2
Лазерная трубка CO2 – это излучатель и ключевая деталь лазерно-газового (углеродного) станка. Ее параметры непосредственно влияют на производительность и качество обработанных материалов или изделий. Поскольку такие станки являются очень популярными и могут работать практически с любыми заготовками, кроме металлических, то их главный элемент тоже весьма востребован.
Конструкция и принцип действия
По своей конструкции лазерная трубка СО2 – это герметично запаянная стеклянная колба, состоящая из нескольких автономных емкостей. Одна из них заполнена углеродом с добавлением азотно-гелиевой смеси. Под действием электроимпульса в этой газовой среде происходит реакция создания фотонов с образованием лазерного излучения, которое затем формируется в луч и используется для работы станка.
Сам процесс происходит в таком порядке:
Поскольку формирование лазерного луча сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, а газы под ее воздействием могут распадаться, нарушая состав смеси, то в трубке применяется водяное охлаждение. Принцип его действия заключается в циркуляции вокруг отсека с газами холодной воды, охлаждение которой осуществляется в системе терморегуляции станка.
Основные параметры
Лазерные трубки CO2 обладают такими параметрами:
Кроме того, лазерные трубки CO2 могут различаться некоторыми конструктивными особенностями. В зависимости от этого выделяют модели:
Излучение, производимое лазерной трубкой, характеризуется длиной волны в 10,6 мкм. Это и есть основная причина невозможности обработки металлов, от которых она просто отражается.
Плюсы и минусы использования
Среди достоинств данного элемента лазерного станка выделяют такие особенности:
К минусам использования лазерной трубки СО2 относят:
При выборе лазерной трубки необходимо прежде всего учитывать мощность и гарантированный срок службы. Также следует проверить ее целостность (отсутствие трещин и других повреждений) и качество работы на минимуме и максимуме мощности.
Сфера применения
Газовые станки с лазерной трубкой СО2 позволяют обрабатывать:
В зависимости от мощности трубки лазерный станок может выполнять разные работы:
За счет такого свойства газовый CO2 станок является универсальным. Достаточно изменить уровень мощность трубки, чтобы придать ему дополнительные функции.
Правила эксплуатации
Как указывалось выше, срок службы трубки можно продлить в несколько раз, если использовать ее грамотно и бережно. Для обеспечения бесперебойной работы излучателя требуется выполнение таких условий:
Если со временем появилась необходимость в дополнительной заправке газом, то сделать это можно, но нецелесообразно, поскольку срок эксплуатации после этого будет непредсказуемым.
Сравнение моделей
Самыми популярными лазерно-газовыми трубками считаются марки Reci и Lasea. При выборе конкретных моделей рекомендуется обратить внимание на такие варианты:
При сравнении этих моделей по динамике расходимости луча наилучшую стабильность показала Reci. У Lasea диаметр пучка несколько увеличивался вместе с увеличением дистанции. При этом Lasea считается более качественной по сравнению с Reci, которая востребована преимущественно у владельцев станков китайского производства.
Что такое лазерная трубка
Что такое лазерная трубка
Чтобы лазерный станок смог воздействовать на материал, происходит следующее:
Благодаря тому, что в лазерной трубке запаяна газообразная смесь из диоксида углерода (CO₂), азота (N₂) и гелия (He), а также под воздействием импульса (электрического разряда), в ней происходит особая химическая реакция. Результатом данной химической реакции является лазерный пучок или другими словами, регулируемый поток лазерного излучения. Лазерный пучок, в свою очередь, преобразуется в лазерный луч, который и дает возможность мощного воздействия на разнообразные материалы.
Мощностью лазерного луча можно управлять. Поэтому и функции у него разные:
Таким образом, лазерная трубка CO₂ дает возможность станку, как резать материал, так и гравировать его. Это и есть основные функции лазерного станка, которым управляет оператор. Углекислый газ, который лежит в основе газообразной смеси, дал название и лазерным трубкам CO₂.
Модель станка определяет и мощность лазерной трубки. Любая базовая модель лазерного станка укомплектована трубкой.
Разработчики стеклянных лазерных трубок CO₂ не останавливаются на достигнутом. Лидером в этой области являются лазерные трубки RECI. Их производит компания из Китая Beijing Reci Laser.
Срок эксплуатации лазерных трубок напрямую зависит от того, соблюдаются ли определенные правила и условия.
Некоторые особенности использования лазерной трубки
1.Лазерные трубки CO₂ будут работать без перебоев, если во время эксплуатации они будут своевременно охлаждаться. В противном случае, поломок не избежать. Производители лазерных станков Rabbit предусмотрели этот нюанс. Они дополнили свои станки системой водяного охлаждения лазерной трубки.
2.От блоков розжига зависит стабильная работа лазерных трубок. Чтобы лазерный станок работал бесперебойно и качественно, блока розжига и трубка должны иметь одинаковую мощность.
3.Во многих станках можно менять лазерные трубки, входящие в базовый комплект, на более мощные. В этом случае необходимо замененить и блок розжига на модель той же мощности, что у трубки (см. предыдущий пункт).
4.При установке и замене трубок, а также при их эксплуатации, необходимо строго соблюдать правила безопасности.
5.Лазерные трубки производства RECI имеют более продолжительный срок эксплуатации. При соблюдении правил использования, производитель гарантирует 10 тысяч часов работы. А это позволит значительно снизить как средства, так и время на установку.
6.Проверяя трубку, необходимо нанести ею пятно на пластик, фанеру или картон. Если оно приняло правильную круглую форму, это говорит, что трубка в исправном состоянии. Если же пятно приобрело любую другую форму, значит трубка нерабочая.
7.В процессе эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы цвет полуотражающей линзы оставался светлым. Дело в том, что оптика на трубке устанавливается в производственных условиях. Это отражающее зеркало, с одной стороны, и полуотражающая линза, с другой. При использовании трубки важно следить, чтобы оптика не засорялась.
8.Есть специальный прибор для определения мощности лазерной трубки. Прибор показывает диаграмму мощности.
Если в процессе эксплуатации поступило предложение заправить трубку, то следует знать, что теоретически это возможно. Ведь это стеклянные трубки, наполненные газом. Однако при этом следует учитывать, что гарантий по продолжительности работы такой трубки, никто не даст.
Современный рынок предлагает лазерные трубки американских и европейских производителей. Однако у них совсем иные принципы работы. Изготовлены такие трубки из металла, имеют более длительный срок эксплуатации, могут перезаправляться.
Советы при покупке лазерной трубки
Покупая лазерные трубки RECI, необходимо:
Помните! Подделку можно определить по этикетке. У настоящей лазерной трубки срок эксплуатации значительно продолжительнее, чем у поддельной.
Наши предложения
Компания INTERLASER готова поставить лазерные станки Rabbit, в комплекте с лазерными трубками CO₂:
| Назначение | Мощность лазерной трубки (Вт) |
| Станки настольные лазерные и для граверов | 40 |
| Лазерно-гравировальные станки стандартных моделей | 60 |
| Широкоформатные и прфессиональные лазеры | 80 |
Все трубки, в зависимости от мощности обладают различными характеристиками. Это видно из таблицы, в которой в качестве параметров сквозной резки приведены данные по акрилу:
| Мощность лазерной трубки (Вт) | Параметры сквозной резки (мм) | Ресурс службы (ч) |
| 40 | 6 | 800 |
| 60 | 20 | 1 500 |
| 80 | 30 | 1 500 |
| Reci (80) | 33 | 10 000 |
Самые недорогие лазерные излучатели с длиной волны 10,6 мкм- это лазерные трубки СО2. Страна производитель лазерных трубок СО2- Китай. Лазерные трубки работают стабильно при постоянном охлаждении, с рабочей температурой 20-25 градусов. В паре с лазерной трубкой используется блок розжига той же мощности.
Компания INTERLASER следит за новинками и дает возможность покупателю приобрести трубки по последним разработкам и по выгодной цене.
Виды, отличия, назначение и ресурс лазерных трубок станков
Лазерные станки с ЧПУ произвели настоящую революцию в обрабатывающей промышленности. С появлением технологии бесконтактной обработки лазером, стала доступной работа с такими материалами как ткань, кожа, бумага — хотя раньше их станочная (а тем более автоматическая) обработка была крайне затруднена. В дополнение к этому, стоимость лазерных станков с ЧПУ постепенно снизилась настолько, что подобное оборудование могут приобрести даже для малых предприятий и частные мастерские. И это при том, что «бюджетные» модели лазерных станков лишь незначительно уступают в производительности, но обеспечивают столь же высокое качество обработки, что и промышленные «собратья».
Устройство оптической системы лазерного станка с ЧПУ
Для генерации лазерного излучения нужен источник — активная среда. В качестве таковой в большинстве недорогих моделей лазерных станков с ЧПУ используется газовая трубка — стеклянная колба, заполненная смесью СО2, азота и гелия. Газовые лазеры имеют стабильную характеристику излучения и отлично подходят для резки и гравировки различных материалов (и даже металлов — с некоторыми ограничениями). Кроме того, газовые лазеры отличаются высокой экономичностью работы.
При подаче высокого напряжения лазерная трубка генерирует монохромное излучение. Испускаемый луч через систему отражающих зеркал фокусируется при помощи специальной линзы на поверхности обрабатываемой заготовки. Лазерный излучатель закреплён на подвижном портале и способен совершать сложное пространственное движение над заготовкой. За позиционирование излучателя отвечает система ЧПУ — микроконтроллер генерирует управляющие импульсы-команды на движение портала в соответствие с заложенной в память программой. Таким образом, лазерный станок с ЧПУ способен выполнять сложную фигурную обработку — вплоть до создания 3D-изделий.
Конструкция лазерной трубки
Вне зависимости от конкретного производителя, все газовые лазерные трубки построены по единой конструктивной схеме. Они представляют собой полый вытянутый стеклянный цилиндр, длиной от 0,6 до 1,6 м. Один конец трубки запаян наглухо, а с другого через «первичную» линзу испускается генерируемое излучение. Внутренне пространство лазерной трубки заполнено газовой смесью — активной средой для генерации лазера. Подача напряжения к активной среде осуществляется с помощью специальных токопроводящих контактов.
Одним из наиболее существенных недостатков газовых лазеров является их повышенная теплоотдача при работе. Для отвода излишков тепла лазерная трубка снабжена жидкостной системой охлаждения. Охлаждающая вода подаётся в специальную полость трубки (двойные стеклянные стенки корпуса образуют своеобразную «рубашку» охлаждения) под действием внешнего насоса. Для подачи и слива воды трубка имеет специальные патрубки с обоих торцов.
Поскольку корпус лазерной трубки сделан из хрупкого стекла, необходимо соблюдать крайнюю осторожность при транспортировке, хранении и установки трубки на станок (особенно при подключении электропитания и шлангов системы охлаждения к торчащим из корпуса контактам и патрубкам).
Виды лазерных трубок
Ниже перечислены типы и производители лазерных трубок с активной газовой средой в порядке возрастания их стоимости и качества.
Лазерные трубки более известных брендов, как правило, имеют развёрнутое описание (с иллюстрациями и чертежами), поэтому найти информацию об их характеристиках и особенностях работы не составляет труда. Правда такие трубки обычно значительно дороже китайских аналогов — что не всегда сопутствует выигрышу в качестве.
Детальный видеообзор на профессиональный лазерный станок Wattsan 6040. Внутренее устройство и технические характеристики оборудования.Побывали в гостях на производстве предприятия «АЛЬТАИР», которое успешно занимается производством деревянных игрушек и сувенирной продукции.
Видео с производства компании Пластфактория — наш уже постоянный клиент, который занимается POS-материалами и работает с крупными косметическими брендами.