лазерный станок для чего он нужен
Применение лазерных станков
Лазерные технологии интенсивно используются во многих сферах, причем, речь идет не только о промышленных отраслях, но и об индивидуальном применении. Цена на лазерный станок далеко не бюджетная, даже когда речь идет о малогабаритном оборудовании, однако этот единственный недостаток с лихвой компенсируется массой достоинств:
Лазерный станок: применение
Как уже говорилось, оборудование на основе лазерного излучения нашло широкое применение и используется для резки и гравировки практически любых относительно твердых материалов. Лидирующие места в длинном перечне занимают пластики, ткани, нетканые материалы, резина, фанера, и пенопласт. С некоторыми оговорками лазер работает и с металлами. Для этой группы материалов используются либо волоконные устройства, либо углекислотные станки, но только при условии нанесения на поверхность заготовок и т. д. специальной термопасты. Именно благодаря такой универсальности в плане подходящего для обработки сырья и объясняется повсеместное использование лазера в различных производственных направлениях. Как и в ситуации со списком материалов, перечисление всех сфер применения оборудования такого плана практически невозможно, поэтому укажем наиболее популярные:
Перечисленные выше области применения лазера касались в первую очередь его возможностей в плане резки. Однако, как уже упоминалось, существует и несколько других вариантов использования оборудования, не требующих сквозной обработки — это гравировка и маркировка.
Лазерная гравировка — в зависимости от типа используемого оборудования может наноситься как на металлические изделия, так и на поверхности из других материалов. Такая техника обработки используется преимущественно для декорирования товаров. На них гравируют надписи, орнаменты, вензеля, фотографии и рисунки. Украсить таким образом можно любую вещь плоской или цилиндрической формы. Лазерную гравировку можно встретить на ювелирных украшениях, посуде, стрелковом и холодном оружии, канцтоварах, портсигарах, изделиях из кожи, наградной продукции, сувенирах, часах и т. д.
Лазерная маркировка сходна с гравировкой по методу нанесения (выжигание поверхностного слоя материала на определенную глубину), но предназначена для несколько иных целей. С помощью маркеров на изделия наносится различная идентификационная и прочая информация. Это могут быть данные о размерах, дате изготовления, заводе-производителе, серийный номер, штрих-код, предупредительные надписи, логотипы и прочие сведения, которые помогают классифицировать, хранить и использовать товары. Маркировку можно встретить на слесарных и электроинструментах, парфюмерной и алкогольной продукции, электронных платах, шильдах, бытовой и компьютерной технике и еще на многих изделиях.
Современные лазерные станки и их назначение
И если еще совсем недавно купить лазерный станок могли позволить себе только крупные фабрики с массовым производством, то на сегодняшний день оборудование стало доступно гораздо более широкому кругу пользователей. На рынке появились лазерные аппараты в различном ценовом диапазоне, а доступные по стоимости мини станки могут применяться даже в домашних условиях или небольших частых мастерских.
Принцип работы и применение
Лазерный станок представляет собой устройство, позволяющее обрабатывать поверхность различных материалов с помощью энергии лазерного луча высокой температуры. В зависимости от выполняемых задач, настройки аппарата позволят осуществить выжигание верхнего слоя в определенном месте на изделии или нанести сквозной срез.
Конструктивно лазерное оборудование сходно с фрезерным, но по технологии работы они значительно отличаются. Прежде всего тем, что лазерные станки осуществляют бесконтактное воздействие на обрабатываемую деталь. Состоит оборудование из лазерных трубок, генерирующих излучение. Образовавшийся луч направляется на определенную точку заготовки и оставляет на ней гравировку или разрез, в зависимости от установленной программы.
Классификация
Все лазерные станки подразделяются в зависимости от следующих характеристик:
По размеру устройства могут быть небольшими настольными или промышленными габаритными станками. И применяются соответственно для мелкосерийного или массового производства.
Управление лазерным станком осуществляется ручным способом или может контролироваться ЧПУ (программное управление). Автоматизированное оборудование ускоряет производственные процессы и значительно увеличивает производительность.
Мощность подбирается в зависимости от мягкости обрабатываемых материалов и масштабов производства.
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Устройство и принцип работы станков для лазерной резки
Станки для лазерной резки применяются для бесконтактной обработки различных металлов с высокой точностью. Аналогов по уровню технологии, качеству резки или гравировки и удобству управления нет. Обрабатываемые заготовки после проведения работ не требуют доработок, стоимость их изготовления низкая.
Станок для резки металла
Устройство и принцип работы
Лазерный станок предназначен для гравировки и резки металлических изделий. Конструктивно состоит из следующих узлов:
Конструкция зависит от типов оборудования:
Виды лазерной резки
В зависимости от мощности луча, лазерные станки позволяют выполнять такие виды обработок:
Резать детали путём расплавления выгодно по следующим причинам:
Метод испарения применим для небольшой толщины. Требует значительных энергозатрат, поэтому на практике его используют достаточно редко. Изготовление деталей становится экономически не выгодным.
Преимущества и недостатки
Станки лазерной резки обладают следующими преимуществами:
Принципы выбора
Оборудование для лазерной резки металла выбирается по следующим критериям:
Дизайн станка
Дизайн и компоновка оборудования для лазерной резки металла обеспечивают удобство в работе, а также производительность. Простота удаления стружки, доступное пространство для перемещения заготовки относительно лазера, эффективность охлаждения — вот основные параметры, зависящие от расположения конструктивных элементов.
Важно обращать внимание на следующие узлы:
Подъёмный стол
Станок для лазерной резки оснащён подъёмным столом, предназначенным для закрепления и перемещения заготовки относительно луча. Перемещение может быть линейным вдоль вертикальной оси координат. Он обладает различной грузоподъёмностью, площадью, способен перемещаться при помощи механического или электрического подъёмного привода.
Мощность лазера и охлаждение
Лазерный резак по металлу оснащается лазерами различной мощности, позволяющими выполнять различные задачи. Чем выше мощность, тем качественнее обработка, больше допустимая толщина заготовок, но и выше энергопотребление.
Для эффективной работы и установки необходимо обеспечивать качественное охлаждение трубки. От этого будет зависеть ресурс работы лазера. Обычно достаточно водяной системы с датчиком потока, позволяющим контролировать охлаждение.
Лазер для резки металла
Оптика
Устройство для лазерной резки предусматривает установку оптики, назначение которой фокусировать луч. Она может быть следующих видов:
Стоимость оборудования зависит от следующих факторов:
Как изготовить станок для лазерной резки своими руками
Создать своими руками станок для резки металла лазерным лучом можно только твердотельный, так как для него просто подобрать комплектующие, цены на них невысокие. Основными элементами для сборки являются сам лазер и система управления его работой.
Приобрести лазер можно в специализированных магазинах или снять с готовых изделий (лазерной указки, привода лазерных дисков). Для создания управляющей схемы потребуются следующие компоненты:
Новичкам рекомендуется приобретать в магазинах радиоэлектроники готовую печатную плату с установленными элементами. Альтернативой является выбор готовой схемы, изготовления на её основе платы и самостоятельной пайки.
Также нужно заранее подготовить дополнительные для сборки компоненты:
Пошаговый процесс изготовления:
Эксплуатация
Особенности эксплуатации станков для лазерной резки по металлу:
Станок позволяет обрабатывать металлические поверхности лазерным лучом, обладающим высокой энергией, когерентностью, постоянной длиной волны. При попадании на поверхность заготовки происходит её нагрев до температуры плавления. В результате такого воздействия одна часть металла испаряется, а другая — переходит в расплавленную металлическую фазу.
Лазерные станки:сфера применения,принцип работы,преимущества
На предприятиях используют различные станки, в том числе и лазерные. Они по сравнению с другими видами оборудования имеют множество преимуществ.
Применяют их для обработки маленьких партий заготовок, которые из различных материалов. Дерево или металл более приоритетны.
Подобные машины удобны для производства штампов, печатей, сувенирных изделий, плакатов, лекал и элементов интерьера.
Сфера применения и принцип работы
Станки для лазерной резки часто используют на предприятиях, изготавливающих рекламные материалы. А также применяют в таких сферах, как строительная, машиностроительная, авиастроительная, судостроительная, легкая промышленность.
Нельзя сказать, что это оборудование слишком сложное в эксплуатации. Вначале ручным способом делается необходимый чертеж заготовки. Затем основу закрепляют на столе лазерного станка для гравировки и резки. Необходимую работу осуществляет специальная лазерная головка. При этом механический контакт между самим инструментом и заготовкой отсутствует.
Луч, который разогревается до высокой температуры, производит резку. В месте разрезания металл расплавится и удалится струей газа.
Преимущества
Их достаточно много:
Виды лазерных головок
В подобном оборудовании используют различные инструменты. Для резки лазером используют 3 вида головок:
Основные функции
Стол современного лазерного оборудования, как правило, сквозной. На таких столах можно обрабатывать заготовки, имеющие разнообразную длину. Современные конструкции станков можно дополнить различными элементами для повышения функциональности.
Это могут быть:
Гравировальный лазерный станок можно автоматизировать, благодаря применению ЧПУ. Такие механизмы будут стоить дорого, но они окажутся более производительными и удобными в работе.
На станках с ЧПУ можно минимизировать ошибки в гравировке или раскрое. Можно сказать, что их просто-напросто невозможно допустить, так как управление происходит благодаря особому, специально разработанному для такого оборудования, программному обеспечению. Трудности могут возникнуть только из-за ошибок, допущенных при разработке эскизов.
На таком оборудовании не нужно выполнять какую-либо ручную работу. Основная задача оператора — наблюдение за бесперебойной работой оборудования и отслеживание качества производимых заготовок. Подобные станки, как правило, оснащены дистанционным управлением.
Станки для металла
Для раскроя и гравировки из этого сырья часто применяют модели с CO2 инструментом. Лазерное оборудование можно использовать для нержавейки, стали, латуни, меди, алюминия. Такие агрегаты имеют высокую мощность луча.
Современный рынок наполнен оборудованием такого типа, предназначенным для резки листов металла, толщина которых 2 см. Под каждый вид металла есть своя технология раскройки и гравировки. Например, оборудование для резки нержавейки имеют узлы, с помощью которых детали обрабатываются азотной кислотой. Это вещество способно защитить металл от возгорания и окиси.
Для меди применяют станки с мощным рабочим инструментом. Лазерная резка на таком оборудовании делается на малых скоростях. Для работы с медью используют твердотельные головки.
Обработка стали или латуни на лазерном станке наиболее проста. Для этих металлов не нужны дополнительные устройства. Настройка оборудования достаточно проста.
Стоимость станка
На цену такого оборудования влияют множество факторов. Стоимость небольшой модели колеблется в пределах 90 — 100 тыс. руб. Более мощный станок с разнообразными приспособлениями выйдет дороже — от 200 до 500 тыс. руб. и выше.
Современные лазерные станки надежны, качественны и производительны. Их удобно применять для средних и небольших цехов. Цена на покупку оборудования такого рода может быть достаточно высокой, но за счет экономии материала и скорости работы, окупаемость станка будет быстрой.
Лазерный станок или очередной виток в хобби.
Доброго времени суток всем Вам Уважаемые читатели.
Будет ОЧЕНЬ много текста! )))
Вступление:
Честно говоря эта запись должна была появится совсем не скоро, ибо не до нее особо было. Но сегодня прокомментировав в посте одного из наших единомышленников Cerberus31 получил огромное количество просьб показать работы и рассказать про то что это вообще за штука лазер и с чем ее есть. После просьбы десятой драйв посчитал что я спамер, и пришлось просить людей чтоб они сами писали в ЛС, т.к. иначе фото не отсылались просто. И т.к. количество заинтересовавшихся росло в геометрической прогрессии, решил написать не откладывая в долгий ящик и разложить все по полочкам, кому это интересно. А потому взял джентльменский набор и засел за клавиатуру! ))
А вот что из этого вышло, судить Вам. Надеюсь смогу раскрыть тему полностью!
Глава 1 или просто начало
Скажу честно, к новому витку в своих увлечениях я шел долго! Где-то примерно с год. Т.к. во-первых душила жаба, во-вторых убеждал себя в нужности, в-третьих изучал матчасть так сказать.
А начиналось все с того, что с детства люблю делать что-то своими руками. Выжигать, пилить, строгать (все видели мою консоль 😉 ) и в том же духе. Хотелось чего-то нового. И вот как-то наткнулся случайно я на такую штуку как лазерный гравер. Стало интересно и я начал изучать все вопросы выбора, обслуживания, работы и так далее. Сложнее всего было объяснить самому себе зачем, т.к. еще даже до скачка евро стоило это не дешево. Следующий вопрос был где это все разместить, ибо станок совсем не маленький, а с местом у меня проблемы. Все таки однушка. Просмотрев разные варианты я пришел к выводу, что надо все таки брать с заделом на будущее и не жадничать, для себя же, а потому выбрал конкретную модель (ниже я расскажу как и почему) и поехал в демонстрационный зал компании, которая их продавала, чтоб посмотреть в живую на это чудо и как оно работает, после чего принять решение. Ну, а дальше классика! Пришел-увидел … И КУПИЛ! )))
И так у меня дома появился новый помощник в творчестве — Raylogic 304-mini.
Габариты 800Х650Х400, весом в 40кг.
Глава 2 или что это такое и почему я именно ОНО выбрал
И так, начну с того, что же из себя представляет сам станок (для к тех кто вообще не в курсе, но интересно).
Лазерный гравер, это конструктив, который содержит в себе достаточно простые для понимания элементы и только по-началу кажется сложным, а когда начинаешь с ним работать то предельно понятным.
Состоит он из следующих элементов:
1. Корпус в котором все это размещено. Корпус имеет основную крышку для доступа к рабочему столу, переднюю крышку для не габаритов и удобства уборки, боковые крышки для обслуживания и заднюю где располагается сама труба.
2. В корпусе сзади установлена труба СО2-лазерного излучателя, который собственно и формирует луч. Ее размеры зависят от мощности трубки. У меня стояла изначально трубка 30Вт, длиной около 700мм, чем выше мощность, тем трубки длиннее, и достигают до полутора метров.
3. Система зеркал, которая отражает лазерный луч от трубки до самой рабочей головы, передвигающейся по рабочему полю.
4. Сама голова, содержащая в себе зеркало, линзу для фокусировки и увеличения тем самым энергии лазерного луча, а так же вход для трубки обдува (во время резки подается воздух от воздушного компрессора, чтоб материал не горел и на резе было меньше нагара).
5. Направляющие и шаговые двигатели, при помощи которых происходит перемещение каретки (головы) по осям Х и У.
6. Материнская плата с контроллерами движков
7. Так называемый блок розжига, который и поджигает трубу.
8. Само рабочее поле с подъемным столом (почему подъемным?! Потому что материал имеет разную толщину, а луч выходящий из головы, определенное фокусное расстояние. Соответственно стол поднимается и опускается для фокусировки луча по толщине материала).
Все лазерные граверы отличаются друг от друга тремя основными элементами:
1. Размер рабочего поля
2. Мощность трубки
3. Тип контроллера (материнки).
Размер рабочего поля напрямую влияет на размеры обрабатываемого материала, и прямо пропорциональны размерам станка.
Мощность трубки влияет на максимально возможную толщину обрабатываемого материала, а так же на скорость обработки более простых и тонких изделий. Говоря грубо — чем мощнее, тем толще (например фанеру) можно прорезать. Или тем быстрее можно прорезать тонкий материал.
Так же как я уже писал выше, чем мощнее трубка, тем она длиннее. Но это совершенно не означает, что Вы не сможете поставить длинную трубку в короткий станок. Сможете! Но тогда надо будет еще заменить блок розжига на тот, который будет соответствовать мощности трубы.
Тип контроллера — этот вообще почти никак не влияет на процесс, кроме разве что из какой программы будет делаться резка, и какие задания он умеет воспринимать (намеренно опускаю еще некоторые детали, т.к. сейчас они не особо интересны), например за одно задание сделать гравировку, а потом резку, или же за два. Сначала гравировку запустить, а потом резку. Немного неудобно конечно, но быстро привыкаешь.
Изначально я подумывал взять станок с рабочем полем 30х20см… Но потом здравый смысл победил, т.к. это все же очень мало, жаба была задушена и выбор пал на 40х30см Raylogic 304-mini от фирмы Reklab. Почему именно он?! Да просто понравился внешне это раз, была нормальная цена по Москве это два, он был в наличии это три! Ждать не хотелось. На этом все плюсы по большому счету с этой конторой и заканчивались ))
после посещения демзала, мне было предложено взять б/у станок, на 10 тысяч дешевле нового, но с новой трубкой! Тогда я думал это основной важный элемент. Но не знал как я ошибался. ))
Глава 3 или станок дома
И так мы подошли к следующему важному моменту в выборе станка — это где мы его поставим! И где он будет функционировать.
Надо четко понимать, что это не принтер, который можно переставлять с места на место (ага, попробуй в одну моську потаскать эти сорок кило)) ), и что так как там оптика и хрупкая трубка, то станок не любит чтоб его кантовали!
Если у Вас нет места где можно разместить это чудовище, то очень хорошо несколько раз подумайте! Чтоб потом не было разочарований.
Так же необходимо чтоб рядом со станком было окно или вентиляция, это обязательное условие. Ведь в процессе работы лазер сжигает материал. Надеюсь дальше объяснять не надо, все люди грамотные по части угарного газа и вредности сгораемых частиц различных материалов.
В моем случае мой станочек разместился идеально на балконе, в моем так сказать утепленном кабинете )) Рядом с окошком, в которое при резке я выкидываю трубку вентиляции, и он дымит туда.
В комплекте со станком (да из большинством тех что продают в России и Китае) идет «улитка» и гофра для вентиляции (оттока дыма и гари) и водяная помпа, для подачи охлаждающей жидкости (вода или антифриз).
Если с вентиляцией все понятно, гофра от станка на улитку, а от улитки гофра или в окно или в вытяжную вентиляцию помещения, то на помпе я остановлюсь подробнее.
Почему? Да просто потому, что я дурак не знал про нюансы, в инструкции о них не сказано, а можно попасть на дополнительные тысяч 15-30 на замену трубы по незнанию. Я собственно так и попал!
В какой-то момент труба стала резать двойным лучом! Оказалось, что в процессе работы вода нагревается и остывает, образуя пузыри воздуха, которые попадают в трубу и в ней скапливаются. Наличие этих пузырей мешает протоку охлаждающей жидкости и труба перегреваясь умирает! Поэтому перед работой надо каждый раз смотреть на трубу, нет ли там пузырей! И если есть, ни в коем случае не включать лазер на работу, а сначала их выгнать! Это кстати очень муторная тема! Но о ней кому интересно расскажу в лс.
И так, запоров первую трубу, я вызвал мастера (кстати отдельное спасибо этому замечательному спецу), который все заменил и разжевал мне во всех деталях чтоб не косячить. Станок был вновь запущен и я начал дальше осваивать азы! Но спустя пару месяцев мне осточертело каждый раз смотреть на трубку, вставая на табуретку (ввиду места установки иначе не видно), и постоянно выгонять воздух, а так же кидать в емкость с водой аккумуляторы льда и трястись что как бы дочка не перевернула емкость с водой, было решено в очередной раз придушить жабу и купить чиллер!
Чиллер это охладитель жидкости, который работает на фреоне и держит заданную температуру! Для жизни трубки это критично! В идеале охлаждающая жидкость всегда должна иметь температуру в районе 18 градусов +-1 градус. Выше — трубка быстрее умирает! 28 максимум, дальше труба проживет совсем недолго!
Штука эта тоже стоит немалых денег, но сильно экономит нервы и танцы с бубном вокруг емкости с водой, подкидыванием льда и взглядами на опущенный туда термометр! )) НО, как оказалось что по размерам чиллер далеко не малыш как на картинках!
Вы чем его плюс?! Он благодаря фреону держит постоянно заданную температуру, резервуар с водой закрыт, ввиду постоянной температуры воздуха не образуется в таком количестве и можно не беспокоиться за трубку!
Если Ваша жаба слишком сильна, чтоб отдать за это чудо китайской техники 44.000 (я тоже кстати не понимаю почему такая бешеная цена), то Вам поможет или то что в комплекте и со льдом, или обычный пивной охладитель, который обойдется раза в 3 дешевле, па принцип тот же.
Глава 4 или самая интересная — что может эта «машинка»
Ну вот мы и подобрались к самой интересной части! Ибо пройдя все круги ада на пути к радости, теперь хочется понять: денег ввалили, игрушку купили, место, вентиляцию и охлаждение обеспечили, а ради чего? ЧТО ОН МОЖЕТ?! Ибо как многие скажут, да за такие деньги он как пылесос «кирби» еще и сосать должен (простите дамы, но иначе не скажешь чтоб было понятно и емко).
А может он… ОХ ЧТО ОН МОЖЕТ )))))
И так, мой экземпляр, который имеет всего 30Вт трубу (да, в мире лазерных ЧПУ это ВСЕГО ЛИШЬ) может производить следующие действия:
Резка большого количества материалов. Фанера до 5мм (больше не пробовал, но в теории должен за пару проходов), оргстекло (те же мм), бумагу, картон, пенопласт (потолочная плитка или подложка под ламинат), МДФ, пластик, кожу, ткани и прочие похожие материалы. Не режет камень, стекло, металл и похожие-производные.
Гравировка практически любого материала, который поддается разрушению при воздействии направленного пучка тепловой энергии. Гравирует дерево, стекло, пластики, кожу, камень (не пробовал но должно по идее), металл (если чистая нержа то с помощью термопасты), пластики и.т.д.
Кроме материала и его размеров Вы больше НЕ ОГРАНИЧЕНЫ НИЧЕМ! Только своей фантазией! Начинайте творить все, что душе угодно!
Ниже я приведу примеры того, что я успел сделать за недолгие 4,5 мес владения этой штукой.