Что делает лазерный станок

Для резки и гравировки металла на современных предприятиях часто используются станки особой разновидности — лазерные. Этот тип оборудования в сравнении с традиционным имеет целый ряд неоспоримых преимуществ. Используются такие станки в основном для обработки небольших партий заготовок. При этом раскрой и гравировка могут производиться на изделиях, изготовленных из самых разных материалов: пластика, оргстекла, ткани и т. д. Но чаще всего оборудование этого типа используется для обработки заготовок из дерева и металла.

Принцип работы

Особенной сложностью конструкция такого оборудования, как станок лазерный для резки и гравировки, не отличается. Принцип его работы относительно прост. Предварительно вручную разрабатывается чертеж раскроя или гравировки заготовки. Далее изделие закрепляется на столе станка. Резка или гравировка производятся с использованием специальной лазерной головки. Механического контакта режущего инструмента и изделия при этом не происходит. Раскрой производится лучом, разогретым до очень большой температуры. В месте реза металл просто-напросто расплавляется. Удаляется он при этом струей газа.

Что делает лазерный станок

Виды лазерных головок

На современных станках этого типа могут использоваться разные по конструкции рабочие инструменты. Лазерная резка производится головками:

Твердотельными. Изготавливаются они на основе алюмоиттриевого граната. Разогрев производится с использованием высоковольтных разрядных ламп. Режим генерации в данном случае может быть как импульсным, так и постоянным.

С диодной накачкой. Это относительно новый вид лазеров. Разрядные лампы в них заменены на мощные светодиоды. Такие лазеры стоят довольно-таки дорого, но и более удобны в использовании, а также безопасны. Дело в том, что в этом оборудовании полностью отсутствуют элементы, находящиеся под высоким напряжением.

СО2-лазеры. Этот тип оборудования на сегодняшний день считается наиболее совершенным. С его использованием можно резать не только сталь и дерево, но и, к примеру, алюминий, отличающийся большой светоотражающей способностью.

Стол станка и дополнительные опции

Этот элемент в современном лазерном оборудовании обычно имеет сквозную конструкцию. Такие столы удобны тем, что на станках, дополненных ими, можно обрабатывать заготовки абсолютно любой длины.

При желании современный станок лазерный для резки и гравировки можно дополнять разного рода элементами, значительно повышающими его функционал. К примеру, очень востребованными являются такие узлы, как подъемный стол, позволяющий увеличивать высоту по оси Z, поворотные устройства, предназначенные для гравировки деталей цилиндрической формы, сотовые поверхности для обработки заготовок очень небольших размеров и т. д.

Что делает лазерный станок

Как и любое другое производственное оборудование, такие станки могут автоматизироваться с использованием системы числового программного управления. Довольно-таки высокая стоимость — это то, что обычно отличает такой лазерный станок. ЧПУ, однако, делает оборудование такого типа гораздо более производительным и удобным в использовании. Каких-либо ошибок в гравировке и раскрое на таком станке сделать попросту невозможно. Ведь управляются они посредством особого, разработанного именно для данного конкретного типа заготовки ПО. Единственный случай, когда при использовании такого станка могут возникнуть проблемы — это ошибки при разработке чертежей.

Читайте также:  Сколько измерений имеет плоскостная разметка

Удобство использования оборудования этого типа заключается и в том, что какой-либо ручной работы на нем выполнять не приходится. Оператор лазерного станка лишь следит за качеством выходящих из-под резца заготовок и за бесперебойностью его работы. Обычно такое оборудование дополняется также дистанционным управлением.

Что делает лазерный станок

Преимущества использования

Достоинств у такого оборудования, как станок лазерный для резки и гравировки, имеется множество. К таковым относят в первую очередь то, что:

Из-за отсутствия механического контакта исключается возможность сминания заготовки или появления на ней каких-либо царапин.

Резка и гравировка на таком оборудовании может производиться с высочайшей степенью точности.

Рез при раскрое заготовок получается очень чистым. Поэтому торцы получившихся изделий не требуют дополнительной обработки.

Гравировка или раскрой деталей на таких станках могут иметь абсолютно любую степень сложности. Даже очень мелкие элементы узоров и надписей на таких станках выходят аккуратными и смотрятся великолепно.

Помимо всего прочего, использование современных лазерных станков позволяет неплохо экономить на материале. Ведь отходов при обработке заготовок на таких станках практически не бывает. Также лазерные станки ценятся за свои небольшие габариты и малый вес. Устанавливать такое оборудование в цеху можно без использования фундамента.

Что делает лазерный станок

Основные сферы применения

Чаще всего такое оборудование, как станок лазерной резки металла или любых других материалов, используют разного рода компании, занимающиеся изготовлением рекламной продукции. На таком оборудовании очень удобно изготавливать всевозможные штампы, печати, сувенирные изделия, плакаты сложного дизайна и т. д. Кроме того, на лазерных станках делают лекала для текстильной промышленности и красивые элементы интерьера из разных материалов. Применяется оборудование этой разновидности также в сферах:

Что делает лазерный станок

Технические характеристики

Параметры лазерных станков в зависимости от сферы использования и конструкции могут быть разными. Ниже для примера представляем вашему вниманию таблицу с характеристиками модели RJ 1390, предназначенной для работы с деревянными заготовками. Это очень удобный в использовании и производительный лазерный станок. ЧПУ в нем также предусмотрено.

Raspberry Pi Zero

Что делает лазерный станок

Разделочная доска из фанеры.

Что делает лазерный станок

Печать ABS пластиком после модернизации Anet A8

Что делает лазерный станок

Что делает лазерный станок

Лазерный станок с ЧПУ имеет различные применения в отрасли нашего времени. Несмотря на то, что он очень дорогой, сегодня лазерная резка широко используется для производства от небольших бытовых изделий (в качестве рекламных материалов) до специализированных материалов. Есть много предметов, которые изготавливаются с помощью лазерной резки или гравировки, но лишь немногие знают, как они были изготовлены.

Что делает лазерный станок

История оборудования для лазерной резки начинается с 1965 году, когда машина, разработанная американской компанией Western Electric Engineering Research Center, впервые использовалась для сверления алмазных штампов. Пару лет спустя они начали резать металлы с помощью лазерных струй кислорода, а затем этот метод был использован для резки титана. Эффективность лазерной резки побудила инженеров адаптировать CO2-лазеры для резки неметаллических материалов. Сегодня уже существуют специальные станки для лазерной резки для определенных применений в широком спектре моделей и марок.

Читайте также:  Наклейки на счетчики воды противомагнитные

Чтобы понять, как работает лазерный станок, сначала необходимо определить, что такое лазер.

Что делает лазерный станок

Лазер — это устройство, предназначенное для концентрации светового луча в определенной точке; Он состоит из пары зеркал, активной среды, которая позволяет усиливать свет (в твердом, газообразном или жидком состоянии) и пучка света или электрического тока, который будет отдавать энергию активной среде. Название этого устройства — усиление света стимулированным излучением, лазер — его аббревиатура на английском языке (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), и сегодня оно имеет множество промышленных применений, медицинских и телекоммуникационных.

Лазер обычно находится на задней части режущих машин и излучает луч света в направлении ряда зеркал, которые отвечают за отражение луча к лазерной головке, где свет будет направлен вниз. Прежде чем свет покидает машину, он проходит через активную среду, которая отвечает за усиление луча. В машинах на CO2 углекислый газ является средой, которая выполняет эту задачу, в то время как в другом оборудовании для усиления светового пучка используется (Nd YAG). Материалы, из которых изготовлено это оборудование, могут различаться, и хотя самые лучшие зеркала и линзы, которыми они могут быть оснащены, – это алмаз и золото, из-за высокой стоимости этих материалов они редко используются. Вместо этого используются кремниевые зеркала и линзы из цинка или германия и селена, которые столь же прочны и эффективны, как золото и алмаз.

Что делает лазерный станок

Станок для лазерной резки позволяет создавать сложные конструкции, достигая высокой точности, потому что лазер способен перемещаться по любой траектории с высокой скоростью. Кроме того, в зависимости от мощности резки, можно резать различные материалы средней плотности. Это оборудование в настоящее время имеет автоматизированную работу благодаря ЧПУ (числовое управление с помощью компьютера), которое позволяет, помимо поддержания постоянного расстояния между поверхностью материала и излучателем света, программировать команды, которые управляют скоростью и конструкцией, которой следует следовать в соответствии с потребностями каждого среза и материала.

Для резки материалов лазер концентрирует луч света в точке, которая испаряется под действием тепловой энергии. Поэтому некоторые люди считают, что использование станка такого типа может повредить материалы нагревом, однако благодаря своей точности тепло направляется только в ту точку, которую необходимо резать с высокой скоростью, поэтому нет риска повреждения изделия, если оборудование используется правильно.

Лазерная резка становиться все боле доступной и постепенно начинает вытеснять фрезерные станки с ЧПУ.

Что делает лазерный станок

Лазерная резка – это один из лучших, современных методов раскроя металлических листов. Технология сочетает в себе высокую скорость обработки, точность и качество. Технологический процесс устроен таким образом, что полученные детали полностью готовы для использования. Лазер осуществляет точный и гладкий рез, не требующий шлифовки. Если для ваших задач эти параметры в приоритете, и вы ищете лучшее соотношение цены/качества, то выбирайте именно лазерную обработку.

Процесс резки металла

Сфокусированное лазерное излучение несет в себе огромный энергетический потенциал. При воздействии на поверхность, в нашем случае металлическую, лазер приводит к ее нагреву и плавлению. Правильно подобранная мощность излучения позволяет проплавить сталь толщиной 20 мм за доли секунды. Эту особенность с незначительными доработками применяют для резки металлов.

Читайте также:  Как подключить насос через реле

Лазерная резка происходит аналогично, путем локального прогрева. Отличие заключается в подаче к обрабатываемому участку газа. Его задача – обеспечить удаление расплавленного материала, остудить прилегающие к месту реза поверхности. В зависимости от используемого материала, газ выступает в качестве вспомогательного компонента. Разделяют два основных сопровождающих газа – кислород и азот.

Что делает лазерный станок

Преимущества и недостатки технологии

Как и любая технология, лазерная обработка имеет свои сильные и слабые стороны. Среди основных преимуществ:

+ Быстрый рез, благодаря скорости перемещения до 110м/мин.

+ Высокая точность позиционирования (до 0.08 мм) позволяет на 100% повторять заданный контур.

+ Ширина реза не более 0.2 мм позволяет сократить расход материала при роспуске.

+ Гладкий срез исключает необходимость постобработки.

+ Полностью исключается механическое воздействие на металл.

+ Малая зона термического воздействия исключает перегрев заготовки и изменение ее структуры.

+ С помощью лазерной резки можно обработать стальные, алюминиевые листы, ряд цветных металлов, конструкционные и легированные стали.

Основными недостатками технологии можно считать:

— Толщина обрабатываемого листа не должны превышать 25 мм для сталей и 20 мм для цветных сплавов.

— Стоимость выше, чем у технологий механической обработки.

Что делает лазерный станок

Виды оборудования для лазерной резки

Лазерная резка металла плавлением – это одна из технологий. Существует также раскрой посредством испарения. Отличие ее в том, что применяются более производительные источники энергии. В результате, полученный луч испаряет металл в точке контакта. Из-за чрезвычайно высоких энергозатрат и возможности обработки только тонких листовых деталей, оборудование не получила широкого распространения. Поэтому, рассматриваемые далее станки будут относиться к технологии плавления.

Современные станки — это автоматизированные комплексы, состоящие из:

  • рабочей каретки, состоящей из излучателя и газового сопла;
  • самого источника энергии с зеркалами, устройством накачки и модуляции;
  • автоматической системы управления и подачи материала;
  • координатного комплекса, обеспечивающего точное позиционирование в пространстве изделия и рабочей каретки.
  • Принципы работы станков

    В основе процесса лазерной резки металла лежит промышленный генератор излучения. Это наиболее сложный компонент любого станка, который бывает следующих видов:

    • Газовый – здесь, в качестве рабочего тела применяется смесь газов (гелий, азот, углекислый). Ее прокачивают насосами через трубку, обеспечивая заряженность атомов. При разряде обеспечивается энергетический поток, достаточный для работы с большинством металлов. Отличие газовых генераторов в их компактности.
    • Твердотельный – использует для накачки потока специальную лампу, а для разрядки рубиновое тело. Стандартные твердотельные модели имеют ряд ограничений, поэтому работают в импульсном режиме.
    • Газодинамический – разновидность газовых, в которых смесь сперва прогревают до нескольких тысяч градусов, затем пропускают через сопло и охлаждают. Сложность процесса обуславливает высокую стоимость подобного оборудования и его незначительное распространение.