Лазерные станки:сфера применения,принцип работы,преимущества

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.

Цены на лазерную резку:

Отправить заявку

Виды лазерных головок

В подобном оборудовании используют различные инструменты. Для резки лазером используют 3 вида головок:

1. Твердотельные. Разогревается такая головка с помощью высоковольтной разрядной лампы. Они работают либо в импульсном, либо в постоянном режиме генерации.
2. С диодной накачкой. Это новое оборудование. Здесь не применяют разрядные лампы. Вместо них стоят светодиоды. Это более дорогие механизмы, но более безопасные и удобные в эксплуатации. В станках с такими головками нет элементов с высоким напряжением.
3. СО2-лазеры. Это наиболее современное оборудование. Его применяют и для резки алюминия.

Толщина материала и его прочность:

Лазерному станку резка толстых материалов дается с трудом, рез получается трапецивидным, что не всегда подходит для целей заказчика. К тому же глубина реза у лазера ограничена.

Фрезерные станки способны выполнять резку, а также криволинейный раскрой и распил материалов любой толщины.

Однако лазерные станки больше подходят для миниатюрных изделий и для хрупких материалов. Они режут бесконтактно и не требуют фиксации материала. В чем несомненно выигрывают перед фрезерными устройствами.

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:

• подъемный стол, благодаря которому можно увеличить высоту по Z оси;
• поворотные механизмы, которые используют для обработки изделий цилиндрической формы;
• сотовые поверхности, предназначенные для работы с заготовками небольших размеров.

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.

Комплектующие

От качества комплектующих напрямую зависит результат работы станка и его стоимость.

• Корпус станка. В приоритете рамные конструкции, в основе которых лежит толстое и качественное железо. Отсутствие рамы снижает устойчивость конструкции, что уменьшает точность работы при нанесении гравировки и резке материала. Особенно наличие рамы важно в том случае, если выбранный станок является напольным, а поверхность, на которую он будет установлен, неровная. Если рамы не будет – станок невозможно качественно отъюстировать.
• Лазерная трубка. От ее качества и предельной мощности зависит то, с какой скоростью будет работать станок, и максимальная толщина материала, который может быть использован в работе. Мощность этого элемента может составлять от 40 до 400 Вт. Наиболее популярны трубки с мощностью до 180 Вт. Второй важной особенностью является срок службы элемента – трубки с мощностью 40–60 Вт имеют срок службы 1 500–3 000 часов, с мощностью от 60 до 100 Вт – до 10 000 часов.
• Блок розжига. Должен быть подобран в соответствии с мощностью установленной лазерной трубки.

• Управляющая система. Контроллер является мозгом станка, и от его качества напрямую зависит то, насколько удобно оператору будет работать с устройством. Также наличие качественного контроллера обеспечивает снижение сбоев в работе.
• Направляющие элементы. Могут быть роликовыми или рельсовыми, которые, в свою очередь, делятся на круглые и прямоугольные. Ролики чаще всего используются в станках с небольшим рабочим полем, рельсовые – в среднеформатных и широкоформатных устройствах.
• Портал. При выборе следует обратить внимание на толщину алюминия в узле – чем она выше, тем с большей вероятностью можно будет исключить провисание.
• Крепление ремней. Лучше не делать выбор в пользу станков, в которых ремни крепятся на передней части портала. Такое расположение зачастую приводит к возгоранию элементов. Предпочтение следует отдать станкам с ремнями, расположенными сверху или внутри портала.

• Двигатели. Могут быть двух- или трехфазными. Двухфазные используются в массивных устройствах с высокой мощностью, трехфазные – в мало- и среднеформатных агрегатах.

• Концевые датчики. Могут быть механическими и индуктивными. Механические датчики менее точны, так как работа на станке всегда предполагает наличие пыли и грязи, что снижает их производительность.

• Чиллер. Элемент, отвечающий за охлаждение воды, циркулирующей в охлаждающей системе устройства. Его мощность зависит от того, в каких условиях будет эксплуатироваться станок.
• Поддон для сбора отходов производства. Гораздо удобнее, если в процессе производства пыль и стружка ссыпаются на специальный поддон, а не просто внутрь станка.

При выборе лазерного станка следует определиться с тем, для чего устройство будет использоваться. Но даже в том случае, если при покупке не планируется использование каких-то определенных материалов, рекомендуется сделать выбор в пользу станков с расширенным функционалом. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность широкого применения в будущем. Не стоит также покупать устройство с максимальной мощностью лазера, станки с большей точностью наиболее приоритетны.

• 08 ноября 2020
• 823

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.

Как выбрать лазерный гравёр

Чтобы выбрать станок, необходимо оценить его мощность, учесть, какие материалы будут обрабатываться. Чем сложнее будут наносимые рисунки, тем выше должна быть точность позиционирования. Для оборудования для коммерческого применения важно наличие системы охлаждения, которая обеспечит более длительное время использования без перерывов. Только с учётом всех этих параметров можно выбрать гаджет, способный решать поставленные задачи.

Мощность

Важный параметр при выборе оборудования. Чем выше мощность, тем лучше производительность. Рекомендуются станки со следующими характеристиками:

• 10-15 Вт – для резки материалов толщиной 4-5 мм, подходят для изготовления сувенирной продукции, мелкой рекламы;
• 25-30 Вт – для обработки дерева до 10 мм в толщину, используют для создания табличек, штампов;
• 40-60 Вт – для фанеры, доски до 13 мм. Производительность этой техники приближается к показателям промышленного оборудования;
• 80-100 Вт – универсальные станки с глубиной проникновения луча до 16 мм;
• 100-200 Вт – промышленные приборы, способные обработать материал 25 мм.

Мощность влияет на скорость реза. Чем выше показатель – тем больше энергопотребление.

Материал обработки

Большинство моделей предназначены для обработки дерева, пластика, кожи, картона, фанеры. Эти устройства можно применять в быту и в коммерческой сфере. Они комплектуются лазерами с корегентным монохромным лучом. Для металлов нужны более мощные устройства. Чтобы сталь не отражала луч, в зону реза подают углекислый газ. Если станок не имеет такой функции, то пользуются специальными пастами, лаками. Для обработки кожи, фетра рекомендуется выбрать модель, которая имеет вытяжку. При нагреве эти материалы выделяют много дыма и неприятный запах.

Точность

Характеристика важна для производства продукции с высокой детализацией. Техника, которая используется в коммерческой сфере, может иметь разрешение 2500-4500 dpi. Точность позиционирования у подобных устройств 10-12 микрон. Характеристика играет важную роль и при резке металла. Точность совпадения углов, отсутствие конусообразных отклонений позволяют получать детали, из которых собирают узлы, корпуса с длительным сроком службы.

Наличие системы охлаждения

От наличия эффективной системы охлаждения зависит продолжительность работы без перерывов. Бытовые модели, не имеющие вентиляторов, охлаждаются окружающим воздухом. Такое оборудование можно использовать 15-20 минут. При установке вентилятора, в зависимости от его характеристик, используются без перерывов в течение 40-60 минут. Промышленные станки, предназначенные для интенсивного применения, комплектуются системами водяного охлаждения.

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 3d с ЧПУ для дома

Есть компактные настольные станки с лазером и ЧПУ, с ними можно работать даже дома и в квартире, добиться получения отличных изображений на поверхности, вырезать детали из тонких материалов. Такие типы оснащаются оптикой со слабым лазером, мощность их меньше, и скорость тоже. Они отлично подходят для дома, для производства памятных сувениров, простых подарочных ювелирных изделий.

Для домашней мастерской отлично подходит станок с бюджетной стоимостью Dobot M1, оснащенный опциями 3d-печати, резки, гравировки и пайки.

Конструкция и принцип действия приспособления

Существуют лазерный и механический варианты установки. Механическое устройство действует по ударному принципу. Внешне оно напоминает небольшую дрель.

Его конструкция состоит из:

• электродвигатель;
• редуктор;
• охлаждающая крыльчатка;
• шпиндель (вал инструмента).

Устройство лазерного гравера
В отличие от своего аналога, лазерный гравер осуществляет обработку изделия посредством лазерного луча. Сложная конструкция данного вида установки оснащена системой оптических линз. Устройство выполняет свои функции при помощи элементов трансмиссии, системы контроля механизма и несущих узлов. Лазерный гравер практически всегда оснащается системой охлаждения.

Допуски и обработка поверхности

Лазерные резаки имеют точность позиционирования 10 микрометров и повторяемость 5 микрометров.[нужна цитата

]

Стандарт грубость Rz увеличивается с толщиной листа, но уменьшается с увеличением мощности лазера и скорость резания. При резке низкоуглеродистой стали мощностью лазера 800 Вт стандартная шероховатость Rz составляет 10 мкм для листа толщиной 1 мм, 20 мкм для 3 мм и 25 мкм для 6 мм.

р z = 12.528 ⋅ S 0.542 п 0.528 ⋅ V 0.322 { displaystyle Rz = { frac {12.528 cdot S ^ {0.542}} {P ^ {0.528} cdot V ^ {0.322}}}}

Где: S = { Displaystyle S =} толщина стального листа в мм; п = { Displaystyle P =} мощность лазера в кВт (некоторые новые лазерные резаки имеют мощность лазера 4 кВт); V = { Displaystyle V =} скорость резки в метрах в минуту.[16]

Этот процесс способен держаться довольно близко допуски, часто с точностью до 0,001 дюйма (0,025 мм). Геометрия деталей и механическая прочность машины во многом зависят от допусков. Типичная чистота поверхности, получаемая при резке лазерным лучом, может составлять от 125 до 250 микродюймов (от 0,003 до 0,006 мм).[11]