Лазерные станки CO2 для резки и гравировки

Как устроен лазерный станок CO2

Источник излучения в таком станке это стеклянная трубка, заполненная газовой смесью на основе углекислого газа. Она излучает невидимый инфракрасный луч с длиной волны 10.6 мкм, который хорошо поглощают дерево, пластики, кожа и ткани. Трубка нагревается в работе, поэтому через её рубашку непрерывно прокачивают воду.

Из трубки луч попадает на систему зеркал, которые поворачивают его и приводят в лазерную головку на портале. В головке стоит фокусирующая линза: она собирает луч в пятно долей миллиметра, и в этой точке материал испаряется или выгорает. Портал и каретку перемещают шаговые двигатели, а контроллер согласует движение с включением луча.

• Трубка задаёт мощность и с ней толщину, которую станок режет за проход.
• Зеркала и линза определяют качество пятна: загрязнённая оптика забирает мощность.
• Механика отвечает за точность контура и скорость гравировки.
• Контроллер решает, как станок работает с программой и с компьютером.

Модели в разделе

Скорость гравировки у всех моделей 400 мм/с. Скорость резки 25 мм/с у станков до 40x60 см, 35 мм/с у 50x70 см и 40 мм/с у станка 155x155 см. Погрешность обработки 0.1 мм у станков на ремнях и 0.05 мм у большого станка с рейкой. Все станки питаются от сети 220 В и подключаются к компьютеру по USB.

Как выбрать рабочее поле

Поле выбирают по самой большой детали или листу, который нужно обработать без перекладывания. Поле 30x20 см подходит для бирок, брелоков, табличек и гравировки небольших изделий. На 40x40 и 40x60 см помещаются шкатулки, сувениры, вывески средних размеров и детали из нарезанной фанеры. Поле 50x70 см берут для серийной резки деталей из листов того же формата.

Станок 155x155 см принимает стандартный лист фанеры 1525x1525 мм целиком. Это экономит время на предварительной нарезке и даёт плотный раскрой с минимумом отходов, поэтому такие станки ставят на производство мебели, вывесок, упаковки и раскрой тканей.

Мощность трубки

Мощность трубки определяет толщину листа, которую станок режет за один проход, и скорость резки тонких материалов. Для гравировки и резки тонкой фанеры, картона, кожи и ткани хватает 40 и 50 Вт. Трубка 80 Вт режет более толстые листы за один проход и позволяет поднять скорость на тонких материалах. Трубки 100 и 120 Вт выбирают для постоянной резки толстой фанеры и акрила в производственном режиме.

Мощная трубка длиннее, поэтому она требует длинного корпуса и более производительного охлаждения. Для гравировки мелких деталей большая мощность не нужна: её всё равно уменьшают в программе, а точность пятна от этого не растёт.

Контроллер: от компьютера или с собственной памятью

В разделе есть два типа управления. Простой контроллер работает только от подключённого компьютера: программа передаёт траекторию и скорость, а мощность выставляют на панели станка, поэтому за один запуск используется один режим. Это доступный вариант для гравировки и резки однотипных изделий.

DSP-контроллер с собственной панелью хранит задание в памяти и выполняет его без постоянно подключённого компьютера. Мощность и скорость задаются отдельно для каждого слоя, поэтому гравировку и резку контура выполняют за один запуск. Для серийной работы и сложных изделий с несколькими режимами выбирают именно его.

Стол и фокус

Фокус линзы должен лежать на поверхности или чуть ниже в толще материала, поэтому высоту стола подгоняют под каждую заготовку. В настольном станке 30x20 см стол поднимают механически, в 40x40 см электрическим приводом с кнопок, в станках на тумбе стол тоже регулируется по высоте.

Сотовый стол держит тонкие листы ровно и пропускает дым вниз к вытяжке. В большом станке стоит ламельный стол: лист лежит на рёбрах, площадь контакта минимальна, поэтому обратная сторона детали меньше подпаливается отражённым лучом.

Охлаждение, вытяжка и уход

Трубку охлаждают дистиллированной водой с помпой или чиллером. Перед каждым включением лазера проверяют, что вода циркулирует: без протока трубка быстро перегревается и может треснуть. Чиллер держит постоянную температуру воды и продлевает ресурс трубки при долгой работе.

Дым выводят вытяжкой наружу через патрубок корпуса. Зеркала и линзу протирают от нагара, потому что грязная оптика нагревается и теряет мощность. Направляющие и ремни держат в чистоте, а юстировку зеркал проверяют после перевозки станка.

Что режет и что гравирует CO2 лазер

• Режет и гравирует: фанеру, древесину, МДФ, акрил, кожу, ткань, бумагу, картон, резину.
• Гравирует: стекло, камень, анодированный алюминий.
• Не обрабатывает: голый металл, он отражает излучение CO2.
• Нельзя обрабатывать: ПВХ и другие хлорсодержащие пластики, при нагреве они выделяют хлор, вредный для человека и оптики станка.

Частые ошибки при выборе и работе

• Берут поле впритык к детали и потом не могут разместить лист нужного формата.
• Выбирают максимальную мощность для гравировки мелких изделий, где она не используется.
• Включают лазер без проверки протока воды и теряют трубку.
• Работают без вытяжки, и дым оседает на линзе и зеркалах.
• Не выставляют высоту стола под толщину материала и получают широкий рез с подпалинами.
• Оставляют станок без присмотра: при резке материал может загореться.