Что нужно лазерному станку CO2 кроме трубки: чиллер, вытяжка, обдув и защита от перегрева

Лазерная трубка CO2 без обвязки не работает: ей нужна проточная вода, воздух в сопло и вытяжка дыма. Каждый узел подробно описан на своей странице, а здесь собрано то, чего на этих страницах нет: порядок включения и защитная цепочка, которая не даёт лазеру включиться без воды. Что входит в набор деталей станка, перечислено в разделе про комплектующие для лазерного станка CO2.

Четыре узла и что защищает каждый

Таблица показывает, за что отвечает каждый узел и что происходит без него. Данные взяты из руководства на трубку SPT, рекомендаций MIT по безопасной работе с лазерными станками и страниц каталога.

На схеме три контура вокруг трубки: водяной, воздушный и контур дыма. Защита по воде замыкает водяной контур на лазер, она разобрана ниже.

Порядок включения и выключения

Порядок один: сначала то, что защищает трубку и оптику, потом лазер.

1. Включите чиллер и убедитесь, что вода идёт и в рубашке нет пузырей. Руководство SPT требует проверить, что водяное охлаждение включено и работает нормально, до запуска лазера.
2. Включите вытяжку перед резкой и не выключайте её, пока дым не уйдёт из рабочей зоны.
3. Проверьте обдув до запуска задания: MIT рекомендует убедиться, что воздушный обдув работает, перед каждым заданием, особенно перед резкой по контуру.
4. Запускайте лазер и не отходите от станка: MIT рекомендует видеть рез, чтобы заметить вспышку или сильный дым.

После задания вытяжку оставляют включённой ещё на 10-15 секунд: MIT рекомендует это, чтобы остатки дыма и запаха ушли из камеры. Чиллер выключают после лазера.

Датчик протока как защита

Остановленная помпа, низкий уровень воды и перегрев прекращают охлаждение трубки, а следить за водой каждую секунду оператор не может. Поэтому лазер должен блокироваться сам. Защита по воде делает это так: датчик протока воды ставят в контур охлаждения, а его провода подключают ко входу защиты по воде блока питания лазера (P) или контроллера (WP).

Выход аварии чиллера подключают в ту же цепочку последовательно с датчиком. У чиллеров CW-3000 и CW-5000 такой сигнальный выход есть. Тогда лазер не включится при остановленном насосе, низком уровне воды или перегреве.

На карточке на датчик протока воды 24 В указаны ток 1 А при DC 24 В, пластиковый корпус с двумя соосными штуцерами для шлангов и рабочая температура 1-100 °C. Датчик подключают к одному входу защиты, P или WP. Все подключения выполняют при отключённом питании, а схему выводов сверяют с инструкцией блока питания или контроллера.

После установки защиту проверяют: при остановленной помпе лазер включаться не должен. Защиту по воде не отключают и не перемыкают.

Что выбирать в каждом узле

Чиллер и вода

Чиллер подбирают по паспорту трубки: расход воды, диапазон температуры и тепловая нагрузка. Расчёт мощности и сравнение радиаторного и компрессорного чиллера приведены на странице про чиллер для лазерной трубки, здесь они не повторяются. В руководстве SPT расход воды указан как 2-7 л/мин, а вода должна идти по принципу «нижний вход, верхний выход».

Руководство SPT рекомендует мягкую воду, дистиллированную или очищенную, и предупреждает о накипи: она закупоривает канал рубашки, и трубка охлаждается хуже. Жидкость для шпинделя с водяным охлаждением подбирают по другим правилам: в статье про шпиндель с водяным или воздушным охлаждением по инструкции шпинделей требуется антифриз, а воду лить запрещено. Рецепт жидкости с одного контура на другой не переносят: для трубки смотрят паспорт трубки.

Вытяжка

Вытяжку берут по расходу и давлению, а диаметр её патрубка должен совпадать с воздуховодом: сужение на переходе снижает расход. У модели вытяжка улитка 250 Вт по карточке расход 7 м³/мин, давление 1,1 кПа, патрубок 150 мм и шум до 75 дБ. Страница про вытяжки относит такую модель к настольному станку с полем до 600x400 мм и воздуховодом до 3 м.

MIT указывает, что при недостаточной вытяжке оптика быстрее загрязняется, хуже фокусирует и рассеивает луч, а это повышает вероятность возгорания. ПВХ и другие хлорсодержащие пластики в лазерном станке не режут: при нагреве выделяется хлороводород, он разрушает оптику.

Обдув

Обдуву нужен компрессор, который подаёт воздух в сопло лазерной головы. На странице про воздушный компрессор для лазерного станка разобраны электромагнитные поршневые модели без масла, чтобы масло не оседало на линзе. По этой странице 50 л/мин достаточно для гравировки и тонких материалов, а для резки фанеры и акрила толщиной от 6 мм нужно от 100 л/мин. Для резки под высоким давлением применяют цеховой компрессор с ресивером, влагоотделителем и масляным фильтром: без фильтров вода и масло попадают на линзу.

Компрессор не ставят там, куда уходит дым вытяжки: он засосёт этот воздух и подаст его на линзу. MIT рекомендует закладывать обдув в станок: он удаляет из зоны реза продукты горения и тепло и помогает против вспышек и обугливания. Наличие и сроки поступления чиллеров и компрессоров уточняйте у менеджера.

Типичные ошибки комплекта

• Выход аварии чиллера не подключён: лазер работает при остановленном насосе.
• Лазер включают без протока воды или при выключенном чиллере: трубка перегревается за минуты.
• Радиаторный чиллер стоит на трубке 80 Вт летом: вода нагревается выше паспортной температуры, и мощность падает.
• Вода подана в верхний патрубок рубашки: воздух остаётся внутри, и часть трубки перегревается.
• Воздуховод 150 мм сужен до 100 мм переходником: сечение уменьшилось в 2,25 раза, и расход упал.
• Компрессор стоит в потоке дыма вытяжки и подаёт на линзу дымный воздух.
• Станок оставлен без присмотра во время работы или закрыто смотровое окно: вспышку не видно.
• Защита по воде перемкнута «на время»: лазер перестаёт реагировать на остановку воды.

Частые вопросы

Нужен ли чиллер для трубки 40 Вт?

Нужен: стеклянной трубке CO2 нужна проточная вода, потому что в луч уходит малая часть мощности, а остальное становится теплом. Какой чиллер брать для 40 Вт, радиаторный в прохладном помещении или компрессорный, показано в таблице на странице про чиллеры.

Можно ли работать без вытяжки?

Нет. Без вытяжки дым оседает на зеркалах и линзе, линза нагревается и трескается. MIT добавляет, что дым при резке содержит те же продукты горения, что и пожар, и раздражает дыхательные пути.

Как проверить защиту по воде?

Карточка датчика протока предписывает проверку после установки: при остановленной помпе лазер не должен включаться. Если лазер включился, защита подключена неверно, и работу не начинают, пока схему не исправят.

Что дальше

Когда вода, обдув и вытяжка работают, переходят к лучу: порядок описан в статье про юстировку зеркал лазера CO2. Грязное выходное окно трубки тоже снижает мощность, и SPT не покрывает гарантией падение мощности из-за загрязнения выходной линзы.