Как выбрать лазерный гравер. Как выбрать лазерный станок СО2 с ЧПУ — советы экспертов

Это одна из самых современных технологий, используемых не только на производстве, но и в небольших мастерских. Данный способ при правильном подборе вида оборудования подходит практически для всех металлов, позволяет делать обычную и художественную (фигурную) резку. Чтобы добиться хороших результатов, необходимо ориентироваться в технологиях и принципах работы этого оборудования.

Мощность лазера для раскроя металлических заготовок различной толщины

Резка лучом лазера термическая, дает возможность добиться точности, почти полностью исключающей необходимость в дальнейшей обработке. Чтобы повысить эффективность, применяются различные газы: кислород, углекислый газ, азот, водород, гелий, аргон. Выбор зависит от вида материала, толщины заготовки, планов по поводу последующей обработки. Если для раскроя требуется очень высокая температура, используется кислород. Для работы с цирконием или титаном подходит только аргон.

Любой лазерное оборудование состоит из:

механизма (системы), обеспечивающего подачу энергии;
тела, генерирующего луч (твердого, волоконного, в виде смеси газов);
зеркал (резонатора).

В твердотельное лазерное оборудование размещается диод и стерженек, изготовленный из рубина, неодима или граната. В волоконных лазерах элементом, генерирующим луч, (иногда и резонатором) служит оптическое волокно. В газовом оборудовании используются газы или их смеси. Мощность и сфера применения полностью зависят от вида оборудования:

твердотелые (для латуни, меди, алюминия и сплавов из него) – 1-6 кВт;

газовые – до 20 кВт;

СО 2 -лазеры (для любых тонких металлических заготовок) – 600-8000 кВт;
газодимамические – от 150 кВт.

Для резки металла мощность лазера 450-500 Вт (кроме цветных металлов, для которых требуется от 1 кВт). Наиболее эффективен этот способ при толщине заготовок, толщина которых не превышает 6 мм. При 20-40 мм лазерное оборудование применяется редко. Для металла большой толщины лазерная резка (от 40 мм) почти не встречается.

Зависимость мощности от толщины заготовки

Вид металла	Толщина заготовки (мм)	Мощность (Вт)
Сталь (легированная, углеродистая)




Сталь нержавеющая







Сплавы алюминия

Для обработки легированной и углеродистой стали в качестве вспомогательного элемента используется кислород, для нержавеющей стали – азот с давлением до 20 атмосфер. Цветные металлы и алюминий отличаются высокой теплопроводностью и низким уровнем поглощения лазерного луча. Для раскроя этих материалов используется твердотелый лазер, работающий в режиме импульсов.

Важно! Для резки металла толщиной 1мм выбор мощности лазера зависит от вида материала. Для стали достаточно 100 Вт, для титана необходимо 600 Вт.

Лазерный диод для резки металла

Лазерный диод для резки металла – полупроводниковый лазер, сконструированный по принципу p-n гомоструктурного диода. Полупроводником служит пластина, верхний слой которой создает n-области (отрицательную), нижний — p-область (положительную). Переход p-n сравнительно большой и плоский. Торцы по бокам служат резонаторами. Фотон, который движется перпендикулярно, отражается от торцов несколько раз, только потом сможет выйти.

В процессе прохода вдоль торцов создаются новые фотоны, излучение усиливается, начинается генерация луча. В момент выхода он сильно расходится, поэтому собирается линзами. Лазерные диоды для резки металла с большой мощностью (10 микрометров) дополнительно излучают углекислый газ (CO 2).

Важно! Оборудование этого типа отличается повышенной производительностью, сравнительно низкой стоимостью

СО 2 лазер (углекислый) для раскроя металла

Углекислые лазеры обладают характеристиками, делающими их идеальными для раскроя в промышленности. Первое — длинные инфракрасные волны, идеальные для нагрева. Второе — высокая эффективность (от 30%). Использование углекислого газа делает срез более гладким (если сравнивать с оборудованием со стекловолокном). Расширяется сфера применения, инвестиции быстро окупаются.

Недостаток СО 2 лазер для резки металла – необходимость в оптических зеркалах, оснащенных сапфировыми элементами и золотом. Кроме того, этот вид оборудования требует высокого электрического разряда на этапе формирования луча. Для резки металла (нержавеющей стали, алюминия) толщиной 2 мм достаточно мощности 160 Вт, если применяется лазер этого типа. При повышении мощности до 200 Вт можно резать листы толщиной 3 мм.

Активная среда состоит из смеси углекислого газа, гелия, неона. В зависимости от того, какая для резки металла нужна мощность лазера, может добавляться ксенон или водород. Пропорции тоже меняются, исходя из требований к свойствам луча, но объем СО 2 не превышает 20%. На рынке доступно оборудование этого вида с мощностью 1 кВт, 3-5 кВт и 10 кВт.

Длина волны лазера для резки металла

На поглощение материалом лазерного луча существенно влияют качества волны: длина и спектр. Длина волны лазера для резки металла полностью зависит от вида материала. Если рассматривать волоконный лазер, то один его узел создает луч с волной 1 мкм (миллимикрон). Если требуется более длинный луч, используется сумматор, объединяющий лучи нескольких модулей. Показатели твердотелых моделей отличаются мало – длина волны так же 1 мкм. Эти виды лазеров являются идеальным вариантом для резки практически всех видов металлов (даже благородных). Для резки металла (нержавейки) 20 мм мощность волоконного лазера – от 2 кВт.

В углекислых лазерах длина волны достигает 10,6 мкм, что создает более высокую плотность на обрабатываемой поверхности. Этот вид оборудования применяется для раскроя стекла, древесины, стеклопластика, демонстрируя высокое качество резки даже при большой толщине.

При выборе оборудования мало изучить технические характеристики: тип излучателя, мощность, длину волны, точность и качество реза. Важно точно определить требования конкретного производства. Мощность лазера для резки металла (например, нержавейки) толщиной 3 мм не может быть ниже 500 Вт. В противном случае снизится производительность, материал будет перегреваться. На первый взгляд может подойти СО 2 -лазер требуемой мощности. Но в данном случае необходимо учесть длину волны, которая не совсем подходит для металлических заготовок.

Совет! Чтобы не ошибиться, перед покупкой необходимо все точно рассчитать или посоветоваться с квалифицированным специалистом.

Лазерный гравер (Лазерно-гравировальный станок с ЧПУ) - уникальное и многофункциональное оборудование, его основными задачами являются раскрой и гравировка (маркировка) материала. Уникальность этого оборудования заключается в разнообразии обрабатываемого материала - стекло, акрил, дерево, пластик, шпон, ткань, кожа, резина, картон, искусственный камень и многое другое.

Лазерно-гравировальные станки появились около 25 лет назад и тут же получило широкое распространение, быстро выйдя за пределы своей основной области применения - деревообработки. Мощное и точное , безопасное и высокоскоростное оборудование будет незаменимым на любом производстве.

Что такое ЧПУ?

ЧПУ - числовое программное управление - проще говоря, на оборудовании такого типа установлено программное обеспечение упрощающее процесс работы на нем. Задача оператора - выбрать рисунок для гравировки, установить его размеры и уточнить материал для работы - дальше станок начнет производить гравировку по заданным параметрам.

Почему лазер?

Не просто так выражение «лазерное» стало означать что-то мощное и точное. Лазер - энергия светового потока, живой пример точности излучения.

Сочетание лазера, оптики, компьютера и автоматизированного контроля в одной машине гарантируют высокий результат обработки, и повышает эффективность производства, относительно использования механической техники.

Вот несколько причин, почему стоит выбрать именно лазерный гравер:

Возможность использовать материал любой твердости.
Максимальная точность при раскрое и гравировке.
Закрытый корпус обеспечивает полную безопасность оператора.
Современный и понятный интерфейс.
Практически безотходное производство.

Как выбрать подходящий лазерно-гравировальный станок?

Существует несколько вариантов комплектации , в зависимости от поставленной задачи могут меняться такие показатели, как: площадь рабочей поверхности , мощность лазера и лазерной трубки .

Поэтому не стоит спешить с выбором лазерно-гравировальных станков , наша компания поможет учесть все нюансы при выборе оборудования и подобрать правильную комплектацию, исходя из запросов Вашего производства для максимальной эффективности и желаемого результата.

Цена на лазерное оборудование зависит от технических характеристик, мощности и производительности. Поэтому приобрести себе лазерный станок могут абсолютно все, как большое производство, так и любитель для хобби.

Как наносится лазерная гравировка?

В лазерном оборудовании свет от излучателя проходит через линзу и приобретает окончательную фокусировку. Сформированный лазерный пучок обладает высоким содержанием энергии, которая может проникнуть в любой материал. Лазерный пучок благодаря высокой температуре испаряет материал в месте соприкосновения, оставляя на поверхности полость нужного Вам размера и глубины.

Для того чтобы лазер не прожег насквозь гравируемый материал, необходимо правильно подобрать его мощность.Лазерная гравировка хорошо видна на поверхности и не деформируется со временем.

Из чего состоит лазерный гравировальный станок ЧПУ?

	Координатный стол Координатный стол лазерного станка предназначен для точного позиционирования фокусирующего элемента относительно изделия. Для точного и плавного перемещения подвижных элементов, на станину установлены направляющие. От их качества зависит долговечность лазерно-гравировального станка и нагрузка на приводящую часть конструкции. В качестве привода, передающего усилие с моторов на подвижные части, могут выступать как зубчатые ремни, так и шарико-винтовые пары. Портал движется по рельсовым направляющим за счет ременной передачи, приводимой в движение от микрошагового двигателя. По порталу перемещается каретка с системой фокусировки, которая движется за счет ременной передачи от микрошагового двигателя, закрепленного на правой стороне портала.
	Летающая оптика Для попадания лазерного излучения в заданную точку, на подвижных частях координатного стола установлена система зеркал. Чтобы энергия луча не рассеялась, зеркало изготовлено из специального материала и отполировано с высокой точностью, либо покрыто составом, уменьшающим рассеяние. После того, как первое, неподвижное зеркало отразило луч, он попадает на второе, подвижное зеркало, отразив луч, оно снова меняет его траекторию под прямым углом, направляя лазерный луч к третьему зеркалу, которое, отражает его в фокусирующий элемент - линзу. В зависимости от мощности излучающего элемента диаметр луча на выходе из него может достигать десяти миллиметров. Линза фокусирует энергию луча в пятно диаметром всего в две десятые миллиметра. Вся энергия, излученная лазерной трубкой, оказывается в этом крохотном пятнышке.
	Рабочий стол Является подъемным (в стандартной комплектации станка он поднимается вручную, в других автоматизирован), спереди и сзади станка расположены окна для протяжки материала (сквозной стол) - обратите внимание, что не все станки имеют сквозной стол. Разновидности рабочих столов: Алюминиевые ламели являются приоритетным столом для лазерной резки и гравировки. Материал можно положить на меньшее количество ламелей, что будет уменьшать контакт материала с обратной стороны и минимизировать метки, которые будут отражаться от ламелей. Ламели в отличие от сотового стола оставляют метки с тыльной стороны материала намного меньше.
	Сотовый стол используется для резки мелких элементов, тканных и других материалов. *(поставляется опционально)*
	Игольчатый стол используется как дополнительное оборудование в качестве опорной (контактной) поверхности при сквозной резке листовых материалов. Состоит из основания и выступающих из него тонких заостренных металлических стержней (иголок). *(поставляется опционально)*
	Лазерная трубка (лампа) Лазерная трубка представляет собой стеклянную колбу, имеющую 3 внутренние полости. Внутренняя и внешняя полость заполнены смесью газов СO2-N2-He, средняя полость предназначена для охлаждения лазерной трубки водой. На краях внутренней полости есть электроды (Анод и Катод), на которые подаётся электрический ток с блока высокого напряжения. При подаче тока происходит лазерное излучение.
	Блок высокого напряжения (Блок накачки). Это блок питания лазерной трубки, который создаёт заряд с высоким напряжением, что позволяет лазерной трубке сгенерировать лазерный луч. Позволяет срабатывать механизму поджига. Он поднимает напряжение до того момента, пока не начнется разряд (то есть, пока ток не потечет от катода к аноду). Основные характеристики тока, передаваемого от блока высокого напряжения к лазерной трубке — это напряжение и сила тока. Напряжение (кВ) — это работа по переносу электрического заряда от катода к аноду. У различных лазерных трубок различное необходимое напряжение для розжига. У лазерных трубок есть характеристика «Напряжение розжига» и «Рабочее напряжение». «Напряжение розжига» — это та работа, которая позволяет «соединить» катод и анод лазерной трубки, чтобы от катода к аноду потёк ток. После того, как соединение установилось, напряжение уменьшается, и лазерная трубка работает на пониженном напряжении, называемом «Рабочим напряжением». Сила тока (мА) — это количество заряда, переносимого за 1 единицу времени. Увеличение силы тока увеличивает количество заряда, переносимое по лазерной трубке.
	Воздушный компрессор Идет в комплекте с любым лазерным станком. Обеспечивает продувку места реза. Для получения поверхности реза с минимумом следов горения.
	Система вытяжки В стандартную конфигурацию станка входит вытяжной вентилятор, воздушный насос, гофро-рукава. Гофро рукав подключается к общей вытяжке для устранения задымления или выходит в окно.
	Система охлаждения Водная система охлаждения. В стандартной комплектации станка предусмотрена водная система охлаждения. Процесс охлаждения лазерной лампы очень важен, т. к. защищает лампу от перегрева и от быстрого выхода из строя. Вода циркулирует и отводит тепло. Циркуляцию воды обеспечивает погружная помпа, входящая в комплект поставки станка. Следует отметить, что рядом со станком всегда должен располагаться контейнер с дистиллированной водой (объем не менее 15 литров), в который погружается помпа, подключенный при помощи шланга к лазерной трубке.
	Существует дополнительная система охлаждения — Чиллер. Он продлевает ресурс работы лазерного гравировального станка.
	Программное обеспечение лазерного станка и контроллер. Система управления лазерного станка — это его мозг. Именно она обрабатывает загруженный в её память файл, управляя двигателями, лазером и периферическими устройствами.
	Дополнительная опция в виде поворотного устройства. Поворотное устройство — это специальный механизм, устанавливаемый на лазерный станок с ЧПУ, который предназначен для поворота заготовок на различные углы при обработке. Поворотное устройство заменяет токарный агрегат и состоит из цилиндрического подвижного зажима, закрепленного на станине лазерного станка, и упор — центратора (задней бабки), перемещающийся на салазках. Поворотная ось движется при помощи шагового двигателя.

Примеры работы лазерно-гравировального станка:


Гравировка		Резка

Какие материалы может обрабатывать и резать лазерный гравировальный станок ЧПУ?

Facebook Twitter Linkedin Reddit Word to Clean HTML ConverterWord Editor HTML Undo New page indentation compress encoding option ico option2 option3 option4 option5 option6 option7 option8Clean Мощные увеличенные модели двухфазных двигателей больше подходят для передвижения тяжёлых узлов станка. Например, на станке Wattsan 2030 Flat Bed тяжёлый и массивный портал станка приводится в движение двухфазными двигателями. А лёгкая режущая голова движется по оси Х с помощью быстрого и точного трёхфазного шагового двигателя.

КОМПЛЕТАЦИЯ: КОНЦЕВЫЕ ДАТЧИКИ

Датчики на лазерных станках бывают механические или индуктивные. Механические проигрывают, так как у них низкая точность и они чувствительны к загрязнениям, а работа на лазере - это пыль, а в некоторых случаях грязь. Датчик рассчитан на определённое количество срабатываний. Если вы экономите на этом, возможно в один день он не стработает и рабочая голова со всей силы влетит в корпус. Придётся менять голову, каретку, рельсовую направляющую, особенно если вы и на этом сэкономили.

КОМПЛЕТАЦИЯ: ЧИЛЛЕР

Обычно идёт помпа в комплекте. Зачем чиллер? Вообще это тема для отдельного выпуска. Если кратко: помпа гоняет воду, а чиллер её еще и охлаждает, а для трубок выше уже 80 Вт это крайне рекомендуется. Причём выбор модели зависит не только от мощности трубки, но и от температуры в помещении, где стоит станок. Также чиллер обеспечивает более надёжную и бесперебойную работу лазерной трубки, так как, в отличие от попмы, имеет герметичный контур, то есть в воду не попадает грязь и вода дольше останется чистой. Мы рекомендуем использовать оригинальные промышленные чиллеры от компании S&A.

КОМПЛЕТАЦИЯ: ПОДДОН ДЛЯ СБОРА МУСОРА

Когда вы режете изделия на станке без сотового стола, мелкие детали и обрезки будут сыпаться вниз: либо в специальный поддон, либо просто внутрь станка. Гораздо проще достать и вытряхнуть поддон, чем собирать это всё из станка.

ПОМЕЩЕНИЕ

Должно позволять поставить сам станок, хранить материал и при необходимости распиливать его. Если у вас есть условные 25м2, то если вы поставите станок 2000х3000 мм, вам будет попросту негде хранить материал. Если там же поставить 1610, то, например, оргстекло вроде бы есть где хранить, но уже негде пилить. Если помещение совсем маленькое, прям впритык для 1610, то фанеру можно хранить вертикально у стены и на этом же 1610 резать без допобработки. Если же вы берете 6090, то этого же помещения будет уже мало, как бы парадоксально это ни было. Потому что эту же фанеру нужно не только где-то хранить, но и распиливать. А распил, опять же, выливается в допрасходы. Нужна паркетка, нужен человек, который будет пилить, либо если это один оператор - это дополнительное время, которое он будет тратить, плюс будет много мусора, нужен пылесос и уборка. Будет ли один человек всё успевать? То есть не факт, что в итоге в эксплуатации 6090 обойдётся дешевле, чем 1610. Даже в первый месяц при учёте всех этих факторов. Всё это вам нужно посчитать, посмотреть и учесть, но мы ни в коем случае не утверждаем, что 1610 лучше, чем 6090 или наоборот. Просто нужно учитывать все те особенности, которые есть в вашей конкретной ситуации. Кстати, кроме того, чтобы смотреть на помещение чисто с экономической точки зрения, не забывайте про физическую возможность просто внести туда станок, заземлить его, провести вытяжку и желательно обеспечить хотя бы полметра-метр пространства вокруг него для удобства его обслуживания. Не забывайте про полы при выборе помещения, желательно чтобы они были ровными.

ЦЕНА

Цена, конечно же, в первую очередь, складывается из всего, что мы перечислили выше, а также из дополнительной комплектации, то есть сюда входит всё: и корпус, трубка, система управления и размер рабочего поля, блок розжига, блоки питания, двигатели, драйвера, стоят ли ЭМИ-фильтры, УЗО, штуцера, какая вытяжка, поворотное утройство, наличие камеры и других дополнительных функций. И таких параметров можно насчитать очень много. Но кроме этого цена также зависит от того у какой компании вы будете покупать станок: от объёмов её продаж, логистики и так далее. Тут выходит на первый план вопрос: «Где покупать и на что обратить внимание у компаний поставщиков?».

ГДЕ ПОКУПАТЬ?

Рынок станков развивается сейчас очень быстро. По сути, у вас есть несколько вариантов:

алиэкспресс,
рынок б/у станков,
сделай сам,
фирменные станки.

Есть станки за 100 000, а есть за 300 000. Есть за 800 000, а есть за 1 800 000. Это как машина: есть Л*д* К*лин* за 500 000 рублей, а есть Шкод* Окт*вия, которая стоит в два раза дороже. Функционал у них один и тот же: перемещение из точки А в точку В. Допустим, нужно проехать 200 000 км, и та и другая выполнит свою функцию, просто у Л*ды К*лины намного выше вероятность того, что где-нибудь по пути появится третья точка, может даже не одна: надо будет ремонтировать двигатель, менять коробку передач или что-то ещё. На станках то же самое: можно брать условную Л*ду К*лину в мире станков и надеяться, что она не сломается. Но тогда нужно отдавать себе отчёт в том, что когда ты берёшь заказ на таком станке, есть большой риск и заказ потерять, и нажить себе дополнительных проблем с ремонтом и поиском комплектующих, которые сложно найти, если они от какого-нибудь Noname. То есть, если вам нужны направляющие HIWIN или PMI, все знают, что их легко найти, потому что это бренд и его комплектующие есть всегда. А если вы сэкономили и взяли китайский Noname, а он сломался, вы смотрите его модель, а там «ао05559в32230» и пытаетесь найти его в интернете. В чём плюсы алиэкспресса, б/у рынка и DIY, то есть самодельных станков? В основном в низкой цене. Но минусы в том, что они, как правило: не имеют никакой поддержки и сервиса и есть большой риск поломки. То есть в итоге такая покупка может оказаться даже дороже, чем нормальный брендовый станок. Если же вы склоняетесь к тому, чтобы покупать станок у официального дилера, вы находите несколько компаний и из них уже выбираете на основании их экспертности и надёжности. Если компания не надёжна, то нет смысла обсуждать конфигурацию и выбирать станок.

Как оценить надёжность компании?

Прежде всего должна быть возможность съездить на склад и протестировать станки в деле на тех материалах и макетах, которые вы хотите использовать в своём производстве. Вообще, если у компании, в принципе, есть склад, это уже плюс. Если есть станки и комплектующие в наличии - это ещё один пункт в пользу того, что компания серьёзная. Значит у неё есть регулярные продажи и хорошая репутация. Хорошая идея съездить к клиентам этой компании, если есть возможность. Пообщаться, поспрашивать, как станки показали себя в работе, как компания проявила себя в процессе сотрудничества. Также стоит обратить внимание на то, есть ли у неё гарантия и сервис? Обязательно нужно пообщаться с менеджерами, чтобы понять, насколько они вообще разбираются в теме, компетентны ли они в советах вам и нужно ли их вообще слушать? Ну и само собой смотрите на конфигурацию предложенных станков, какие комплектующие использует компания. Является ли она официальным представителем бренда или просто перепродаёт китайский ширпотреб. Например Wattsan - это не только бренд, это конкретный завод, который дорожит своим именем и репутацией и под этим брендом у официальных дилеров (указаны на сайте бренда) всегда продаются станки только с этого завода. Кроме всего вышеперечисленного, можно задать пару дополнительных вопросов: Какая квалификация у сервисной службы, если она есть? Есть ли пуско-наладка станка и обучение ваших сотрудников работе на нём? Сколько времени нужно на настройку станка? Как настроена логистика у продавца? Какие сроки и стоимость доставки? Какой срок службы у станка при полной загрузке? Также уточните цену и сроки поставки расходных материалов, рано или поздно они всё равно вам понадобятся.

Заключение

Надеемся данный разбор оказался вам полезен. Да, он огромный, мы постарались учесть большое количество мнений и советов экспертов и инженеров, но даже так поместилось далеко не всё. Покупайте качественные станки, окружайте себя красивыми и функциональными вещами, становитесь экспертами и профессионалами в том, чем вы занимаетесь. Лазеркат, с вами надолго!