Занятие 21.01.2021/22.01.2021

Занятие 11. Лазерно-гравировальный станок. Конструкция и расходные материалы

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.

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.

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 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 лазерно-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.

Какие материалы может обрабатывать и резать лазерный гравировальный станок ЧПУ ?

Бумага и картон

Фанера

Дерево

МДФ И ДСП

Мех

Ткань

Кожа и кожзам

Акриловое стекло

ПЭТ

Полистирол

Монолитный поликарбонат

Паронит

Резина

Двухслойные пластики, Rowmark

Аллюминий, латунь

Камень, мрамор, гранит

Примеры работы лазерно-гравировального станка

Carousel imageCarousel imageCarousel imageCarousel image

Гравировка

Carousel imageCarousel imageCarousel imageCarousel image

Резка