Принцип работы лазерного станка

Современное промышленное производство не может обойтись без использования технологичного оборудования, которое позволяет обрабатывать материалы с высокой точностью и скоростью. К таким устройствам относятся лазерные станки. С их помощью можно резать, сверлить и гравировать заготовки из разного сырья. Делать детали различных форм, в том числе со сложной геометрией. Рассмотрим подробнее устройство, принцип работы и особенности лазерных станков.

Конструкция

Лазерный станок состоит из следующих частей:

1. Координатного стола — нужен для позиционирования фокусирующего элемента. От него зависят качество работы, точность контуров при гравировке и другие важные характеристики изготавливаемых деталей.
2. Корпуса или станины — выполняют несущую функцию. На них устанавливаются направляющие для обеспечения плавного и точного движения подвижных элементов.
3. Электродвигателя с приводом — в качестве привода используются зубчатые ремни или шарико-винтовые пары.
4. Летающей оптики — представляет собой систему зеркал, которая устанавливается на подвижных элементах координатного стола. Обеспечивает подачу лазера в точное место на заготовке. Луч, сгенерированный излучателем, попадает на зеркало и меняет траекторию движения. Для сохранения энергии лазера и уменьшения рассеивания отражатель обрабатывается специальным составом.
5. Источника лазерного излучения высокой выходной мощности и стабильности — у оптоволоконных станков таким источником служит диодный модуль накачки.
6. Системы управления — обрабатывает загруженные в память станка файлы и управляет работой оборудования.
7. Контроллера — контролирует перемещение оптики. Программа для выполнения передается устройству через компьютер.

Кроме этого, работу лазерных станков обеспечивают вспомогательные элементы. Например, в процессе генерирования лазера образуется много тепла, которое может повредить трубку. Его отвод обеспечивает чиллер (охладительная установка). Для создания рабочего давления, необходимого для выхода продуктов горения из линз, используется воздушный компрессор. Дополнительно, прибор осуществляет продув места реза. Для удаления продуктов горения предназначено вентиляционное устройство, отличающееся высокой производительностью.

В станках используются лазеры двух типов — CO₂ и оптоволоконные. Первые предназначены для обработки любых материалов, кроме стали. Оптоволоконные лазеры подходят для работы с металлами. Также используются для гравировки стекла, камня и резки двухсторонних пластиков.

Технология лазерной резки

Сфокусированный лазер концентрирует в себе энергию, мощности которой хватает для проникновения в обрабатываемый материал. Под действием луча место обработки расплавляется, испаряется или иным способом изменяет свою структуру. Процесс напоминает обычную резку, только вместо механического инструмента используется лазер. При высокой мощности луч способен осуществить сквозной разрез. При невысокой производительности — оставляет на поверхности видимый след (узор гравировки). Размер лазера небольшой, благодаря чему удается делать ровную кромку. Направленное воздействие позволяет избежать повреждения заготовок.

Особенности оборудования

Лазерные станки позволяют работать с разными материалами, включая дерево, металл, полимеры, камень и другие. Отсутствие механического контакта исключает риск деформации поверхности. Возможна обработка любого уровня сложности, получение ровных разрезов и линий. Высокая скорость резки и гравировки обеспечивает увеличение производительности. Процесс не сопровождается образованием пыли, шума и большого количества мусора.

Принцип работы лазерных станков с ЧПУ

Оборудование с ЧПУ — это станки с компьютерным управлением. До их появления работа техники контролировалась механиками вручную. При наличии ЧПУ функционирование станков и изготовление деталей происходят под управлением специальных программ. Они контролируют все: движение обрабатывающего центра, скорость шпинделя, запуск и выключение охладителя, а также другие функции.

Использование лазерных станков с ЧПУ обеспечивает значительные преимущества:

1. Минимум человеческого вмешательства в технологический процесс.
2. Работа с заготовками разной толщины.
3. Высокая скорость обработки с точностью до ± 0,05 мм.
4. Создание изделий сложной формы.
5. Плотная раскладка и резка с чистыми кромками без отходов.
6. Минимальная механическая обработка заготовок или полное ее отсутствие благодаря аккуратному резу.
7. Простота настройки оборудования — достаточно создать изображение детали и загрузить в управляющую программу.
8. Высокая эффективность при использовании в производстве малых партий.

В процессе резки материалов все выделяемые частицы всасываются системой вентиляции, поэтому после работы грязи и пыли практически не бывает.

Чтобы техника исправно функционировала, эксплуатация должна осуществляться по следующим правилам:

• обязательное заземление станка;
• обеспечение бесперебойного электропитания;
• использование в процессе работы системы охлаждения;
• юстировка оптики для увеличения точности обработки;
• запрет на резку заготовок, которые не отвечают требованиям производителя;
• регулярный техосмотр и смазка направляющих, замена расходников и изношенных деталей.

Сфера применения лазерных станков с ЧПУ достаточно широкая. С их помощью получают заготовки и трафареты из фанеры, печати и штампы, сувенирные предметы с гравировкой, ширмы и декорации, уличные вывески и указатели, а также другую продукцию.