Лазерный гравировальный станок по металлу, конструкция и технические характеристики

Описание и разновидности станка с ЧПУ для лазерной резки и гравировки

Лазерная резка универсальна – это одно из самых привлекательных достоинств технологии. Если механический метод приводит к потере материала и не отличается высокой производительностью, а термический можно применять только к металлам и сплавам, то лазерной резке поддаются любые материалы.

Описание станка для лазерной резки

Процесс лазерной резки по форме напоминает механическую: режущий инструмент – в этом случае лазерный луч, проникает в заготовку и производит резку.

А вот действие самого лазерного луча аналогично плазменной дуге – это тепловой источник, но с такой малой зоной термического воздействия, что этой величиной можно пренебречь.

Лазером можно разрезать материалы не только исчезающе малой толщины, но и горючие, например, полиэтилен и бумагу.

Лазерный луч оказывает следующее действие.

  • Расплавление – свойственно металлическим изделиям и пластмассовым. Режим излучения – непрерывный, для улучшения качества реза применяют обдув воздухом, кислородом или нейтральным газом.
  • Испарение – поверхность листа нагревается до температуры кипения, поэтому выбранный материал испаряется, а не накапливается в виде пыли или стружки. Режим – короткие импульсы, но высокой мощности.
  • Разложение – при невысокой стойкости материала к термическому воздействию вещество может, не плавясь, разлагаться на газообразные продукты. Если продукты разложения относятся к вредным или опасным веществам, метод не применяется.

Для лазерной резки последний вариант – единственное ограничение по применению. Поэтому, например, ПВХ-стекло режут только механическим способом, так как при лазерной резке полимер разлагается с выделением хлора.

Возможности

Лазерный луч отличается чрезвычайно высокой концентрацией мощности по площади – до 10 000 000 Вт/кв. см, при толщине зоны воздействия в 0,1 мм. При обработке оргстекла мощности, конечно, используются меньшие и зависят от толщины листа.

Эта особенность позволяет получать детали исключительно сложной конфигурации и малых размеров.

  • Резка – на сегодня эта технология не только самая эффективная, но и доступная, так как при столь сильном термическом воздействии потребляет лазерный резак намного меньше, чем плазменный. Отличительная особенность лазерной резки – острые точные края и сохранение оптических свойств материала: оргстекло остается прозрачным и цвета не меняет.
  • Резка возможна сквозная и несквозная. Последний вариант часто применяется для декоративных объектов: лазером снимают верхний слой двухцветного пластика, чтобы второй слой сформировал изображение. Столь тонкая работа под силу только лазеру.
  • Гравировка – заключается в последовательном нанесении тонких несквозных резов с тем, чтобы в итоге они составили линию требуемой толщины и глубины. Сложность рисунка и тонкость материала значения не имеют. При этом скорость процесса несравнима с любыми другими методами.

Технические характеристики и схема

Для гравировки и резки оргстекла используются только газовые лазеры. В общем виде он состоит из лазерной трубки с газовой средой – отсюда и название устройства, зеркал и головки излучателя. При подаче электротока иницируется лазерный луч – узконаправленное монохроматическое излучение. Оптический резонатор – зеркала, и фокусирующая линза на головке направляют луч на поверхность.

Схема конструкции лазерного станка включает в себя следующие элементы.

  • Станина – неподвижная часть, на которую устанавливается все остальное оборудование.
  • Координатный стол – линейные 3-координатные сервоприводы. Они обеспечивают перемещение лазерной головки. Это аналог шпинделя с фрезами на механическом станке.
  • Рабочий стол с системой крепления – здесь размещается материал.
  • Модуль подачи технологического газа – при работе с оргстеклом является элементом обязательным.
  • Вытяжная система – удаляет продукты разложения и испарения.
  • Модуль управления – аналоговое или цифровое ЧПУ.

Мощность лазерного станка колеблется в очень широких пределах. Наиболее значимым фактором для выбора является даже не производительность, а глубина прорезки. Для настольных вариантов она не превышает 12 мм. Современные промышленные станки способны резать неорганические армированные материалы толщиной в 50–60 мм.

Преимущество

  • Сложность – ни механическим, ни термическим методами нельзя получить изображение или контур такой степени сложности и тонкости, как в случае применения лазера. Точность – практически абсолютная. Точность позиционирования составляет не более 0,01 мм. Ошибки исключены.
  • Скорость – в среднем скорость гравировки составляет 1000 мм/сек, а максимальная скорость перемещения лазерной головки – до 25000 мм /сек. В итоге относительная дороговизна процесса – ведь здесь задействованы три системы обслуживания, многократно окупается скоростью выполнения работы.
  • Минимальные потери материала – толщина резки колеблется от 0,1 до 25 мм. При раскрое оргстекла отсутствует стружка или пыль.
  • Большинство станков оборудуется программным числовым управлением, что обеспечивает высочайшую точность обработки.

Резка и гравировка возможны не только на плоских поверхностях, но и на объемных предметах. Это стало возможным после появления лазерных маркеров.

Станок с чпу

ЧПУ – пакет программ, формирующих управляющие импульсы для электроприводов. Обеспечивает максимально возможную для данного оборудования точность выполнения.

На фото изображен лазерный станок с ЧПУ управлением

Поскольку речь идет о лазерном луче, то точность резки и нанесения линий на лазерном станке с ЧПУ не знает аналогов.

Преимущество

При резке механическим инструментом часть материала уничтожается – выбирается в виде стружки и пыли. Мало того, что при этом теряется часть оргстекла, но и стружка забивается в линии резки и отверстия, тем самым значительно затрудняя работу.

Лазерный способ обработки всех этих недостатков лишен.

  • Минимальная материалоемкость – толщина линии реза может составить 0,1 мм. Потери при этом исчезающе малы.
  • Ни стружки, ни пыли при резке не образуется. Возможны лишь появление газообразных продуктов испарения, которые удаляются системой вентиляции.
  • ЧПУ позволяет производить резку самой сложной конфигурации.
  • Выбор материала не ограничен. На лазерном станке можно работать с оргстеклом минимальной толщины, и даже с такими мягкими и горючими материалами, как ткань или бумага.
  • Несмотря на то что пластик деформируется под действием высокой температуры при лазерной резке, эта деформация исчезающе мала: канал воздействия настолько узкий, что не страдают даже края кромки. При лазерной резке торцы детали остаются прозрачными.
  • Края сохраняются острыми. В ряде случаев это продиктовано производственной необходимостью. Чтобы получить закругленные кромки применяется специальная технология.
  • Экономичность – скорость и точность раскроя многократно окупают сравнительную дороговизну процесса.

Технические характеристики

Подбор оборудования производится исходя из характеристик материала, с которым предстоит работать.

  • Тип лазера – если речь идет о резке изделий, то предпочтение отдается газовым лазерам. Они могут работать в непрерывном и импульсном режиме, отличаются мощностью и узкой направленностью луча. К тому же, это наиболее доступный по стоимости и обслуживанию вариант. То же самое касается и гравировки оргстекла.
  • Твердотельные лазеры, которые тоже полностью удовлетворяет требованиям, чаще используются при работе с металлами и сплавами: здесь реализуется квазинепрерывный режим излучения. Стоимость твердотельных больше.
  • Мощность – при работе с оргстеклом небольшой толщины – до 12 мм, достаточно мощности лазера в 60 Вт. При увеличении мощности до 5–6 кВт возможна резка оргстекла толщиной до 50–60 мм.
  • Размер рабочего стола – изменяется от 300*200 мм до 1600*900 мм.
  • Тип программного оборудования – подбирается с учетом решаемой задачи. Если, например, станок используется для производства декоративной продукции, то важным является совместимость с распространенным программным обеспечением, наподобие Corel Draw, Photoshop и так далее.
  • Поддерживаемые форматы – ЧПУ позволяет использовать в качестве проекта готовые изображения и рисунки. Соответственно, выбранное ПО должно поддерживать форматы: plt, dst, dxf, bmp, ai, hpgl и так далее.

Как пользоваться?

  1. На первом этапе создается макет будущей продукции и загружается в память устройства. Затем настраиваются необходимые параметры для конкретного изделия.
  2. На рабочем столе закрепляется материал.
  3. Все дальнейшие действия выполняются без участия оператора.

    Газолазерная головка, с помощью высокоточных сервоприводов, перемещается согласно заданной программе. Технологический газ подается соосно с режущим лучом, предотвращая опасность возгорания и удаляя продукты испарения и распада.

  4. Все газообразные продукты выводятся вытяжкой.

Станок rabbit

Rabbit Semiconductor – лидер в области изготовления процессорных модулей. Продукция компании разработана для тех случаев, когда возможности оборудования превосходят возможности управляющих микропроцессоров. При этом установка промышленного компьютера экономически невыгодна.

На фото изображен станок для лазерной резки Rabbit

В наибольшей степени это касается высокоточного, но не слишком мощного оборудования, предназначенного для сложной работы с материалом в небольшом объеме. Гравировка, резка, формирование 3D изображений на деталях небольшого размера – типичные представители этой категории.

Технические характеристики

Тип лазера – газоразрядный, так как он относится к наиболее экономичным и работает в двух режимах. Мощность лазера – 40 Вт. В моделях серии SC есть возможность установки более мощного лазера – 80 Вт, 130 Вт.

В серии SG в базовый комплект входят две лазерные трубки. Таким образом можно сократить сроки работ, обрабатывая сразу две детали. Или применить метод комбинации лучей для получения изображения внутри массы материала. Такой способ подходит только для силикатного или хрустального стекла.

Размера рабочего стола – серия HX относится к мини-станкам. Здесь размер рабочего стола не превышает 300*420 мм. В других линейках размеры колеблются от 300*500 до 1600*900 мм. В отдельных моделях при небольшой величине рабочего стола предусмотрена функция рулонной протяжки. Это позволяет обрабатывать объемные листы без предварительного разрезания.

Загрузка файлов проекта осуществляется через USB-порт. При этом постоянного контакта с ПК не требуется: файлы загружаются в рабочую память вместе с заданными настройками.

Возможности

Лазерные станки Rabbit предназначены для обработки неметаллических материалов: дерева, фанеры, ткани, бумаги, пластика и, конечно, оргстекла. Функции, выполняемые станком, стандартны:

  • Резка – толщина линии реза составляет 0,1 мм. В зависимости от мощности толщина листа материала колеблется от 5 мм до 25 мм.
  • Гравировка – точность позиционирования составляет не более 0,01 мм. Таким образом получают гравировку идеальной точности и минимальной глубины, например, на бумаге.
  • ПО позволяет загрузку файлов с рабочего компьютера, с флешки или другого носителя.

Преимущества

Кроме стандартных преимуществ лазерно-гравировальных станков – точность резки, скорость обработки, отсутствие материальных потерь и износа техники, оборудование от Rabbit отличается дополнительными преимуществами:

  • Возможна замена лазерных головок на более мощные, что весьма экономично.
  • Простота управления – одна из принципиальных особенностей процессорных модулей Rabbit.
  • Требуемое напряжение – только 220 В.

Разновидности станков

Высокая точность – и резки, и позиционирования, чаще всего требуется при изготовлении мелкой декоративной продукции – сувениров, табличек, ключей.

Некоторые виды станков для лазерной резки

При этом мощность лазера минимальна. Для обработки большого количества материала при такой же точности нужна и высокая мощность, и большая производительность.

Настольные

Или как их называют мини лазерные станки, получили свое название не за форму выполнения – рабочий стол есть в любой модели, а за отсутствие специального основания. Станок можно расположить в любом месте мастерской или даже жилой квартиры при соблюдении определенных требований: вытяжка, отсутствие пыли и грязи.

Мощность аппаратов невелика – до 60 Вт, размеры рабочего стола минимальны. Станок рассчитан на обработку заготовок небольшого размера из неметаллических материалов. По точности и возможностям сложной резки своим старшим «собратьям» прибор не уступает.

Специального основания не требуется как раз благодаря небольшим размерам и мощности: нет нужды гасить вибрацию, так как она здесь незначительна.

Напольные

Даже при относительно небольшом размере рабочего стола нуждаются в прочном основании – для гашения вибрации. Предназначены для работы с высокой скоростью, с плоским и объемным материалом, в том числе и широкоформатным.

  • Напряжение – для лазера мощностью выше 120 Вт в абсолютном большинстве случаев требуется промышленный ток в 380 В.
  • Обязательное оборудование вытяжки – при высоких скоростях и большом количестве материала газообразные продукты выделяются в большом объеме.
  • Рабочий стол может представлять собой как стационарную конструкцию, так и с опцией регулировки по высоте.
  • Возможна компоновка двумя лазерными головками и использование излучения в комбинированном режиме.

Маркеры

Отличаются небольшими размерами и рассчитаны для работы с объемным материалом – брелки, ручки, украшения и так далее. Особенностью их является двухосная оптическая система: положение линз изменяется относительно друг друга. Это позволяет формировать луч двухмерный. Таким способом добиваются обработки не только в нужной точке, но и под нужным углом.

Лазерный маркер не требует монтажа никаких дополнительных систем.

Заключение

Лазерная резка и гравировка незаменимы в тех областях, где требуется высокая точность и тонкость обработки. К тому же, это единственный метод, который позволяет работать с материалом мягким, тонким и горючим.

Видео работы станка для лазерной резки:

Источник: http://proakril.com/orgsteklo/oborudovanie-dlya-obrabotki/lazernyj-stanok.html

Лазерный гравировальный мини станок с ЧПУ

По мере совершенствования технологии производства LED элементов, стоимость лазерного обрабатывающего оборудования постепенно снижается и сегодня оно доступно не только для небольших мастерских, но и для дома. При этом производительность и качество работы у бюджетных моделей практически не уступает промышленным аналогам.

Благодаря такой технологии можно обрабатывать бумагу, кожу и полиэтилен — материалы, которые раньше обрабатывать было очень сложно. Конечно резать металл в несколько миллиметров такие мини-станочки не могут (мощность лазерной головки не позволяет), но другие материалы без проблем поддаются поверхностной обработке.

Кратко о принципе действия LED ЧПУ:

Далее приведём полное описание популярных моделей ЧПУ лазерных станков начального ценового уровня.

Станок ЧПУ обработки дерева с лазером 1 Вт

Это лазерная гравировальная машина имеет функцию переноса картинки из программы-редактора на ПК. Обладает высокой точностью и стабильностью гравировки. Возможна работа в автономном режиме.

Особенности модели NEJE

  • Высокая точность и стабильность, прочность конструкции.
  • Автоматическое позиционирование даже при слабом освещении.
  • Оффлайн обработка детали без компьютера, нужно только скачать в память изображение и подключить обычный USB power bank.
  • Профессиональный охлаждающий радиатор, резьба на винтовых парах из качественной стали.
  • Регулируемый голубой лазерный диод, высокая скорость реза.
  • Поддержка многих материалов: дерево, бамбук, бумажные карты, кожа, пластик и т. д.
  • Поставляется станок с защитными очками, чтобы защитить глаза от лазерного отражённого луча.
  • Широкое применение: может использоваться для гравировки или промышленной обработки.
  • Высокое разрешение печати: 512х512 пикс.

Примечание

  1. Эта модель не может гравировать металлы, акрилл и другой огнезащитный материал.
  2. Для предотвращения выгорания лазерного диода выключайте машину на не менее 5 минут после 30 минут непрерывного процесса.

Преимущество лазерной резки в тонком резе и малой «травматизации» материала, отсутствии деформации и перегрева. Обрабатывать можно детали любых размеров и форм из любых материалов, например, мягких, которые невозможно обработать резцами или очень твердых металлов.

Технические характеристики

  • Материал корпуса: акрил + алюминий + нержавеющая сталь
  • Цвет: черный
  • Мощность: 1 Вт
  • Длина волны лазера: 405 нм
  • Формат изображения: JPG
  • Размеры изображения: 512 х 512 пикселей
  • bitmap гравировка
  • Точность гравировки: 0,01 мм
  • Поддержка операционных систем: Win7/Win8/XP/Win10
  • Напряжение питания станка: 4.2-5.5 В
  • Потребляемый ток: 1 A
  • Рабочая область: 40 х 40 мм
  • Размеры: 16 х 15 х 19 см
  • Вес оборудования: 1 кг
  • Цена: от 4000 рублей

Станок ЧПУ обработки с Блютус и лазером 1,5 Вт

Технические характеристики

  • Материал: акрил + алюминий + нержавеющая сталь
  • мощность: 1,5 Вт
  • Версия Bluetooth: 4.0
  • Bluetooth расстояние: до 10 м
  • Система ОС: XP/Win 7/Win 8/Win 10/IOS 9.0 и выше/Android 4.0 и выше
  • Аккумулятор: 6000 мАч литиевая батарея
  • Время работы от батареи: около 3 часов
  • Разрешение dpi: 350 точек/дюйм
  • Длина волны лазера: 405 нм
  • Рабочая зона: 42 х 42 х 78 мм
  • Температура в месте реза: 500 °C
  • Поддерживаемые форматы изображений: JPEG/BMP (24 бит только) /TIFF/PNG (32 бит или меньше)/PCX (8 бит и 24 бита) /PCD
  • Размер изображения: 550 х 550 пикселей
  • Вход: USB (5 В, 1 A)
  • Лазер может быть заменен: Да
  • Время работы непрерывное:

Источник: https://2shemi.ru/lazernyj-gravirovalnyj-mini-stanok-s-chpu/

Устройство лазерного станка

Конструкция современных лазеров довольно проста. Независимо от производителя, лазерный резально-гравировальный аппарат будет состоять из координатного стола, летающей оптики, излучающего элемента и вспомогательных механизмов. Остановимся подробнее на каждом из элементов конструкции.

1. Координатный стол

Координатный стол лазерного станка предназначен для точного позиционирования фокусирующего элемента относительно изделия. Точность контуров, скоростные показатели при гравировке и контурном рисовании, качество изделий зависят, в первую очередь, от этого элемента конструкции. Несущую функцию выполняет станина или корпус станка.

К ней предъявляются требования жёсткости и точности геометрии. 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. 

Существует множество способов сконструировать привод, у каждого есть свои достоинства, которые проявляют себя при правильном выборе сферы применения. Приводит в движение конструкцию мотор. На каждую ось координатного стола он свой.

Могут использоваться сервомоторы и микрошаговые двигатели, которые, через свою систему управления подключены к контроллеру. Контроллер является основным управляющим элементом.

Он получает программу с компьютера и перемещает с помощью координатного стола зеркала летающей оптики.

2. Летающая оптика

Для того, чтобы лазерное излучение попало точно в нужное место на материале, на подвижных частях координатного стола лазерно-гравировального станка установлена система зеркал. Луч, покидая излучающий элемент, встречает на своём пути первое, неподвижное, зеркало. Эта судьбоносная встреча меняет его траекторию, он отражается. 

Для того, 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 зеркало, которое подвижно и.

отразив луч, снова меняет его траекторию под прямым углом, направляя лазерный луч к третьему зеркалу, которое, в свою очередь отражает луч в фокусирующий элемент – линзу. Надо заметить, что 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.

3. Лазерная лампа

В качестве излучающего элемента в лазерных станках наиболее распространено использование стеклянных отпаянных ламп. 

Лазерная лампа наполнена смесью газов на основе углекислоты. В ней организован оптический резонатор и два кольцевых электрода. При работе лазера на эти электроды подаётся высокое напряжение, приводящее к образованию тлеющего разряда, подобного разряду в неоновой рекламе.

В этом разряде происходит движение электронов от положительного электрода к отрицательному и при пересыщении энергией происходит свечение — выделение фотонов, которые по инерции пролетают электрод и отражаются от первого, полупрозрачного зеркала резонирующего контура.

Пролетая путь внутри тлеющего разряда эти фотоны сталкиваются с электронами и вызывают лавинообразное выделение себе подобных, долетая до второго, полностью не прозрачного зеркала, они отражаются от него. Зеркала расположены друг от друга на рассчитанном расстоянии, что приводит к резонансу системы.

В результате энергия фотонов становится настолько велика, что первое, полупрозрачное зеркало уже не удерживает их и трубка излучает лазер. Излучение лазера когерентное и одномодовое, что означает, что все фотоны летят рядом и в одном направлении, не сталкиваясь и не рассеиваясь.

Отраженное от зеркал летающей оптики и сфокусированное линзой излучение производит работу — жжёт. Соответственно происходит горение и образование дыма, который следует удалять.

4. Вспомогательные устройства при лазерной резке

Для того, что бы процесс работы на лазерно-гравировальном станке приводил к жизнеутверждающим результатам, доставлял удовольствие и продолжался как можно дольше следует использовать вспомогательные устройства. Важнейшее из них — устройство охлаждения.

При работе излучающего элемента выделяется тепло, которое может привести к повреждению трубки, его нужно отводить. Для отвода тепла используют теплоноситель и аппарат для обеспечения циркуляции и охлаждения теплоносителя — чиллер. Чиллер, по сути, это холодильная установка с компрессором, испарителем и хладагентом.

Она оснащена контроллером, который умеет поддерживать температуру, оптимальную для работы лазерной лампы.

Следующее по важности устройство — воздушный компрессор. Он обеспечивает избыточное давление в фокусирующем узле, что не позволяет продуктам горения оседать на линзе. Вторая функция — продувка места реза. Для получения поверхности реза с минимумом следов горения в воздушную магистраль можно подать инертный газ.

Конечно, продукты горения, которые выделяются при лазерной обработке, следует удалять, для этого используют системы вентиляции высокой производительности. Как минимум в шестьсот кубометров в час.

Укомплектовав свою лазерную машину всеми этими устройствами, можно быть уверенным, что все доступные для лазерной обработки материалы будут обработаны качественно и без вреда для станка и оператора.

Источник: http://lestar-cnc.ru/instrukcii/lazer-stanok/ustroystvo-lazernogo-stanka/

Самодельный лазерный гравер на базе программатора Ардуино

На сегодняшний день гравировка и лазерная резка — довольно прибыльное занятие, где всякий предприимчивый человек, имея нужную информацию и некоторый капитал, в состоянии недурно заработать. Лазерный гравер — это неплохое основание для реализации творческих идей, его универсальность и производительность всегда приятно удивляют мастеров.

Лазерная гравировка поверхностей

Лазерная гравировка — новейший прием нанесения на поверхность резко очерченного изображения с помощью концентрированного светового пучка.

Технология гравировки

Процедура гравировки сфокусированным лазерным лучом сопровождается высоким температурным нагревом материала.

В зависимости от продолжительности действия лазера меняется цвет и появляется контрастность поверхности материала, происходит эффект его испарения или испепеления.

Полученная вследствие обработки гравированная поверхность обладает устойчивостью к внешним физико-химическим воздействиям.

Несмотря на сходное технологическое предназначение, образцы оборудования для лазерной гравировки и резки кардинально отличаются своим функциональным потенциалом и укомплектовкой производителя.

Устройство конструкции

Основной характеристикой гравера является мощность лазерной трубки устройства. В состав устройства входят следующие структурные блоки:

  • Оптическая система, которая представляет собой набор из неоднородных линз и служит для фокусирования и усиления светового пучка;
  • Трансмиссионная система — трехосевые сервоприводы, обеспечивающие синхронность движения лазерного источника излучения;
  • Система контроля — датчики и вычислительные схемы, задача которых — обеспечение безошибочного функционирования всех систем гравера;
  • Механическая система — основные опорные части и вспомогательные механизмы, составляющие устройство машины;
  • Система охлаждения — осуществляет теплоотвод от излучателя и состоит из комплекта кулеров и радиаторов для отвода температур.

Виды лазерных граверов

Среди множества промышленных лазерных устройств, востребованных в производственных процессах, можно подчеркнуть лишь два существенных вида:

  • газовые — для гравировки неметаллических поверхностей (дерево, пластик, стекло, акрил, кожа, ДСП и др.) и резки какого угодно материала (при работе с металлом используют более мощную трубку от 500 Вт);
  • волоконные и твердотельные — для работы как с металлическими, так и неметаллическими поверхностями (соответственно,++ выбирается необходимая мощность лазера).

Источник: https://pochini.guru/instrument/samodelnyiy-lazernyiy-graver

Какой лазерный гравировальный станок лучше?

Лазерно-гравировальные станки, оборудованные ЧПУ оснащены отпаянным излучателем, работающем на основе СО2.

Лазерный станок с ЧПУ GL1390

Так называемые углекислотные настольные мини-устройства способны обрабатывать пластик, дерево, картон кожу и другие материалы.

Особенности устройства и работы лазерно-гравировальных станков

Настольный лазерный гравировальный станок по камню, снабженный ЧПУ может активно использоваться для производства рекламной, сувенирной и презентационной продукции.

Такие фрезерно-режущие мини-агрегаты отличаются высокими эксплуатационными характеристиками наряду с невысокой стоимостью. Режущие мини-станки для резки с ЧПУ имеют различия по мощности используемого излучателя, размерам рабочего стола и ряду конструктивных особенностей.

Так режущие настольные мини-станки оснащаются шаговыми или серводвигателями. Представленное фрезерно-гравировальное оборудование имеет «пилотный» красный лазер, который позволяет выполнять первичную настройку своими руками.

Кроме того настольный станок с ЧПУ для резки и гравировки имеет специальную систему распознавания заготовок и меток. Для того чтобы каждый раз своими руками не производить фокусировку фрезерно-гравировальный лазерный мини-станок оснащается системой автофокуса.

Использование в фрезерно-гравировальных агрегатах с ЧПУ серводвигателей позволяет с высокой точностью позиционировать луч на заготовке. Наряду с этим имеются модификации мини-станков для резки, которые работают на шаговых двигателях.

Принцип работы фрезерно-гравировального мини-станка для резки с ЧПУ очень схож с работой обычных фрезерных агрегатов. ЧПУ минимизирует затраты времени и большинство операций при работе выполняются автоматически, а не своими руками.

Лазерно-гравировальный станок

Фрезерно-гравировальный станок для резки имеет монолитный корпус и горизонтально расположенный рабочий стол. Над рабочим столом для резки располагается передвижной инструментальный блок, в котором имеется головка лазерного излучателя.

Если в менее автоматизированных системах двигать блок можно своими руками, то в лазерных станках для резки он передвигается при помощи электродвигателей шагового типа.

Управляющие сигналы генерируются системой ЧПУ в соответствии с установленной в память агрегата программой обработки.

Процессор станка для резки и гравировки может изменять мощность лазерного луча и обеспечивать работу других узлов устройства. Мини-агрегат позволяет производить своими руками сложные работы, связанные с нанесением гравированных узоров на различных материалах.

Оптическая система устройства для резки состоит из лазерной трубки, ряда отражающих зеркал и головки излучателя, оснащенного фокусирующей линзой. Трубка имеет многослойную структуру, в нутрии которой находится активная среда – газовая смесь из СО2, гелия и азота.

Когда через трансформатор, повышающий напряжение подается электрический ток,  газовой среде формируется лазерный луч. Далее через систему зеркал фокусирующая линза головки излучателя подает луч на поверхность обрабатываемой заготовки.

Двигается лазерная головка по заранее заданному алгоритму по сложным двух- и трехмерным траекториям. Для того, чтобы лазерная трубка охлаждалась в системе по специальным магистралям циркулирует жидкость. Она нагнетается внешним насосом.

к меню ↑

Лазерный гравировальный станок в работе (видео)

к меню ↑

Распространенные модели и их технические характеристики

При выборе представленных агрегатов стоит обратить внимание на такие станки как CL-50×30, CL-140×90 и АртЛазер-2515. Гравировальный станок CL-50×30может использоваться для резки и гравировки акрила, резины, стекла, ткани или пластика.

Лазерно-гравировальный станок CL 50×30

data-ad-client=»ca-pub-8514915293567855″
data-ad-slot=»5929285318″>

Функционал устройства позволяет применять его в рамках мебельного производства, для декоративной отделки стеклянных поверхностей или изготовления печатей и штампов. Преимуществ этого станка заключаются в:

  • допустимых режимах работы – гравировке и резке;
  • использовании высокоточных рельсовых направляющих;
  • ходе рабочего стола в 150 мм, с возможностью использования поворотной оси;
  • возможности применения короткофокусных линз;
  • возможности корректировки фокуса лазера своими руками.

Технические характеристики модели CL-50×30:

  • мощность излучения – 50 Вт;
  • параметры рабочего стола – 400 х 350 мм;
  • потребляемая мощность — 600-1000 Вт;
  • предельная скорость гравировки – 700 мм/сек.

Устройство может применяться в мелкосерийном производстве, текстильной промышленности и ювелирных салонах.

Станок для лазерной гравировки CL-140×90 имеет больший, по сравнению с предыдущей моделью формат. Он представлен в виде надежного и высокотехнологического комплекса, оснащенного ЧПУ.

Агрегат может наносить текстовые и графические изображения на поверхности изделий. Рисунок будет отличаться высоким разрешением и точностью.

Кроме того устройство CL-140×90 может производить прецизионный раскрой тонколистых материалов по заранее внесенной в ЧПУ программе. Функционал станка позволяет работать с деревом, оргстеклом, хрусталем, акрилом, мрамором или нефритом.

Лазерно-гравировальный станок CL 140×90

Благодаря наличию поворотного устройства можно производить гравировку на предметах с цилиндрической поверхностью – чашках, карандашах, вазах и и.т.д.

Данное оборудование имеет красный лазерный указатель точки врезки оптической оси, а фокусировка луча может изменяться во время работы.

Производительность станка достаточно высока, так как он оборудован двумя излучателями. Устройство для обеспечения водного охлаждения оснащено температурным датчиком. Прибор CL-140×90 может использоваться для изготовления средних и больших партий изделий.

Технические характеристики модели CL-140×90:

  • Мощность излучения – 150 Вт;
  • Параметры рабочего стола – 1400 х 900 мм;
  • Потребляемая мощность – 2000 Вт;
  • Предельная скорость гравировки – 600 мм/сек.

Лазерный станок АртЛазер-2515 может использоваться для гравировки каменных и стеклянных поверхностей и производства элементов для эксклюзивных мебельных моделей. Устройство способно выполнять построчную гравировку.

Гравировальный станок АртЛазер-2515

Благодаря этому есть возможность нанесения сложных рельефов и рисунков с ориентировкой на полутона. Широкий угол поворотной оси позволяет работать с бутылками, елочными игрушками, круглыми, овальными и сферическими изделиями.

Технические характеристики модели АртЛазер-2515:

  • Мощность излучения – 60 Вт;
  • Параметры рабочего стола – 1300 х 930 мм;
  • Потребляемая мощность –600 Вт;
  • Предельная скорость гравировки – 800 мм/сек;
  • Глубина резки – 7 мм.

к меню ↑

Советы по выбору лазерно-гравировального оборудования

В первую очередь необходимо обратить внимание на мощность лазера. Если работа будет проходить с миниатюрными деталями, то лучше всего приобретать модели с показателем мощности в 40 Вт.

Такие агрегаты имеют идеально подходящую для миниатюрной обработки короткофокусную линзу. К примеру с помощью такого мини-станка можно создать печать, на которой будут детально прорисованы маленькие символы или текст.

Если гравировальные работы планируется проводить на поверхности камня, то лучше выбирать агрегат с функцией резки. Такой прибор должен обладать более высокой мощностью, минимальное значение которой должно составлять 60 Вт.

Большинство модификаций представленных станков оснащаются среднефокусной 2,5-дюймовой линзой.

Важно знать, что выбор устройства по мощности производится не только из-за характеристик обрабатываемой заготовки. Большое значение имеет количество выполняемых операций и параметр толщины изделия.

Стационарный лазерный гравировальный станок

Помимо распространенных моделей имеются варианты с мощностью лазера от минимальных 20 Вт, до 120 Вт. Если планируется работа с металлическим листом, толще 1 см, то следует приобретать лазерный гравер с показателем мощности от 100 Вт.

Для деликатных операций подойдут устройства с нижним пределом силовых значений. Выбирая аппарат необходимо выяснить, оснащен ли он охладительной системой. Благодаря ней рабочий процесс будет непрерывным, что будет удобно для оператора и безопасно для самого устройства.

Самые высокотехнологичные модели имеют функцию автоматической фокусировки линзы. Такой настольный станок позволит выполнять большие объемы работ, обеспечивая высококачественную гравировку.

data-full-width-responsive=»true»
data-ad-client=»ca-pub-8514915293567855″data-ad-slot=»8040443333″>

 Главная страница » ЧПУ

Источник: https://ostanke.ru/chpu/lazernyj-gravirovalnyj-stanok.html

Лазерные гравировальные станки: типы, характеристики, сфера применения

Технология лазерной гравировки широко используется при декорировании сувенирной продукции, изготовлении рекламы и изделий из дерева. Ее основное преимущество – это высокая устойчивость полученных изображений, они эффективно противостоят истиранию, смыванию и даже растворителям.

Существует довольно большой выбор лазерных гравировальных станков. Их основное различие – это разный набор функций и возможностей. Одни могут выполнять гравировку по металлу, другие по дереву, а третьи по камню. Цена лазерного гравировального станка во многом зависит от производителя. Обычно оборудование отечественного производства по цене значительно более доступно.

Виды станков

Прежде чем решить какой купить лазерный гравировальный станок стоит более подробно познакомиться с их видами. Все существующие на данный момент станки по типу используемых лазеров можно классифицировать на 2 большие группы:

Назначение первых – это нанесение изображений на любые неметаллические поверхности. Вторые – предназначены для работ по металлу и отдельным видам пластмасс.

Граверы с газовыми излучателями

Качеству таких станков стоит уделять особое внимание. Качество их излучателей очень сильно влияет на качество самой гравировки. Чем они хуже, тем ниже качество гравюры и тем больше времени уходит на выполнение изображения.

Все газовые излучатели делятся на 3 группы:

  1. Стеклянные. В основном используются в станках китайского производства.
  2. Металлические.
  3. Керамические.

Первые самые дешевые, но и самые ненадежные. Качество вторых и третьих находится на достаточно высоком уровне.

Граверы с твердотельными излучателями

В излучателях этого типа вместо газовой среды используется твердое вещество. Это сильно сказывается на их стоимости. Основное назначение станков с этим типом излучателя гравировка и маркировка металлических изделий. В остальном предпочтение стоит отдавать более доступным машинам с газовыми излучателями.

Классификация станков по назначению

В зависимости от назначения все станки для гравировки можно разделить на универсальные, для обработки дерева, металла или камня. Их основное различие – это разные технические характеристики.

Станки с ЧПУ

Лазерно-гравировальный станок с ЧПУ — это самый высокопроизводительный тип оборудования. Станки этого типа могут выполнять гравировку практически на любых материалах: дереве, пластике, коже, резине, стекле, фанере.

Их широко используют при производстве различных видов рекламы, в мебельной промышленности, при изготовлении печатей и штампов. В текстильном производстве машины этого типа наносят изображения на изделия из кожи. Основное отличие станков этого типа простота в управлении.

Ниже рассмотрены самые распространенные станки с ЧПУ:

Лазерно-гравировальный станок LTT-Z1040. Может использоваться при изготовлении сувениров, печатей и штампов. Эта одна из самых доступных моделей на российском рынке гравировального оборудования. Его успешно можно использовать как в небольших мастерских, так и в помещениях офисного типа. С его помощью можно выполнять обработку любых неметаллических поверхностей.

Лазерно-гравировальный станок RJ 4040. Область применения этого станка также весьма обширна. Он может использоваться для обработки акрила, кожи, пластиков, дерева и даже слоновой кости. Его основным достоинством является многофункциональность, сочетающаяся с доступной ценой.

В отдельную категорию стоит выделить оборудование, предназначенное для обработки каменных поверхностей. В основном оно представлено ударными лазерно-гравировальными машинами.

Их основное различие состоит в разном размере рабочих зон и в скорости обработки. Ударный лазерно-гравировальный станок очень часто используется при изготовлении ритуальной продукции.

Он легко выполняет высококачественные изображения на самых разных каменных поверхностях: граните, мраморе, базальте.

Также нельзя не упомянуть про станки настольного типа. Их можно устанавливать даже в квартире. Настольный лазерно-гравировальный мини-станок – это такое же многофункциональное оборудование, способное выполнять высококачественную гравировку. Просто его мощность по сравнению с полноразмерными моделями будет несколько ниже.

На что стоит обратить внимание при выборе оборудования?

Первое на что стоит обратить внимание при выборе граверного оборудования – это качество комплектующих деталей. Особенно оси Х. Если она сделана из нержавеющей стали – это очень хорошо. Она будет служить очень долго.

Все будет намного хуже, если она изготовлена из алюминия. Со временем она начнет деформироваться, что значительно снизит качество обработки. Именно по этой причине не рекомендуется приобретать б/у станок.

Часть своего ресурса он уже выработал, поэтому вскоре ему потребуется недешевый ремонт.

Рабочая зона

Следующий объект пристального внимания – это рабочая зона. Если вам нужен лазерный гравировальный станок по дереву или по другим сильно пылящим материалам предпочтение стоит отдать моделям с закрытыми движущимися частями. В противном случае после каждого использования оборудование придется чистить от древесной и другой пыли.

Скорость обработки

Скорость станка – это еще один немаловажный критерий при выборе. Чем она выше – тем больше производительность. На этот показатель сильное влияние оказывает тип установленного привода:

  1. Микрошаговый. Скорость такого оборудования намного ниже. Также оно имеет некоторые ограничения при выполнении гравировки. Например, если вам требуется лазерный гравировальный станок по металлу для нанесения мелких надписей на детали такой тип привода точно не подойдет. Гравировать мелкий шрифт он не может.
  2. Сервопривод. Станки с таким приводом работают очень быстро. Также они могут гравировать с точностью до 5 микрометров.

Управление

Работа любого гравировального станка контролируется специальной программой. От того насколько она понятная зависит удобство работы. Лучше всего если вы сможете использовать знакомый графический редактор совместно с программой станка. Также ПО обязательно должно быть русифицировано. На этот момент особенно важно обращать внимание при приобретении станков из Китая.

Техника нанесения гравировки

Техника выполнения гравировальных работ достаточно проста. Сфокусированный лазерный луч проникает в поверхность обрабатываемого материла. Под воздействием его энергии материал начинает плавиться, расплавляться или испаряться. При достаточной мощности лазерного луча и небольшой толщине обрабатываемого материала луч может прорезать его насквозь.

В зависимости от метода нанесения лазерная гравировка делится на следующие виды:

  1. Растровая. Нанесение изображений происходит при помощи последовательности из точек очень высокого разрешения.
  2. Векторная. При этом способе нанесение изображений выполняется при помощи тонких линий.

Лазерная гравировка уже давно стала полностью автоматизированным процессом. Даже самый простой лазерный гравировальный станок по камню после запуска необходимой программы полностью обходится без участия человека. Благодаря полному отсутствию ручных процессов количество ошибок сильно снижается, также значительно минимизируется сам процесс производства.

Преимущества и недостатки лазерной гравировки

Как и у любого другого технологического процесса у лазерной гравировки есть достоинства и недостатки. К преимуществам этой технологии относится следующее:

  1. Быстрота нанесения, что позволяет значительно ускорить производственный процесс и соответственно снизить себестоимость.
  2. Полное отсутствие физического воздействия на обрабатываемую поверхность. Это делает возможным нанесение изображений даже в самых труднодоступных местах.
  3. Высокая точность выполнения.
  4. Сам процесс контролируется ЧПУ что гарантирует очень высокую точность нанесение и почти 100% отсутствие брака.

Недостатки:

  1. Невозможность полного контроля глубины гравировки. Глубина нанесения зависит от мощности станка и количества проходов лазерного луча. Сразу задать точную величину не получится.
  2. Площадь гравюра не имеет однородной поверхности. Чаще всего это связано это с неоднородностью материала.
  3. Не все поверхности переносят температурное воздействие лазерного луча. Поэтому перед нанесением гравюр на незнакомые материалы их следует предварительно испытать.

Перспективность лазерной гравировки

Окончательную перспективность гравировки просчитать очень трудно. Развитие бизнеса здесь зависит от достаточно большого количества самых разнообразных факторов. В первую очередь – это хорошо налаженный сбыт. Именно от него более чем наполовину зависит успех предприятия.

Открывать гравюрную мастерскую выгоднее всего тем, у кого есть определенные возможности для реализации своей продукции.

Например, вы можете договориться с ритуальным агентством о нанесении изображений на памятники или таблички или у вас есть знакомые работающие в рекламном агентстве, которым периодически требуются услуги гравировки.

В остальных случаях свой бизнес придется долго и упорно продвигать, используя все доступные маркетинговые ходы.

Источник: http://namillion.com/lazernye-gravirovalnye-stanki.html

Принцип действия и основные типы лазерных станков с ЧПУ

Лазерным лучом (или просто «лазером») называется узконаправленное монохроматическое когерентное вынужденное излучение, инициируемое в активной среде под действием внешнего энергетического фактора (электрического, оптического, химического и пр.).

Физически, явление основано на способности вещества излучать фотон определённой энергии (длины волны) при столкновении атома с другим когерентным («точной копией») фотоном без его поглощения.

Образующиеся при этом «лишние» фотоны являются носителями лазерного луча.

Таким образом, принципиальная схема лазерного излучателя включает в себя:

  • активную среду;
  • источник внешней энергии;
  • оптический усилитель (резонатор).

Упрощённо, генерацию лазерного луча можно описать так: источник энергии служит для «накачки» активной среды (например, рубинового кристалла) извне фотонами определённой энергии. Эти фотоны «вырывают» из атомов вещества активной среды своих «близнецов», но сами при этом не поглощаются.

Оптический резонатор (в простейшем случае — два параллельных зеркала) дополнительно насыщает активную среду, заставляя фотоны-«близнецы» (с одинаковой энергией) многократно сталкиваться с атомами и поддерживать возникновение новых фотонов.

Одно из зеркал резонатора обычно выполняется полупрозрачным оно и пропускает фотоны в направлении оптической оси в виде узконаправленного лазерного луча.

Конструктивное разнообразие лазеров довольно обширно. Чаще всего лазеры классифицируются по виду активной среды (твердотельные, газовые, полупроводниковые), по типу энергии накачки (с постоянной мощностью или импульсные), по размерам и мощности излучения, по назначению и т. д.

Технология лазерной обработки

Сфокусированный лазерный луч несёт в себе достаточную концентрацию энергии для проникновения в материал заготовки. Под действием луча материал в зоне обработки может расплавляться, испаряться, воспламеняться или иным образом изменять свою структуру, фактически исчезая.

В этом случае процесс обработки напоминает механическое резание с той лишь разницей, что режущий инструмент заменён лучом, а отходы материала не отводятся в виде стружки, а «испаряются». При достаточной мощности (и/или небольшой толщине материала), лазерный луч способен осуществлять сквозную резку.

При меньшей мощности — оставлять на поверхности чёткий след (узор гравировки).

Достоинством лазерной обработки является очень тонкий срез при малой «области вмешательства» в материал (в том числе с минимальной температурной нагрузкой и деформацией), благодаря чему обработка заготовки осуществляется с очень высоким качеством.

Кроме того, лазер способен обрабатывать практически любые конструкционные материалы и заготовки различных форм и габаритных размеров (в том числе тончайшие или мягкие, не поддающиеся из-за этого обработке фрезой — например, бумагу, резину, полиэтилен и пр.

).

Лазерно-гравировальные станки

Преимущества технологии лазерной обработки перед обработкой резанием привели к появлению лазерно-гравировальных станков. По принципу действия эти машины очень схожи с фрезерными станками с ЧПУ.

Лазерный станок также имеет монолитный корпус, горизонтальный рабочий стол, размещённый над ним подвижный инструментальный портал с головкой лазерного излучателя (аналога шпинделя с фрезой).

Движение портала (и соответственно, головки излучателя) обеспечивается шаговыми электродвигателями под воздействием управляющих импульсов, генерируемых системой ЧПУ (в соответствие с заложенной в память станка программой обработки). Процессор ЧПУ также управляет мощностью лазерного луча и обеспечивает функционирование прочих узлов станка.

Оптическая система станка состоит из лазерной трубки, отражающих зеркал и головки излучателя с фокусирующей линзой. Трубка имеет сложную «многослойную» конструкцию и заключает в себе активную среду (для современных станков — газовую смесь СО2, азота и гелия). При подаче внешнего напряжения (через повышающий трансформатор) в газовой среде инициируется лазерный луч.

Система зеркал и фокусирующая линза головки излучателя направляет луч на поверхность материала. Движение головки излучателя над заготовкой позволяет вести обработку согласно заданному алгоритму по самым сложным (двух- или трёхмерным) траекториям.

Для охлаждения лазерной трубки предусмотрена циркуляция жидкости (воды) в специальных магистралях под действием внешнего насоса.

Виды и особенности лазерных машин

Современные лазерные машины с ЧПУ успешно справляются с обработкой заготовок из практически любых материалов (дерева, металла, пластика, стекла, кожи, резины, бумаги, полиэтилена, камня и т. д.). Но, несмотря на значительную универсальность, каждая модель (или линейка моделей) имеет свою «специализацию».

Настольные лазерные граверы. Как правило, небольших размеров, не требуют установки в производственном помещении (подойдут для офиса или даже квартиры — если имеется такая потребность). Граверы оснащены хорошей оптической системой, однако её мощность сравнительно невелика.

Тем не менее, гравер способен выполнять высококачественную гравировку (нанесение плоских и объёмных изображений на поверхность), а также сквозную резку заготовок небольшой толщины из большинства материалов (за исключением металлов) лишь незначительно уступая в производительности раскроя и резки «старшим» моделям лазерных станков.

Лазерно-гравировальные станки бывают как в настольном исполнении, так и в «напольном», и представлены очень большим разнообразием габаритов рабочих столов — от полуметра до полутора-двух и выше. Станки рассчитаны на установку в специальном помещении и предназначены для напряжённой работы в условиях производства.

Каждый станок имеет монолитный корпус, обеспечивающий устойчивость конструкции и эффективно гасящий вибрации, возникающие при работе. Основным назначением таких моделей является лазерная резка и раскрой материалов (в том числе широкоформатных на большой скорости) и высококачественная гравировка поверхностей заготовок.

Для повышения производительности и качества обработки, лазерные станки имеют специальные конструктивные решения.

Например, параллельную установку двух лазерных трубок — для одновременной обработки двух заготовок, или размещение лазерной трубки на подвижном портале — для исключения потерь мощности луча при его рассеивании «на пути» к излучателю, и т. д.

Компактные лазерные маркеры предназначены для гравировки изображений высокого качества с большой скоростью. Маркеры способны наносить гравировку на объёмные изделия (украшения, брелоки, ручки и пр.), при этом даже мельчайшие детали узора получаются чётко различимыми, а сам рисунок отличается долговечностью. Это достигается благодаря особой (т. н.

«двухосной») конструкции оптической системы маркера. Отдельные линзы имеют возможность взаимного перемещения, поэтому лазерный луч, генерируемый трубкой, формируется в двухмерной плоскости и направляется в любую точку обрабатываемой заготовки под нужным углом.

При этом головка излучателя фокусирует луч не плоской линзой, а специальным объективом, поддерживающим стабильность лазера при любых условиях обработки.

Лазерные маркеры имеют сравнительно малую рабочую область, но, как правило, уже в базовой комплектации оснащены встроенным микрокомпьютером со всем необходимым для работы программным обеспечением. Благодаря этому достигается высокая мобильность станка — дополнительные внешние подключения (исключая электропитание) не требуются.

Источник: https://InfoLaser.ru/stati/printsip-dejstviya-i-osnovnye-tipy-lazernykh-stankov-s-chpu/

Ссылка на основную публикацию