Что такое лазерные ЧПУ-станки и как их выбрать?

Для изготовления сувениров и разнообразной рекламной продукции, мебели и многого другого, что не просто помогает обустроить быт или иную среду, но и делает их краше, нужен лазерный ЧПУ-станок. Но его еще надо правильно выбрать, а также изучить возможности агрегата.

Лазерная резка считается универсальной, и это главный плюс технологии, по которой работает станок. Механический метод почти всегда связан с потерями металла, да и высокая производительность его не сказать, чтобы отличает. Термический метод не ко всему применим, а вот лазерная резка подойдет во всех случаях. И этот процесс по форме схож с механическим, только резаком выступает лазерный луч, он проникнет в заготовку и изрежет ее. Действует он как плазменная дуга, источник тепла, только вот зона термовоздействия очень мала.

О том, как ведет себя лазерный луч:

• расплавляет – это касается пластмассы и металла, при этом работает он в непрекращающемся режиме излучения, для большего качества процесс сопровождается газовым, кислородным или воздушным обдувом;
• испаряет – поверхность греется до показателей кипения, потому и испаряется материал (а не скапливается стружкой либо пылью), режим представлен короткими импульсами с высокой мощностью;
• разлагает – если материал не демонстрирует высокой стойкости к термовоздействию, и вещество может разлагаться на газы, не плавясь (но это не относится к токсичным составляющим, к ним такой метод не применим).

Например, ПВХ-стекло режут только механически, иначе обработка лазером будет сопровождаться выбросом токсических веществ.

А теперь ближе к ЧПУ – под этим управлением понимается пакет программ, которые формируют управляющие импульсы к электроприводам. Такой пакет гарантирует точность выполнения, предельную для данной техники. Точность резки и нанесения линий на лазерном ЧПУ-станке фактически не имеет аналогов.

Чем хорош такой станок:

• материалоемкость минимальна;
• можно выполнять резку очень сложной конфигурации;
• нет ограничений в выборе материала;
• можно сохранять остроту краев;
• скорость и точность раскроя компенсируют высокую цену техники очень скоро.

Станки могут быть настольные и напольные. Настольные еще называют мини-станками. Его можно поставить где угодно в мастерской (даже в обычной квартире), если, конечно, там есть вытяжка, не пыльно и не грязно. Мощность таких устройств не особенно велика, до 60 Вт, но рассчитан станок на изготовление заготовок малого размера и неметаллических. Напольные станки используют там, где работа строится на высокой скорости, где материал может быть и плоский, и объемный, а также широкоформатный.

Это наиболее мощные лазеры непрерывного действия. Передача энергии осуществляется с помощью молекул азота к молекулам углекислого газа. С помощью электронакачки молекулы азота приходят в возбуждение и метастабильное состояние, и там они передают эту энергию молекулам газа. Молекула углерода возбуждается и на атомном уровне излучает фотон.

Какими бывают газовые лазерные станки с ЧПУ:

• непроточными с герметичными трубами – газ и лучевой путь сосредотачиваются в герметичной трубке;
• с быстрым осевым и поперечным потоком – избыток тепла в этом устройстве поглощается газовым потоком, проходящим через внешнее охлаждение;
• диффузно-охлаждающими – в этих типах ЧПУ газ размещается между специальными электродами с водяным охлаждением;
• с поперечно-возбужденной средой – в его особенностях высокое газовое давление.

Такие станки идеально будут справляться с металлами, потому что длина их волны – 1,06 мкм. Волоконные станки способны вырабатывать луч лазера затравочными лазерами и стекловолокном. Они хорошо будут резать металлические изделия, справятся с гравировкой, сваркой, маркировкой. Но вот другие материалы им недоступны, а все из-за длины волны.

Эта характеристика – твердотельные и газовые – деление на виды, которое можно назвать «во-вторых». То есть не менее важное, чем деление на напольные и настольные станки. А еще следует рассказать про компактные лазерные маркеры: они нужны для гравировки на какие-то объемные изделия, например, на ручки и брелоки. Но даже мелкие детали узора выйдут четкими, а рисунок долго не будет стираться. Это обеспечивает двухосная конструкция маркера: отдельные линзы в нем могут взаимно перемещаться, а потому генерируемый трубкой луч лазера формируется в плоскости уже двухмерной и идет в любую точки заготовки под заданным углом.

На рынке в лидерах обязательно будет присутствовать Rabbit. Это китайский бренд, представляющий модели с экономичным энергопотреблением, с увеличенным рабочим ресурсом и опциональной установкой ЧПУ.

Какие еще бренды лидируют в этом сегменте:

• Lasersolid – предлагает компактные, не очень мощные, но удобные в работе и более чем доступные по цене станки, которые обрабатывают небольшие детали из кожи, фанеры, оргстекла, пластика и т. д.;

• Kimian – также производит преимущественно станки для обработки небольших деталей, включает в конструкцию лазерные трубки с высокой работоспособностью;

• Zerder – немецкий бренд, который не показывает высочайшей конкуренции в устройстве станков, но берет ценой;

• Wattsan – а здесь, наоборот, цены будут не для всех подъемные, и это потому, что данный станок готов работать и с очень сложными моделями.

• Lasercut – очень популярная компания, поставляющая самые ходовые модели от топовых производителей. Зарекомендовала себя в России и за пределами страны. Многие модели, предлагаемый компанией, покупают представители малого и среднего бизнеса: их выбирают за высокие скорости резки, большой набор опций, простоту в обслуживании станки этой марки.

Для начала стоит рассмотреть саму конструкцию машины. Она состоит из неподвижной части – станины, на нее ставится все остальное. Также это координатный стол с сервоприводами, обеспечивающими передвижение лазерной головки. По сути, это тот же шпиндель на механическом фрезерном станке. А еще это рабочий стол со схемой крепления, модуль газоподачи (если станок газовый), вытяжка и, наконец, модуль управления.

Какие комплектующие могут понадобиться к такому устройству:

• лазерные трубки;
• блоки питания для трубок;
• стабилизаторы;
• системы охлаждения;
• оптика;
• шаговые двигатели;
• зубчатые ремни;
• блоки питания;
• поворотные устройства и т. д.

Они составлены из нескольких критериев. Разобравшись пошагово с каждым, куда легче найти нужный агрегат.

• Материал работы. Так, с твердыми листовыми металлами лазерная техника тоже может работать, но это совершенно иного ценового сегмента техника – а потому можно вынести за скобки такой материал. А вот обработка тканей, дерева, полимеров может укладываться и в концепцию станка для домашней мастерской. И дерево, наверное, в первую очередь (а также его производные). С композитными материалами станки также могут работать, к примеру, с ламинатом. Чем толще материал, чем мощнее должна быть трубка. А чем мощнее трубка, тем дороже станок.

• Габариты области обработки. Речь и о размерах обрабатываемых поверхностей, и об удобстве их загрузки в рабочую камеру устройства. Хорошо, если в комплектации будет и вакуумный стол, он лучше фиксирует материал для обработки. Но если задача, к примеру, состоит в гравировке для брелоков и значков, хватит и станка с небольшим закрытым объемом. И хорошо, если под него заранее будут нарезаны небольшие куски материала.

• Вид обработки. То есть что именно будет делать станок – резать либо гравировать. Надо понять, что не все станки умеют делать и то, и другое. Для реза станок нужен помощнее и побыстрее, он будет достигать высокой производительности. Чем быстрее и качественнее осуществляется рез, тем процесс будет быстрее, можно планировать серьезные тиражи. Если агрегат нужен больше для увлечения, то и маломощного достаточно, и обычно такие устройства предусматривают гравировку и рез тонких материалов.

• Комплектация + базовые компоненты. Важны здесь механика и кинематика оборудования, элементная база оптики, управляющий контроллер. Чтобы заниматься гравировкой на картоне и бумаге, раскраивать тонкие фанерные листы, простой и однофункциональный станок вполне сгодится. Но если хочется предоставлять больший спектр услуг, потребуется универсальный агрегат, который за прогон может делать несколько задач. У таких устройств обычно имеется вспомогательный интерфейс, который может запускать команды через флеш-карту.

• Страна-производитель, уровень сервиса. Поиск почти всегда начинается с азиатских интернет-магазинов, так как цены там приемлемы. Но порой это рискованно, хотя бы потому что неисправный станок вернуть продавцу – зачастую невыполнимая миссия. Работать с местным производителем в этом смысле куда проще, да и с сервисом проблем будет предсказуемо меньше.

Охват сфер у такого оборудования не так уж и мал. Например, его очень активно используют в рекламной продукции. Вывески, различные акриловые надписи, фигуры персонажей – это лишь малая часть того, что делают с помощью таких станков. Наверное, большая часть небольших бизнес-проектов, связанных с приобретением лазерных ЧПУ-станков, идет именно в эту сторону. Также используются станки и в легкой промышленности: в швейном производстве, например, станки помогают создавать выкройки, узоры на материале.

Нельзя не упомянуть и обработку металла, но это уже отрасль космическая, авиа- и автостроительная, военная, судостроительная. Конечно, здесь уже речь не о бизнесе и малых проектах, а о государственном запросе и т. д. Наконец, куда же без обработки дерева – для этих целей лазерный агрегат более чем хорош. Можно и выжиганием по дереву заниматься с помощью такого станка, и резкой, и изготовлением деталей корпусной мебели.

А если возвращаться к малому бизнесу, то здесь активность у производства сувенирно-подарочной продукции. Темпы и объемы изготавливаемых изделий растут, они становятся дешевле, и продажи обретают новые возможности.

Все это лишь некоторая часть сфер, где такие станки используются активно. Они модернизируются, ручное производство все больше заменяется роботизированным, становится доступнее, и креативным людям становится проще воплощать свои идеи не без помощи инновационного оборудования.