Все, что нужно знать о лазерных станках по дереву

Лазерные станки по дереву – оборудование, рассчитанное не только на истинных профессионалов. Оно позволяет приобщиться к художественному выжиганию не только вручную, но и с использованием компьютерных технологий.

Устройство станка с числовым программным управлением включает в себя следующие компоненты: рама с горизонтальным рабочим столом, подвижная платформа с инструментарием. Последняя составляющая расположена над изначально названным. Рабочая поверхность комплектуется лазерной пушкой. Она входит в комплектацию лазерного блока. Линзы и зеркальные поверхности, переотражающие и перенаправляющие поток, являются компонентами оптической системы.

Лазерный станок для резки дерева дополняется шаговым электродвигателем, позволяющим лазерной пушке двигаться к нужным координатам на обрабатываемом листе или бруске дерева.

Алгоритм работы лазерного станка заключается в следующем.

1. В лазерную трубку подаётся смесь азота, гелия и углекислого газа.
2. С помощью специального трансформатора сетевое напряжение 220 вольт преобразуется в тот номинал, который необходим для правильной и бесперебойной работы лазерной установки.
3. Лазерные лучи фокусируются с использованием зеркал и линз. В результате, к примеру, лист фанеры обрабатывается лазерной головкой.
4. Проточная или циркулирующая в контуре охлаждения вода уносит с собой значительную часть жара, который точечно выделяет лазерная пушка. Не окажись в лазерной установке надёжной системы теплосъёма, без остужения трубка не проработала бы и одной минуты – даже в импульсном режиме.

Для полноценного функционирования также потребуются источник тока, активная среда и оптический концентратор излучаемой энергии. Луч лазера обладает высококонцентрированным потенциалом.

Все виды с ЧПУ имеют одну важную особенность – они автоматизированы. Ручной выжигатель по дереву, даже оснащённый лазером, не может считаться полноценным станком. Лазерные агрегаты в основном классифицируются по габаритам. Небольшие модели, обладающие не самой мощной лазерной трубкой, годятся для домашнего использования, при этом невысокая мощность потребления, не превышающая 400 ватт, не способна справиться с полноценным потоком заказов, т. к. для выполнения каждого из них потребовалось бы гораздо больше времени.

Для домашней мастерской лазерные станки не обладают киловаттной (и более) мощностью, т. к. такая не потребуется. Она не просто прожгла бы дерево, а расплавила и испарила (превратила в плазму) даже гранит и сталь. Станок для работы дома обладает потребляемой мощностью, которая начинается уже от нескольких ватт – этого достаточно, чтобы поджечь спичку или произвести выжигание по дереву. От тонкого луча, ширина пучка которого достигает 25 мкм, загорелись бы любые ГСМ, поэтому с лазером всегда следует быть осторожным. Настольный мини-станок займёт не больше 0,5 м2, учитывая небольшую площадь заготовок, которые вы обрабатываете. Более профессиональные модели займут большой стол – или даже два таких стола, могут успешно разместиться на верстаке площадью 1*2 м.

Российская компания Multicut, к примеру, выпускает станки модели 3000 – под заказ. Их используют деревообрабатывающие предприятия, чья деятельность связана с обработкой дерева, производством мебельных предметов и изготовлением рекламной и сувенирной продукции. Модель 3000 работает со всеми деревоматериалами, включая композит (МДФ), обладает расширенным набором функций. Разрешённая и заявленная мощности трёх модификаций данной модели составляют 60, 80 и 150 Вт (потребляемая от сети мощность).

Лазер, работающий на углекислом газе, позволяет раскроить шпон, фанеру, цельномассивную древесину, произвести гравирование материалов. Для этого необходимо выбрать небольшую мощность от десятков ватт – она позволит произвести обработку любых пород дерева и любых материалов из прессованных и склеенных пиломатериалов. Для выделки по металлам и их сплавам может потребоваться мощность более 100 Вт.

Для замены лазерной трубки потребовалось бы два повода: либо отработанный ресурс, либо замена прежней на более мощную.

Оптический луч, видимый невооружённым глазом (через защитные очки), концентрируется на обрабатываемой заготовке. Оптика для его переотражения и сосредоточения в узком пучке должна быть довольно прозрачной, в противном случае она сама начнёт греться и выйдет из строя. Собирающие линзы изготавливаются из селенида цинка и арсенида галлия. Они обладают повышенной хрупкостью, в процессе неаккуратного перемещения станка в другое место их легко разбить – как и саму трубку. Но они очень хорошо пропускают 99% лучей, не задерживая их в своей толще. Линзы из простого стекла поглощают уже несколько процентов лазерной энергии, хотя для их производства и используется закалённое стекло.

Длиннофокусные линзы подходят для обработки деревоматериалов, короткофокусные – для плёнок и гравировки, а не выжигания. Фокусное расстояние равно 1–4 дюйма.

Формат рабочего стола станка – 1,5*3 и 2*3 м. Толщина столешницы не превышает 3 см. Покрытие стола выбирается таким, что луч, выполняя разрезание заготовок, не портит поверхность рабочей площадки и не создаёт бликов отражённого лазерного излучения. Раскрой тонких заготовок позволяет использовать стол с сетчатым заполнением, не дающим плёнкам провиснуть и получить кривую огранку. Станки для серийного производства оснащаются конвейерной линией, позволяющей подать материал непосредственно из рулонного свитка.

Убедитесь, что в комплекте к станку полагается защитная амуниция, которая всегда начинается с очков. Из-за несоблюдения техники безопасности неопытные мастера частично теряли зрение, получив ожог сетчатки глаза переотражёнными лучами лазера, не отойдя на безопасное расстояние и не отвернувшись в моменты, когда луч прожигал древесину или плавил/испарял металл.

Определитесь, какая мощность – и для каких целей – вам нужна. Запас этой мощности должен быть тройным, а не «впритык», т. к. трубка проработает на порядок дольше при гораздо более пониженной мощности. Оптимальная нагруженность – 30… 35%. Лучше один раз немного переплатить, чем тратить время на дополнительный ремонт.

Убедитесь, что оптика и трубка не имеют повреждений, а сами линзы и зеркала не замутнены, не поцарапаны. Помутневшая от обилия внутренних дефектов или массовых царапин, бывшая в употреблении оптика (такое случается при повторном использовании линз и зеркал, оставшихся после ремонта) не может в полной мере пропустить через себя оптические лучи. Линзы и зеркала обязательно должны быть новыми.

Для резки, вырезания на настольном станке подходит большая мощность – 150 Вт и более. Для выжигания, включая и тонкую в исполнении работу в условиях жилого дома, подойдёт параметр в 60… 100 Вт. Это относится не только к лазерным станкам Multicut, но и к другим производителям. Область применения станка с лазером – художественная и рекламная деятельности, медицина и космические технологии, машиностроение и любая техобработка материалов, вплоть до стали. Лазерный станок помогает сделать однотипные серийные детали, попросту «прочерчивая» их в процессе ЧПУ обработки.

Расход материала при лазерной резке и гравировке с помощью лазера – минимальный, аккуратность – стопроцентная, работа ускоряется до любых мыслимых пределов, какие только можно себе представить, не выйдя за рамки потребительских характеристик оборудования. Работают лазеры с материалом от 100 мкм в толщину. Образующийся при разрезании отработанный газ удаляется автоматически из системы. Если при резке заготовок и выделке изделий газ излишне вреден (например, фенолформальдегидные, серосодержащие пары и другие соединения), то материал отправляется на фрезерную/токарную, а не лазерную обработку, так как данная процедура считается опасной для здоровья операторов станков. На оборудовании с лазером можно работать с большинством металлов и сплавов (кроме ртуть- и свинецсодержащих составов, радиоактивных материалов), древесины – но не рекомендуется резать и гравировать пластик и резину: первый сминается, вторая – проседает и рассыпается, при этом выделяется едкий и ядовитый дым. При подозрении на выделение токсинов стоит подумать о нелазерных методах обработки, при которых разогрев материала до сотен градусов исключён – даже при высокой пропускной способности материалов.