Как выбрать мощность лазера


Выбор мощности лазерного станка (источника) для резки металла

Выбор мощности лазерного станка (излучателя) 

Любое предприятие, столкнувшееся с необходимостью приобретения станка лазерной резки металла, задается стандартными вопросами:

- какой необходим размер стола и
- как правильно подобрать мощность лазерного излучателя, чтобы не переплатить лишнего и при этом, выполнять поставленные задачи по резке.

В вопросе с выбором рабочего поля, Вам поможет наша статья - Выбор размера рабочего стола для станка лазерной резки металла, а в данной статье мы рассмотрим второй и на наш взгляд, более важный аспект выбора – мощность волоконного излучателя .

К основным параметрам, которые необходимо для себя определить при подборе оптимальной мощности лазерного излучателя, являются:

- Тип используемых материалов
- Толщины данных материалов
- Необходимая производительность оборудования

1. Тип используемых материалов.

Учитывая особенности лазерных станок на основе иттербиевых волоконных излучателей, необходимо помнить, что различные типы металлов, режутся по-разному.
Цветные металлы, режутся заметно хуже черных.

К примеру, станок с минимальной мощностью излучателя в 300 либо 500 Ватт, не способен нормально работать по алюминию либо латуни, но при этом обеспечивает стабильную и качественную резку углеродистых сталей и тонких листов нержавеющих сталей.

Еще более сложным материалом для лазерной резки, является медь.
Из-за своей высокой теплопроводности, лазерная резка меди производится только на мощных излучателях (от 1 кВт и выше).

2. Толщина материалов.

Как уже писалось выше, разные типы металлов режутся по-разному.
Именно по этому, необходимо для каждого отдельного металла, определиться с максимальной толщиной листа.
Исходя из данных значений, можно будет “отсечь” лазеры с недостаточной мощностью излучателя.

Но важно понимать, что если у Вас, к примеру, основная часть резки – это тонкая углеродистая сталь, а оставшаяся часть – редкая и непостоянная потребность в резке более толстых металлов, то далеко не всегда экономически оправдано покупать лазерный станок с излучателем, основываясь на максимальную толщину металла.
Часто так выходит, что выгоднее купить станок под основные свои материалы, а то, что не подходит по мощности – отдавать “на сторону”.
Один из верных вариантов - это перед выбором мощности излучателя, распределить в процентном соотношении необходимые толщины, в зависимости от общего объема резки.

3. Необходимая производительность.

Когда основываясь на два предыдущих пункта, Вы определили для себя перечень металлов и их толщины, остается сделать финальный выбор мощности излучателя, основываясь на необходимой производительности.

Производительность определяется исходя из скорости и качества резки.
Скорость зависит от материала, его толщины и мощности излучателя.

По данной ссылке можно посмотреть параметры по скорости резки, исходя из различной мощности.

Необходимо помнить, что максимальные значения толщин, как правило, не относятся к коммерческой резке, т.к. режутся они на минимальных скоростях и имеют крайне неудовлетворительное качество реза.
    
Стоит отметить, что для повышения производительности выпуска продукции, существуют такие опции, как автоматически сменные паллеты. Но этому мы посветим отдельную статью.

Если после прочтения данной статьи у Вас остались вопросы по подбору параметров для лазерного станка по металлам, менеджеры компании Технограв с удовольствием проконсультируют и подберут оптимальный вариант именно под Ваши задачи.

Перейти в раздел по волоконным лазерам

По всем возникающим вопросам просьба обращаться по телефонам:

Москва: (495) 661-48-88
Санкт-Петербург: (812) 380-88-48

Электронной почте: [email protected]
Skype: technograv

Так же Вы можете задать свой вопрос, воспользовавшись формой обратной связи, в нижней части раздела контактов: ссылка

technograv.ru

Практика использования лазера мощностью 5,5Вт

Обзор является продолжением рассказа о практическом применении в домашних условиях лазерного гравировального станка с рабочей площадью формата А3. В прошлый раз речь шла о наборе для самостоятельной сборки, комплектуемом лазером мощностью 2500mW. В этот раз я расскажу о его замене на лазер с заявленной мощностью уже на 5500mW. Из обзора можно будет узнать, за сколько проходов такой лазер способен прожечь 3 мм и 4 мм фанеру, что для этого нужно и главное – что потом с этим делать. Далее - много букв и фото.

Итак, многие наверное помнят первую часть данного обзора в которой я постарался рассказать о применении как самого станка так и о работе с программным обеспечением BenBox. В конце обзора я упомянул, что у хозяина устройства появилась идея его модернизировать и установить более мощный лазер.

Основным посылом к модернизации послужило желание вырезания поделок из фанеры. Хотя изначально, перед приобретением первого варианта, существовала необходимость лишь в резке фигурок из фетра, с чем, кстати сказать, предыдущий лазер справлялся отлично, в период проведения тестирования выяснилось, что и фанеру он тоже режет, но для этого требуется сравнительно много времени.

Идея замены витала в воздухе не очень долго и скоро воплотилась в реальный заказ - лазер был приобретен здесь с купоном «DotGB» за $247.99

Поставляется в комплекте с блоком питания.

На корпусе лазера, представляющем собой по сути один сплошной радиатор, присутствует наклейка с указанием необходимого для него напряжения и выдаваемой мощности. Блок питания рассчитан на 12v и 5А. Использовать лазер можно «из коробки», т.к. плата управления уже встроена и расположена над кулером охлаждения радиатора. Для включения необходимо лишь подключить блок питания. После этого лазер включится на максимальной мощности. Для включения минимального режима служит одна единственная кнопочка на плате. Судя по характеристикам, длина волны лазера составляет 450nm, цвет луча – синий.

Совместного фото нового лазера со старым я, к сожалению, не сделал, но если в общем, то в первую очередь разница отчетливо заметна в размерах. Скорее всего, это связано с размером радиатора, который выглядит значительно больше и внушительнее.

Кроме того, размер регулировочной части фокусной линзы также стал примерно в два раза больше.

Вот так выглядит лазер в установленном виде. Здесь же видно, что дополнительный кулер, препятствующий оседанию дыма на линзе лазера все таки был закреплен на каретке и теперь перемещается вместе с лазером. Вес его незначителен и пока это никак негативно не повлияло на работу шаговых двигателей. Для крепления использована деталька от детского железного конструктора. При достаточной жесткости она довольно пластична, поэтому можно легко подобрать необходимый угол наклона кулера для конкретной ситуации. Вместе с лазером были заказаны вот такие малюсенькие радиаторы (10х10 мм) на самоклеющейся основе. Радиаторы приобретались для установки на двух микросхемках платы лазера, т.к. при работе устройства они довольно ощутимо нагреваются и были опасения за их состояние. Первые тестовые испытания показали, что лазер действительно мощнее предыдущего, это с учетом одного и того же подхода к процедуре резки. То есть, как это ни странно констатировать, но «на глаз» мощность действительно увеличена примерно в два раза.

Т.е. то, что на лазере в 2500mW резалось за 6-8 проходов теперь режется за 3-4. Но это пока… (об этом чуть позже).

Первой толковой поделкой, по просьбе знакомых, попробовали сделать так называемую «медальницу». Т.е. это вроде тематической вешалки для медалей. Поскольку станку по силам пока только фанера «тройка», то решили сделать две заготовки и затем, склеив их между собой, добиться необходимой прочности.

На фото ниже видно, что первая попытка была не очень удачной, а все потому, что не всегда понятно, прорезалась фигура целиком или нет, к тому же, на это очень сильно влияет изгиб фанеры, которая не всегда является идеально ровной.

В конце концов, со второй попытки желаемое получилось, но суть в данном случае не в этом. А в том, что устав каждый раз искать, на что положить заготовку, чтобы было видно снизу, насколько хорошо она прорезалась, было принято решение заколхозить какую-нибудь специальную приспособу для этих целей.

Исходя из особенностей конструкции рамы станка, отличным вариантом в качестве основания для этого показалось использование двух длинных направляющих, по которым не предусмотрено перемещение механизма. Кроме того, в этих направляющих имеется углубление, за которое можно закрепить приспособу.

Расстояние между серединами направляющих составило 41,5 см.

Широкий профиль для гипсокартона, давно стоявший без дела в углу, отлично подошел для предполагаемых целей. Для этого от него был отрезан кусок необходимой длины и разрезан вдоль – тем самым получилось два уголка с ребром жесткости. Отрезаем «лишние» кусочки, чтобы одно ребро уголка свободно входило между направляющими, а другое ложилось на них. Часть уголка загибаем под желобок направляющей с обоих сторон так, чтобы уголок мог двигаться и одновременно не выскакивать из направляющей. Получается, что теперь мы имеем две поперечины, которые можно свободно перемещать внутри рабочей площади станка и тем самым разместить на них любой кусочек фанеры. При необходимости их можно просто сдвинуть в любую сторону, чтобы не мешали. Вот так теперь можно разместить фанерку , при этом расстояние от ее поверхности то линзы лазера составляет около 36 мм. Но возможно самое важное при таком подходе то, что теперь фанеру можно притянуть к получившимся направляющим в нужных местах хоть саморезами, хоть струбцинками и тем самым обеспечить ее «ровность» по всему периметру предполагаемой поделки. Ну а вот так получается можно наблюдать в процессе работы лазера, насколько хорошо прорезается деталь и нужно или нет делать дополнительные проходы. Потренировавшись, еще на предыдущем лазере в вырезании плоских поделок, давно хотелось попробовать сделать что то действительно полезное и интересное, например что то из разряда коробочек-шкатулочек. Но дело это, как Вы понимаете, не совсем простое, то есть конечно принцип тот же самый что и всегда – надо нарезать детальки и потом их соединить, но поскольку деталек получается достаточно много, то точность чертежа должна быть достаточной для того, чтобы по концовке работы не пришлось все выбрасывать, т.к. не получается их состыковать. К тому же, возвращаясь опять же к количеству деталек остро встает вопрос автоматизации резки с точки зрения необходимости выполнения нескольких проходов.

Далее я немного расскажу о ее применении на примере создания интересной поделки из фанеры – шкатулки-книжки. Вот исходное (не мое) фото такой шкатулки.

Такая конструкция сразу же привлекает внимание тем, что в ней «свободно гнется то, что по определению гнуться не должно». То есть здесь верхняя и нижняя сторона коробочки являются цельными друг с другом, а соединяющая их часть гнется и не ломается при помощи специально нарезанных прорезей, образующих своеобразный книжный переплет.

Давно хотелось посмотреть, как это будет выглядеть на практике, к тому же размеры такой шкатулки сравнительно невелики, поэтому и времени на ее вырезание не должно понадобиться слишком много.

В оригинальном исполнении, как на картинке, шкатулка дополнена гравировкой и имеет странного вида, но весьма интересный замок-задвижку. Я немного упростил конструкцию и подготовил на ее основе вот такой чертежик.

Итак, в результате получаем вот такой набор элементов. А вот так может теперь изгибаться цельный кусок фанерки. При сборке нет необходимости использовать клей, т.к. все детали входят очень плотно. Внутреннее полезное пространство имеет размеры, соответствующие стандартным пластиковым картам. Никогда такого не делал, но для пробы покрыл коробочку сначала темной морилкой, а затем лаком. С учетом отсутствия опыта в этом направлении считаю, что для первого раза получилось неплохо )). Коробочка-шкатулка в общем то получилась, вырезалась она за 5 проходов (пятый это на всякий случай, для закрепления так сказать). Но почему то никак не покидало ощущение, что я делаю что то не совсем правильно, т.к. все таки хотелось большей производительности.

Немного поразмыслив в голову пришла одна интересная идея. Возможно скажу давно общепринятый факт, но пока лично не встречал подобного подхода, поэтому прошу заранее извинить.

Итак, давайте вспомним, по какому принципу как правило настраивается фокусировочная линза лазера? При включенном на минимальной мощности лазере необходимо вращать регулировку фокуса линзы добиваясь на предполагаемой к обработке поверхности минимального размера пятна лазера и превращая его в идеале в точку.

В данном случае минимальный размер пятна гарантирует нам максимальную мощность лазера, все казалось бы, правильно. Но наблюдая за процессом резки меня сильно смущало то, что практически идеальный рез вначале процесса, к концу становился каким то слабым, местами даже не дорезая фанеру снизу.

Так вот, если Вы еще не догадались к чему я веду, поясняю.

При углублении лазера в фанеру тем самым получается, что с каждым проходом увеличивается расстояние от лазера до поверхности и при этом происходит что? - расфокусировка луча с неизбежным падением его мощности в конечной точке.

Так и получается: чем глубже, тем хуже. Если так, то тогда напротив, сфокусировав луч немного ниже поверхности реза мы должны добиться увеличения мощности лазера ближе к противоположной поверхности.

Для проверки своей теории я попробовал сфокусировать луч не на самой фанерке, а на поверхности под ней заранее предполагая, что ничего путного их этого не получится, т.к. пятно на фанерке должно было получиться не совсем маленьким и рез поэтому должен по идее сильно обугливаться. Но случилось чудо!

Фанера тройка прорезается за два прохода до состояния «самовываливания», скорость реза при этом, согласно параметрам Бэнбокса составляла значение 150.

Но как всегда что? Не обошлось без нюансов.

Главный из них состоит в том, что фанера должна лежать абсолютно ровно во всей плоскости реза, поэтому ее обязательно нужно притягивать.

Вот в качестве примера два кружка, которые резались при одних и тех же параметрах.

В первом случае фанера, даже при относительной «ровности», не притягивалась к направляющим и получился вот такой ужас.

На этом же кусочке, но уже притянутом струбциной получилось вот так. Процесс данный кстати показан на видео, которое будет в конце обзора. Раздобыл небольшой кусок 4 мм фанерки. Попробовал прожечь.

Получилось за три прохода до 'самовываливания'. Принцип фокусировки тот же, что и описан выше - по направляющей под фанеркой.

Удовлетворившись наконец полученным результатом мне захотелось продолжить свои эксперименты в области шкатулкостроения, целью которых является создание какой-нибудь красотищи. Но путь этот надо сказать весьма труден и тернист.

После изготовления шкатулки-книжки я попытался подготовить чертежик под желаемые для себя размеры, но быстро понял, что хотя задача эта вполне себе выполнима, но вот затрачиваемое на это время ну совсем мне не понравилось.

Дело в том, что необходимо очень тщательно подходить к размерам всех деталек чертежа чтобы потом они и стыковались в нужных местах и не вываливались при этом, ну и все это плюс зависит от сложности самой конструкции. В общем повозившись пару дней, я понял, что лень в очередной раз победила и стал искать способы автоматизации данного процесса.

В среде людей, занимающихся вырезанием на мощных лазерных CO2-станках (от 40Вт) большой популярностью пользуется разработка чертежей в Corel Draw для которого существуют специализированные программы-макросы, способные строить различные чертежи коробочек по задаваемым пользователем параметрам. Встречаются как бесплатные так и платные разработки.

Задавшись целью создания красивой резной шкатулки, я быстро понял, что среди бесплатных программ ловить особенно нечего, так как практически все они заточены лишь на простые модельки коробочек. В результате поиска удалось натолкнуться на весьма хорошую разработку под названием «Конструктор Шкатулок».

Конструктор Шкатулок представляет собой макрос под Corel Draw для быстрого проектирования различных объемных конструкций из листового материала (в основном – дерева).

На специализированном форуме данному макросу посвящено отдельное обсуждение, в котором сам разработчик принимает активное участие.

Кстати о разработчике, надо отдать ему должное, т.к. такого подробного и доступного для восприятия руководства пользователя, я давно не видел. Достаточно его просто внимательно почитать и уже начинает складываться впечатление, что сам пользуешься этой программой пару недель. Далее я не буду подробно рассказывать, что и для чего предназначено в программе, т.к. сделать это лучше, чем уже описано в руководстве все равно не получится.

Существует бесплатная версия подобного макроса под названием 'Конструктор коробок', но по довольно утилитарному названию несложно догадаться для чего он предназначен и если, к примеру, творческая составляющая коробки Вас не особо интересует, то данный макрос вполне подойдет.

Скачав, установив и посмотрев что к чему в бесплатной версии, а также внимательно почитав вышеуказанное руководство я понял, что платная версия – это именно то, что нужно в моем случае. Сразу отмечу, что стоимость полноценной программы оказалась не настолько высокой как я думал, и сопоставима со стоимостью одной-двух шкатулок, сделанных по созданным с ее помощью чертежам. К тому же в преддверии новогодних праздников автор предоставляет на нее скидку. Короче купил я этот макрос.

Установки как платной так и бесплатной версии макроса как таковой не требуется, достаточно просто скопировать файл в специализированную папку Корела до его запуска (в моем случае это «C:Program Files (x86)CorelCorelDRAW Graphics Suite X8DrawGMS»).

Далее необходимо запустить Корел и перейти в соответствующие пункты меню, как показано на картинках ниже.

Выбрать макрос и списка и нажать кнопку «Run». Если все сложилось как надо, то на экране появится вот такое окошко. Для первого раза я решил попробовать сделать простую коробочку, но с открывающейся на петельках крышечкой. Для этого необходимо выбрать желаемый тип изделия из предложенного списка. Пройтись по вкладкам, заполнив поля с необходимыми размерами и кучей других параметров, характеризующих желаемое к созданию изделие. После чего, возвратившись в первое окошко программы, нужно нажать на кнопку «Создать чертеж» и вуаля – получите/распишитесь «чертежик по индивидуальному проекту». После этого я делаю экспорт в формат .bmp и обрабатываю чертеж как мне нужно. К примеру – заливаю его черным цветом для удобства резки. Ну а дальше уже дело техники.

Загружаем, режем и получаем вот такие детальки.

Собирается все очень плотненько, пришлось даже прибегнуть при помощи небольшого молоточка. Ну вот, настало наконец время замахнуться на что-то красивое и резное – приступаем к изготовлению шкатулки.

При всей своей предполагаемой сложности процесс создания чертежа не намного отличается от создания простой коробочки. В списке изделий выбираем резную шкатулку.

Проходим по параметрам и выбираем необходимые размеры, а также элементы оформления. Здесь уже появляется дополнительная возможность размещения на элементах шкатулки узоров, которые необходимо будет вырезать. Принцип здесь следующий. Перед выбором данной опции необходимо заранее открыть документ, в котором содержится рисунок узора, затем нажать кнопку «Выбрать» в нужном элементе шкатулки и обвести узор мышкой в режиме выделения. После этого, если все сделано правильно, выбранный узор буде перехвачен макросом и загружен в программу. Также можно выбрать форму крышки и стенок шкатулки. Вот так к примеру получается будет выглядеть крышка и одна из стенок будущей шкатулки (это уже после заливки и добавления дополнительных отверстий в крышке). Режем. После резки все детальки зашкурил для того, чтобы удалить следы нагара и придать гладкости поверхности фанеры. Собираем. Короткие стенки специально сделал одну с отверстиями для крепления дна, вторую без них чтобы проверить, насколько реально собрать конструкцию в одном и другом случае. Оказалось что оба варианта вполне реализуемы, дно не болтается. На фото не видно еще одного элемента – поскольку крышка у нас накладного типа, то здесь предусмотрен еще один элемент, представляющий собой дощечку, клеящуюся на внутреннюю сторону крышки. Покрываем шкатулку морилкой и получаем вот такую красоту. Покрыть лаком пока руки еще не дошли. На этом эксперимент по изготовлению шкатулки считаю состоявшимся и вполне удачным. В заключение хотел рассказать о еще одной интересной возможности использования лазера. Мы же еще не забыли, что это не просто средство для резки? Он же еще и гравирует. А кто сказал, что гравировка должна быть просто плоской картинкой? А что если попробовать гравировать с меньшей скоростью, что тогда получится?

А получится тогда некое подобие работы фрезы!

Вот пример изготовления медальки с объемным рисунком.

Готовим два рисунка, сначала в режиме гравировки выжигаем все темные обрасти на небольшой скорости движения лазера (глубина будет зависеть именно от этого). Затем загружаем рисунок контура медальки и выжигаем его в режиме резки. Получается примерно так. После этого изделие можно покрасить. По тому же принципу, опять же подобрав соответствующий материал и скорость можно изготовить какие-нибудь печати или тому подобные вещи. Ну только конечно не стоит при этом забывать «отзеркалить» изображение.

Видео с демонстрацией работы лазера

Отмечу, что конечно при резке больших деталей сложно хорошо притянуть заготовку по всей плоскости и в таких местах не всегда получается прорезать за два прохода, но в целом с применением вышеописанного способа фокусировки картина получается вполне приемлемая.

Вот такой вот он, лазер на 5,5Вт. Спасибо за внимание и всем добра.

3dtoday.ru

Все о Лазерах / Habr

Вы все любите лазеры. Я то знаю, я от них тащусь больше вашего. А если кто не любит – то он просто не видел танец сверкающих пылинок или как ослепи- тельный крошечный огонек прогрызает фанеру

А началось все со статьи из Юного техника за 91-й год о создании лазера на красителях – тогда повторить конструкцию для простого школьника было просто нереально… Сейчас к счастью с лазерами ситуация проще – их можно доставать из сломанной техники, их можно покупать готовые, их можно собирать из деталей… О наиболее приближенных к реальности лазерах и пойдет сегодня речь, а также о способах их применения. Но в первую очередь о безопасности и опасности.

Почему лазеры опасны

Проблема в том, что параллельный луч лазера фокусируется глазом в точку на сетчатке. И если для зажигания бумаги надо 200 градусов, для повреждения сетчатки достаточно всего 50, чтобы кровь свернулась. Вы можете точкой попасть в кровеносный сосуд и закупорить его, можете попасть в слепое пятно, где нервы со всего глаза идут в мозг, можете выжечь линию «пикселей»… А потом поврежденная сетчатка может начать отслаиваться, и это уже путь к полной и необратимой потере зрения. И самое неприятное –вы не заметите по началу никаких повреждений: болевых рецепторов там нет, мозг достраивает предметы в поврежденных областях (так сказать ремапинг битых пикселей), и лишь когда поврежденная область становится достаточно большой вы можете заметить, что предметы пропадают при попадании в неё. Никаких черных областей в поле зрения вы не увидите – просто кое-где не будет ничего, но это ничего и не заметно. Увидеть повреждения на первых стадиях может только офтальмолог.

Опасность лазеров считается исходя из того, может ли он нанести повреждения до того как глаз рефлекторно моргнет – и считается не слишком опасной мощность в 5мВт для видимого излучения. Потому инфракрасные лазеры крайне опасны (ну и отчасти фиолетовые – их просто очень плохо видно) – вы можете получить повреждения, и так и не увидеть, что вам прямо в глаз светит лазер.

Потому, повторюсь, лучше избегать лазеров мощнее 5мВт и любых инфракрасных лазеров.

Также, никогда и ни при каких условиях не смотрите «в выход» лазера. Если вам кажется что «что-то не работает» или «как-то слабовато» — смотрите через вебкамеру/мыльницу (только не через зеркалку!). Это также позволит увидеть ИК излучение.

Есть конечно защитные очки, но тут много тонкостей. Например на сайте DX есть очки против зеленого лазера, но они пропускают ИК излучение- и наоборот увеличивают опасность. Так что будьте осторожны.

PS. Ну и я конечно отличился один раз – нечаянно себе бороду лазером подпалил ;-)

650нм – красный

Это пожалуй наиболее распространенный на просторах интернета тип лазера, а все потому, что в каждом DVD-RW есть такой, мощностью 150-250мВт (чем больше скорость записи – тем выше). На 650нм чувствительность глаза не очень, потому хоть точка и ослепительно яркая на 100-200мВт, луч днем лишь едва видно (ночью видно конечно лучше). Начиная с 20-50мВт такой лазер начинает «жечь» — но только в том случае, если можно менять его фокус, чтобы сфокусировать пятно в крошечную точечку. На 200 мВт жгет очень резво, но опять же нужен фокус. Шарики, картон, серая бумага…

Покупать их можно готовые (например такой на первом фото красный). Там же продаются мелкие лазерчики «оптом» — настоящие малютки, хотя у них все по взрослому – система питания, настраиваемый фокус — то что нужно для роботов, автоматики.

И главное – такие лазеры можно аккуратно доставать из DVD-RW (но помните, что там еще инфракрасный диод есть, с ним нужно крайне аккуратно, об этом ниже). (Кстати, в сервис-центрах бывает негарантийные DVD-RW кучами лежат — я себе унес 20 штук, больше не донести было). Лазерные диоды очень быстро дохнут от перегрева, от превышения максимального светового потока – мгновенно. Превышение номинального тока вдвое (при условии не превышения светового потока) сокращает срок службы в 100-1000 раз (так что аккуратнее с «разгоном»).

Питание: есть 3 основных схемы: примитивнейшая, с резистором, со стабилизатором тока (на LM317, 1117), и самый высший пилотаж – с использованием обратной связи через фотодиод.

В нормальных заводских лазерных указках применяется обычно 3-я схема – она дает максимальную стабильность выходной мощности и максимальный срок службы диода.

Вторая схема – проста в реализации, и обеспечивает хорошую стабильность, особенно если оставлять небольшой запас по мощности (~10-30%). Именно её я бы и рекомендовал делать – линейный стабилизатор – одна из наиболее популярных деталей, и в любом, даже самом мелком радиомагазине есть аналоги LM317 или 1117.

Самая простая схема с резистором описанная в предыдущей статье – лишь чуть-чуть проще, но с ней убить диод элементарно. Дело в том, что в таком случае ток/мощность через лазерный диод будет сильно зависеть от температуры. Если например при 20C у вас получился ток 50мА и диод не сгорает, а потом во время работы диод нагреется до 80С, ток возрастет (такие они коварные, эти полупроводники), и достигнув допустим 120мА диод начинает светить уже только черным светом. Т.е. такую схему все-таки можно использовать, если оставить по меньшей мере трех-четырехкратный запас по мощности.

И на последок, отлаживать схему стоит с обычным красным светодиодом, а припаивать лазерный диод в самом конце. Охлаждение обязательно! Диод «на проводочках» сгорит моментально! Также не протирайте и не трогайте руками оптику лазеров (по крайней мере >5мВт) — любое повреждение будет «выгорать», так что продуваем грушей если нужно и все.

А вот как выглядит лазерный диод вблизи в работе. По вмятинам видно, как близок я был к провалу, доставая его из пластикового крепления. Это фото также не далось мне легко

532нм – зеленый

Устроены они сложно – это так называемые DPSS лазеры: Первый лазер, инфракрасный на 808nm, светит в кристалл Nd:YVO4 – получается лазерное излучение на 1064нм. Оно попадает на кристалл «удвоителя частоты» — т.н. KTP, и получаем 532нм. Кристаллы все эти вырастить непросто, потому долгое время DPSS лазеры были чертовски дороги. Но благодаря ударному труду китайских товарищей, теперь они стали всполне доступны — от 7$ штука. В любом случае, механически это сложные устройства, боятся падений, резких перепадов температур. Будьте бережными.

Основной плюс зеленых лазеров – 532нм очень близко к максимальной чувствительности глаза, и как точка, так и сам луч очень хорошо видны. Я бы сказал, 5мВт зеленый лазер светит ярче, чем 200мВт красный (на первой фото как раз 5мВт зеленый, 200мВт красный и 200мВт фиолетовый). Потому, я бы не рекомендовал покупать зеленый лазер мощнее чем 5мВт: первый зеленый я купил на 150мВт и это настоящая жесть – с ним ничего нельзя сделать без очков, даже отраженный свет слепит, и оставляет неприятные ощущения.

Также у зеленых лазеров есть и большая опасность: 808 и особенно 1064нм инфракрасное излучение выходит из лазера, и в большинстве случаев его больше чем зеленого. В некоторых лазерах есть инфракрасный фильтр, но в большинстве зеленых лазеров до 100$ его нет. Т.е. «поражающая» способность лазера для глаза намного больше, чем кажется — и это еще одна причина не покупать зеленый лазер мощнее чем 5 мВт.

Жечь зелеными лазерами конечно можно, но нужны мощности опять же от 50мВт + если вблизи побочный инфракрасный луч будет «помогать», то с расстоянием он быстро станет «не в фокусе». А учитывая как он слепит – ничего веселого не выйдет.

405нм – фиолетовый

Это уже скорее ближний ультрафиолет. Большинство диодов – излучают 405нм напрямую. Проблема с ними в том, что глаз имеет чувствительность на 405нм около 0.01%, т.е. пятнышко 200мВт лазера кажется дохленьким, а на самом деле оно чертовски опасное и ослепительно-яркое – сетчатку повреждает на все 200мВт. Другая проблема – глаз человека привык фокусироваться «под зеленый» свет, и 405нм пятно всегда будет не в фокусе – не очень приятное ощущение. Но есть и хорошая сторона – многие предметы флуоресцируют, например бумага – ярким голубым светом, только это и спасает эти лазеры от забвения массовой публики. Но опять же, с ними не так весело. Хоть 200мВт жгут будь здоров, из-за сложности фокусировки лазера в точку это сложнее чем с красными. Также, к 405нм чувствительны фоторезисты, и кто с ними работает, может придумать зачем это может понадобиться ;-)
780нм – инфракрасный

Такие лазеры в CD-RW и как второй диод в DVD-RW. Проблема в том, что глаз человека луч не видит, и потому такие лазеры очень опасны. Можно сжечь себе сетчатку и не заметить этого. Единственный способ работать с ними – использовать камеру без инфракрасного фильтра (в веб камерах её легко достать например) – тогда и луч, и пятно будет видно. ИК лазеры применять пожалуй можно только в самодельных лазерных «станочках», баловаться с ними я бы крайне не рекомендовал.

Также ИК лазеры есть в лазерных принтерах вместе со схемой развертки — 4-х или 6-и гранное вращающееся зеркало + оптика.

10мкм – инфракрасный, CO2

Это наиболее популярный в промышленности тип лазера. Основные его достоинства – низкая цена(трубки от 100-200$), высокая мощность (100W — рутина), высокий КПД. Ими режут металл, фанеру. Гравируют и проч. Если самому хочется сделать лазерный станок – то в Китае(alibaba.com) можно купить готовые трубки нужной мощности и собрать к ним только систему охлаждения и питания. Впрочем, особые умельцы делают и трубки дома, хоть это очень сложно (проблема в зеркалах и оптике – стекло 10мкм излучение не пропускает – тут подходит только оптика из кремния, германия и некоторых солей).
Применения лазеров

В основном – используют на презентациях, играют с кошками/собаками (5мвт, зеленый/красный), астрономы указывают на созвездия (зеленый 5мВт и выше). Самодельные станки – работают от 200мВт по тонким черным поверхностям. CO2 лазерами режут почти все, что угодно. Вот только печатную плату резать трудно – медь очень хорошо отражает излучение длиннее 350нм (потому на производстве, если очень хочется – применяют дорогущие 355nm DPSS лазеры). Ну и стандартное развлечение на YouTube – лопание шариков, нарезка бумаги и картона – любые лазеры от 20-50мВт при условии возможности фокусировки в точку.

Из более серьёзного — целеуказатели для оружия(зеленый), можно дома делать голограммы (полупроводниковых лазеров для этого более чем достаточно), можно из пластика, чувствительного к УФ печатать 3Д-объекты, можно экспонировать фоторезист без шаблона, можно посветить на уголковый отражатель на луне, и через 3 секунды увидеть ответ, можно построить лазерную линию связи на 10Мбит… Простор для творчества неограничен

Так что, если вы еще думаете, какой-бы купить лазер – берите 5мВт зеленый :-) (ну и 200мВт красный, если хочется жечь)

Вопросы/мнения/комментарии – в студию!

habr.com

Выбор параметров лазера для качественной резки / Юнимаш

Оригинал статьи вы можете найти на сайте ntoire-polus.ru

Скорость резки металла определяет производительность лазерных технологических установок, при этом существенным параметром является величина шероховатости боковой стенки реза Rz. Лазерная резка позволяет получать готовые детали без последующей финишной обработки, и альбом технологий промышленных лазерных станков на основе СО2-лазеров содержит условия качественной резки для широкого набора материалов. Для технологических волоконных лазеров подобный альбом пока только формируется, и технологи производств сталкиваются с проблемами выбора параметров волоконных лазеров, наиболее подходящих для задач конкретного производства.

В литературе подробно рассматривались различные факторы, которые могут оказать влияние на качество газолазерного реза и на глубину проплавления металла при лазерной сварке. К ним относят (см. обзор [1]): микронеустойчивости (термокапиллярную, Рэлей-Тейлоровскую, капиллярно-испарительную, капиллярно-ветровую), образование «ступеньки» на фронте проплава и реза, неустойчивость пленочного погранслойного течения расплава и др. Отметим, что многие авторы считают нужным упомянуть о большой сложности процессов внутри лазерного реза и о возникающих из-за этого затруднениях при попытках однозначно интерпретировать экспериментальные результаты.

На рис.1 показана боковая поверхность реза малоуглеродистой стали толщиной 5 мм, выполненного с помощью волоконного лазера ЛС-3.5 производства НТО «ИРЭ-Полюс». Лазер снабжен транспортным волокном с диаметром сердцевины 100 мкм и характеризуется параметром качества выходного пучка M2 = 13,5. Рез получен с использованием оптической головки фирмы OPTOSKAND. В данной головке установлена коллимирующая линза с fc = 120 мм и фокусирующая линза с ff = 200 мм. Соответствующее фокальное пятно имело диаметр d = 190 мкм, глубина фокуса ZR = 2 мм. Мощность лазера составляла 3,5 кВт, режущим газом являлся воздух. Резка производилась на скорости 3 м/мин.

Рис. 1 - Боковая поверхность реза малоуглеродистой стали

Стрелкой отмечена глубина, ниже которой характер реза существенно изменялся. Подобные картины резов наблюдаются и при использовании СО2-лазеров.

Можно предположить, что на соответствующей глубине прекращается эффективное канализирование пучка лазера внутри реза, пучок рассеивается на большие углы и поглощается боковыми стенками. Материал ниже стрелки прогревается и плавится не за счет прямого воздействия лазерного излучения, а в основном за счет раскаленной газовой струи и теплопроводности металла. Рассеяние может происходить на сравнимых с длиной волны лазера неоднородностях, возникающих из-за упомянутых выше микронеустойчивостей, которые имеют весьма большие инкременты развития.

Поскольку лазерные пучки, в том числе и многомодовые, всегда частично когерентны, старт к развитию неоднородностей может дать интерференция между центральной частью пучка и его периферией, отражающейся от стенок реза. Интерференция вызывает пространственную модуляцию интенсивности излучения внутри реза и соответствующую неоднородность воздействия излучения на материал.

Рис. 2 - Продольное сечение осесимметричного лазерного пучка

Рассмотрим данную интерференцию в простой модели. Используем принятое обобщенное описание лазерных пучков.

На рис. 2 приведено продольное сечение осесимметричного лазерного пучка, распространяющегося вдоль оси z и имеющего перетяжку в точке z=0. Границей лазерного пучка (по уровню интенсивности 1/e2) является гиперболоид вращения, угол θ определяет расходимость пучка в дальней зоне. Зависимости радиуса лазерного пучка w и радиуса кривизны его волнового фронта R от z описываются следующими формулами:

(1)

(2)

Здесь λ — длина волны излучения, безразмерный параметр M2 ≥ 1 характеризует отклонение лазерного пучка от идеального гауссова (для последнего M2=1) и определяет «фокусируемость» лазерного луча, то есть радиус w0 в перетяжке (точном фокусе объектива) в соответствии с формулой

(3)

Глубину фокуса или, как его часто называют, длину перетяжки, то есть длину, на которой диаметр пучка меняется в √2 раз, удобно характеризовать так называемой рэлеевской длиной zR (см. рис. 2):

(4)

Длина перетяжки равна удвоенной величине zR. На рис.3 схематично представлено распространение лазерного пучка внутри реза. Максимальная толщина металла, для которой возможен «чистый» рез, обозначена как x0. Перетяжка режущего излучения расположена на поверхности материала.

В результате эксперимента хорошо известно, что ширина реза в таком случае примерно совпадает с диаметром перетяжки. Распространение луча обозначено «отражением» гиперболических асимптот от боковых стенок реза.

kλ — разность хода между периферической и центральной частями луча (достигаемая на выходе реза), при которой возникающие из-за интерференции неоднородности еще не приводят к рассеянию на большие углы и возможен «чистый» рез материала толщиной x0.

Поскольку kλ = x0Θ2, из формул (3), (4) легко получить следующее выражение:

(5)

Таким образом, в предположении интерференционной природы эффектов, приводящих к ограничению глубины проникновения излучения внутрь реза, предельная глубина «чистого» реза пропорциональна глубине фокуса и обратно пропорциональна параметру M2, определяющему исходное качество лазерного пучка.

Входящий в формулу безразмерный коэффициент k попытаемся определить из известных экспериментальных данных.

Из альбома технологий для комплекса «Трумпф» на основе СО2-лазера (λ = 10,6 мкм) с мощностью 3,2 кВт, имеющего на выходе пучок, близкий к идеальному гауссову пучку (M2 = 1,1) с диаметром на фокусирующей линзе 20 мм, при фокусном расстоянии линзы f = 180 мм максимальная толщина малоуглеродистой стали, для которой возможен чистый кислородный рез с одинаковым Rz по всей боковой поверхности, составляет 15 мм. Для этих параметров в фокусе линзы имеем: Ф = 0,056 рад, w0 = 0,067 мм, zR = 1,2 мм. Тогда из выражения (5) получаем k ~ 4,4.

Рис. 3 - Распространение лазерного пучка внутри реза

Для упомянутого выше волоконного лазера ЛС-3.5 с оптической головкой, имеющей фокусные расстояния коллиматора и объектива соответственно fc = 120 мм и ff = 200 мм, при которых параметры в фокусе составляют: Ф = 0,048 рад, w0 = 0,096 мм, zR = 2 мм,— одинаковое по всей высоте значение Rz, соответствующее «чистому» резу, получено для малоуглеродистой стали толщиной до 3 мм. Подставляя эти значения в (5), получаем k ~ 6,5.

Хотя формула (5) носит оценочный характер и не учитывает ряд эффектов, связанных с формированием газовой струи и положением перетяжки относительно поверхности материала, значения коэффициента k, полученные для разных типов лазеров и различающихся в 5 раз толщин обрабатываемого материала, оказались близкими (если взять среднее значение, то отклонение в пределах ±20%).

В целом справедливость выражения (5) подтверждена в известных нам экспериментах на действующих установках с волоконными лазерами в Нижнем Новгороде (2 кВт) и Дубне (1 кВт), где используются лазеры с транспортным волокном 50 мкм (соответствующее значение М2 = 6,5).

Как видно из соотношения (5), при заданной ширине реза, определяемой размером пучка в перетяжке 2w0, глубина фокуса, а следовательно и глубина «чистого» реза обратно пропорциональна длине волны излучения λ, то есть при прочих равных условиях лазер с меньшей длиной волны должен обеспечивать большую глубину «чистого» реза. Но еще сильнее, чем от длины волны, глубина «чистого» реза зависит от оптического качества пучка M2 — при фиксированной ширине реза зависимость обратная квадратичная. С этим связано полученное нами в экспериментах с волоконным лазером существенно меньшее значение «чистого» реза по сравнению с аналогичными данными для одномодового СО2-лазера той же мощности. Для увеличения толщин обрабатываемых материалов необходимо повышать качество лазерных пучков. Так, при использовании волоконного лазера с транспортным волокном с диаметром жилы 50 мкм (M2 = 6,5) вместо 100 мкм (M2 = 13,5) при том же диаметре перетяжки около 0,2 мм максимальная толщина «чистого» реза составит 13 мм. Еще более эффективны в этом отношении одномодовые волоконные лазеры. Правда, в настоящее время коммерчески доступны одномодовые волоконные лазеры с выходной мощностью менее 1 кВт.

Для технологов, применяющих волоконные лазеры, приведем дополнительное полезное соотношение.

Рис. 4 - Схематичное изображение оптической головки волоконного лазера

На рис. 4 схематически изображена оптическая головка волоконного лазера. На выходе из оптического многомодового транспортного волокна лазерный луч расходится с углом раствора 2α, который для иттербиевых лазеров и волокон с диаметрами 50–300 мкм составляет ~ 0,16 рад. Далее луч преобразуется в плоскопараллельный пучок коллимирующим блоком линз с фокусным расстоянием fc и фокусируется на материал объективом с фокусным ff. Из формул (3)-(5) легко получить следующее выражение для максимальной глубины чистого реза:

(6)

То есть глубина чистого реза определяется только квадратом отношения фокусов линз в оптической головке и не зависит от диаметра используемого транспортного волокна. Размерный коэффициент перед скобками составляет ~ 1 мм. Отметим, что для одномодового лазера и одномодового транспортного волокна 2α=0,1 рад и данный коэффициент ~ 3 мм.

По результатам наших экспериментов можно сделать предварительный вывод об обратной пропорциональности скорости качественного реза толщине материала при прочих равных условиях (при заданных мощности лазера, диаметре транспортного волокна и характеристиках оптической головки).

С другой стороны, скорость реза прямо пропорциональна плотности мощности излучения на материале, то есть при равных характеристиках оптической головки обратно пропорциональна квадрату диаметра транспортного волокна.

Выполненная работа дает расчетную основу для выбора типа и параметров волоконных лазеров, исходя из конкретных условий их применения в технологических системах.

  • «Анализ моделей динамики глубокого проникновения лазерного излучения в материалы» (Часть 1. Нестационарная гидродинамика в процессах взаимодействия лазерного излучения с веществом. Часть 2. О механизмах удаления расплава при газолазерной резке материалов), проф. В.С. Голубев, — Сборник трудов ИПЛИТ РАН, 2004.

А.П. Стрельцов, В.Н. Петровский
Лазерный центр МИФИ
19.03.2007

unimach.ru

Как выбрать станок для лазерной резки/гравировки. Мой опыт — Шоуреквизит

Приветствую, други! Сегодня я поведу речь о достаточно дорогой хотелке, покупка которой крутилась у меня в голове около года, имя ей — станок для лазерной резки и гравировки неметаллов. Изучать тему я начал достаточно давно и, на мой взгляд, подошел к выбору станка максимально ответственно, взвешивая все плюсы и минусы разных моделей, чтобы в итоге получить лучший вариант по соотношению цена/качество.

UPD 15.04.2019 Станок пришел, все в порядке, доволен как слон)) Примеры того, как я его использую можно посмотреть в моих инстаграм-аккаунтах: showrekvizitor, lacutor. Заходим, подписываемся, лайкаем! Вам не сложно, а мне приятно). Подробнее о распаковке и запуске станка ниже.

Так же немаловажно было подобрать продавца, который разъяснит все непонятные моменты, окажет консультативную помощь после покупки и, желательно, оплатит таможенные сборы и пошлины. Последний пункт самый важный, т.к., читая отзывы покупателей на али, часто встречается следующая ситуация: покупатель оплатил станок, ждет доставку, а потом ему звонят и просят оплатить таможенную пошлину в размере около 30% от стоимости станка. Например, ты уже заплатил за станок 80000р, а тут еще 25-30к нужно докинуть… Неприятно, не правда ли?

Потратив некоторое время на поиск продавца с адекватными ценами, бесплатной доставкой и хорошими отзывами, я принялся распрашивать его о технических особенностях той или иной модели, чтобы выбрать для себя оптимальный вариант. Благо, продавец, действительно, оказался общительным и отвечал на мои вопросы развернуто и оперативно. Даже согласился прислать мне дополнительную линзу и 3 зеркала в обмен на статью-обзор станка на моем сайте. В общем продавец — норм. Если нужна ссылка на него, пиши в комментах, либо на почту [email protected]

Итак, хватит воды, перехожу к сути.

Вот фоточка того, что я выбрал:

Технические характеристики моего станка для лазерной резки:

  • Мощность лазерной трубки: 50Вт
  • Тип лазера: CO2
  • Рабочее поле: 400*600мм
  • Точность позиционирования: <0,01мм (ага, щщщас))
  • Плата управления: M2
  • Интерфейс для подключения ПК: USB
  • Регулировка мощности лазера: 1-100% в ручном режиме
  • Регулировка стола по высоте: присутствует, электрическая
  • Поверхность рабочего поля: соты
  • Скорость гравировки: 1-600 мм/сек (только на 600мм/с все ходит ходуном и качество отвратное)
  • Скорость резки: 1-600 мм/сек
  • Охлаждение лазера: водяное
  • Питание: 220В, 50Гц
  • Размеры станка: 1100*760*640мм
  • Вес: 84кг (вместе с упаковкой)

В комплект поставки входит:

  • Воздушный компрессор
  • Водяной насос
  • Вентилятор для вытяжки дыма
  • Программное обеспечение
  • Фокусирующая линейка
  • Кабель питания
  • USB кабель
  • Гофра для вытяжки
  • Инструкция

Так же продавец обещает гарантийный ремонт в течение 1 года.

Почему я выбрал именно этот станок?

По сути все бюджетные станки для лазерной резки представленные китайскими производителями отличаются размером рабочего поля, мощностью лазерной трубки, электронными мозгами, механикой (движки и направляющие).

Размер рабочего поля

Одним из направлений использования станка для меня является раскрой eva foam, чтобы максимально сократить время на эту процедуру и увеличить точность и качество реза. По этой причине брать станок с рабочим полем 200*300 мм мне совершенно не хотелось, т.к. дюже ничего не вырежешь, разве что какие-нибудь шлемаки. Более-менее подходящим вариантом стал станок с полем 400*600, конечно, хотелось побольше-побольше, но денежек не хватило))) С рабочим полем определились, едем дальше.

Мощность лазера

Тут все просто — чем больше мощность, тем более толстый материал и на более высокой скорости можно будет разрезать. Конечно, китайские 50 Вт — это не совсем настоящие 50 Вт, но это лучше, чем китайские 40 Вт )))). Я решил взять с 50 Вт трубкой, чтобы понять достаточно мне ее или нет, тем более, что при необходимости лазер можно заменить на более мощный (там, конечно, есть свои нюансы, но, все же, это возможно).

Электронные мозги

Существует 2 самых распространенных вида мозгов для станков: M2 и Ruida. M2 представляет собой бюджетный более «глупый» вариант платы управления. При выборе M2 без внешнего ПК вам не обойтись. Т.е. подключаем станок к компу и уже с компа отправляем задачи на резку и гравировку. Ruida же представляет собой полноценный автономный контроллер, с помощью которого можно управлять резаком. Вставляем флешку в станок и алга. Цена Ruida, конечно, гораздо выше. Так, за идентичный моему станок, но не с M2 платой, а с Ruida нужно будет доплатить еще 15-20к рубасиков. Я, в целях экономии выбрал M2. Тем более, что подобного рода станок у меня первый. Попользуюсь, а там видно будет, нужна ли Ruida или нет, всегда можно сделать апгрейд. Так же более умная Ruida позволяет существенно увеличить скорость работы станка.

Плата управления M2 Контроллер Ruida

Механика

От вида и качества механики зависит точность перемещения головы лазера, люфты, износ. Я буду рассматривать разницу между видами направляющих, т.к. информации о движках у продавцов найти не удалось. Существует 2 распространенных вида направляющих: цилиндрические и рельсовые. Какой из них лучше? Вопрос этот для меня остается открытым, т.к. разные источники приводят веские аргументы и в пользу одного и другого вида. В общем смысл следующий: если станок с рабочим полем до 600*900 мм, то использование цилиндрических направляющих вполне допустимо и оправданно, если же поле больше, то нужно отдать предпочтение рельсовым направляющим. Цена станков с цилиндрическими направляющими ниже, нежели с рельсовыми. Опять-таки, не стоит забывать, что речь идет о китайском оборудовании и о китайском качестве, поэтому не всегда рельсовая направляющая будет лучше, чем цилиндрическая. Тут все относительно.

Что такое линза. Зачем она нужна?

Линза нужна для того, чтобы фокусировать луч, который генерирует лазерная трубка, на материал, который вы собираетесь резать. У разных линз разное фокусное расстояние, глубина фокуса (максимальная толщина разрезаемого материала), диаметр фокусного пятна (толщина реза). Различают короткофокусные (до 38мм), среднефокусные (до 50мм), длиннофокусные (100мм и более) линзы. Так, у длиннофокусных линз фокусное расстояние (что ясно из их названия) больше, чем у среднефокусных и короткофокусных. Из этого следует, что длиннофокусные линзы способы более качественно резать толстый материал, нежели линзы у которых глубина фокуса (расстояние на котором сфокусированные лазерный луч имеет минимальную «толщину» и максимальную энергию, на рисунке ниже обозначено как 2z) меньше.

  • D — диаметр лазерного луча
  • f — фокусное расстояние (от середины линзы до середины материала)
  • 2z — глубина фокуса
  • d — диаметр фокусного пятна (глубина реза)

Применимость линз разного фокуса

Короткофокусные линзы отлично годятся для качественной гравировки детализированных изображений, печатей, резки неплотных материалов до 6мм толщиной (eva foam, фанера, оргстекло).

Среднефокусные линзы — золотая середина. Позволяют достаточно качественно наносить гравировку и резать материалы плотностью схожие с плотностью дерева толщиной до 8мм.

Длиннофокусные линзы нужны для резки толстых материалов (акрила до 2,5см, дерева до 2см)

Линзы изготавливают из разных материалов. Самые популярные:

  1. Селенид цинка (наиболее распространены)
  2. Арсенид галия (менее распространены, используются в станках с мощностью более 130Вт)

Информация о линзах взята и переработана мной с сайта stankoforum.net

УРА! Станок пришел!

Давеча позвонили мне из Желдорэкспедиции (транспортная компания), сказали, что пришел мой станок. Доставка из Китая до Оренбурга заняла примерно полтора месяца. Как и заявляет продавец, все транспортные расходы он берет на себя. Я просто приехал в пункт выдачи, поставил подпись и забрал станок. Ни копейки доплачивать не пришлось, ни за таможенные сборы, ни за доставку. Приятная приятность). Вес посылки 84кг, тяжеловат, одному не погрузить/разгрузить. Но в машину поместился прямо «пуля в пулю».

Вот фоточки после распаковки:

Станок был хорошо упакован в ящик из фанеры, внутри проложен со всех сторон листами сантиметрового пенопласта в несколько слоев. Никаких сколов, царапин, вмятин за время транспортировки на станке появилось. Самое важное — лазерная трубка доехала в целости и сохранности! Есть, конечно, мелкие косяки (Китай все-таки), но писать про них даже нет смысла, все решается подручным инструментом, прямыми руками и пятью минутами времени.

Голова была закреплена на направляющих пластиковыми стяжками, чтобы ничего не повредилось. Таким же способом к сотовому столу крепился кабель питания. Станок сразу пришел с заводской юстировкой, а регулировочные болты были залиты термоклеем, чтобы настройки не сбились во время транспортировки, т.е. можно было подключить аппарат и сразу начать резать и гравировать, чем я, собственно, и занялся!

Вот первые образцы того, что я вырезал:

На мой взгляд достаточно неплохо вышло.

Я все-таки решил проверить насколько правильно настроены зеркала с завода и оказалось, что есть грешок за китайскими настройщиками. Посмотрев видео на ютубе и почитав статейки я допилил настройку зеркал до идеальной. Подробнее о процессе настройки я написал здесь: Настройка, юстировка лазерного станка из Китая.

На этом пока все, если что еще вспомню, допишу. Процесс распаковки и тестовой резки я записал на видео, будет время — смонтирую и выложу сюда.

showrekvizit.top

Как я покупал 40W лазерный гравер в Китае + немного теории CO2 лазеров / Habr

Вы возможно видели задорные ролики на YouTube, где лазерный станок бодро нарезает оргстекло совершенно безумным образом (просмотр рекомендуется без звука). Ну, подумал я, надо и себе такую игрушку прикупить. Тем более что с 40W лазером и черной краской можно и печатные платы так рисовать :-)

ВНИМАНИЕ
Не пытайтесь повторить, то что написано в этой статье. Работа с открытой крышкой запрещена, юстировка зеркал может производиться только квалифицированным персоналом. Обязательна защита для глаз — иначе можно легко лишиться зрения.

Краткая теория

Обычный лазер на углекислом газе — на самом деле содержит еще Гелий и Азот, под давлением ниже атмосферного. Лазеры небольшой мощности (100W и менее) — обычно «отпаяные», т.е. просто стеклянная трубка с буферным объёмом газа, водяное охлаждение, 2 электрода на концах трубки, и 2 зеркала — одно полупрозрачное (для излучения с длиной волны 10.6мкм), другое непрозрачное. По мере работы CO2 разлагается, и лазер теряет мощность. Чем выше температура, тем короче срок службы (обычно 1000-2000 часов). Питание лазера — источником высокого напряжения, ~15-20 КВ, 15-25мА (для 40W трубки).

40W — достаточно только для резки оргстекла/фанеры. Металлы резать можно только с намного большей мощностью (1000W и выше), меньше — если кислородом расплав выдувать (тогда железо с углеродом еще и сгорает, давая дополнительную энергию). По печатной плате напрямую резать дорожки не выйдет — т.к. медь хорошо отражает 10.6мкм излучение. А вот если покрыть тонким слоем краски — то я видел положительные результаты. Что примечательно, ПВХ например резать нельзя, т.к. выделяющиеся при его резке газы разъедают линзу (и не совсем полезны для человека).

Собственно, из длины волны излучаемого света (10.6мкм, «дальний» инфракрасный свет) и исходят многие особенности CO2 лазеров — очень мало материалов прозрачны для такого излучения. Лучше всего пропускает такой свет — селенид цинка, ZnSe, твердое вещество оранжевого цвета. Существенно хуже (но дешевле) — кремний и германий. Из экзотики — обычная поваренная соль также хорошо пропускает свет CO2 лазера, но очень уж недолговечны линзы из неё.

Зеркала — дешевле всего стекло или кремний, покрытые слоем меди или золота — как на фото справа (на небольших мощностях излучения — этого вполне достаточно). На производстве — бывают цельно медные зеркала с водяным охлаждением, и молибденовые — если при резке стали капля расплавленного металла прилипает к молибденовому зеркалу, её можно просто отковырнуть, протереть тряпочкой и дальше работать

Луч лазера можно перемещать «летающими зеркалами» — когда и лазер, и объект резки неподвижны, или например может быть одно летающее зеркало + движение объекта. Лазер обычно не двигают, т.к. он очень длинный (из-за того что трудно увеличить диаметр выходного пучка выше 1см — повышение мощности возможно только увеличением длины).

И наконец фокусировка — линзой из селенида цинка. В мощных лазерах может использоваться параболическое зеркало, которое сразу поворачивает луч на 90' и фокусирует. Само собой и зеркала и линзы могут иметь просветляющее покрытие (особенно в резонаторе лазерной трубки).

Из-за того, что длина волны излучения очень большая, 10.6мкм — диаметр точки, в которую фокусируется лазер ограничен дифракционным пределом: для линзы с фокусным расстоянием 101мм — диаметр пятна не может быть меньше 0.2мм, а для 51мм — 0.1мм (при диаметре пучка 7мм).

Забегая вперед, трубка моего лазера выглядит так:

Как я покупал гравер на Aliexpress.com

Посмотрев, что продают на рынке — увидел, что из того, что не совсем уж фатально дорого (

Нашел второго продавца, но на этот раз он уже согласился на escrow. Вес посылки превышал допустимые для почты и EMS 40кг — поэтому решили послать по EMS в разобранном виде, вместе с инструкциями по сборке. Цена вопроса — 1288$ вместе с доставкой. Через пару недель курьер EMS с трудом притащил коробки ко мне домой:

Открываем и собираем


Сразу бросилось в глаза, что во время транспортировки разбилось защитное стекло. Но пока все выглядело оптимистично. Собрал все вместе, подключил водяное охлаждение, и пробую проверить лазер. Жму кнопку test — разряд в лазере есть, но точка на бумажке не прожигается. Странно… Бумагу даже 0.1W прожигать должно. Открываю защитную крышку, все осматриваю — вроде все выглядит хорошо. Жму тест — снова ничего. Тут внезапно замечаю, что во время теста — рука чувствует тепло. Жесть. Оказывается сбита юстировка Y-зеркала, и луч лазера не попадает в X-зеркало, а рассеивается от круглой поверхности (выше — она обведена красным). Тут я понимаю что все пройдет не так гладко, как я рассчитывал. Ну, делать нечего, надо юстировать.
Юстировка летающих зеркал

Быстро нашел хитрый способ юстировки — термочувствительной бумагой, на которой печатают чеки в магазинах. Проблема в том, что очень уж много точек настройки положения зеркала, и крепление Y-зеркала — не вполне жесткое, китайцы в своём стиле блин.

Все шло хорошо, луч попадал уже почти туда куда нужно, и внезапно при следующем тестовом включении лазера с левой стороны пошел дым. Следующий абзац — пролетел за 0.5 секунды :-) Я думаю — хмм… интересно, откуда там может быть дым, вроде гореть особо нечему… Хмм… Человек может «отфильтровать» ощущения, которых он совсем не ожидает, и сосредоточен на чем-то другом (точно так же, можно не заметить ножевое ранение в драке). И тут пришла боль…

Оказалось, палец попал в луч лазера, хорошо еще я тестировал на минимальной стабильной мощности (около 10W). (Фото не для слабонервных, кровь заляпала стены). 3 часа ночи. Что делать? Звонить в скорую? "- Здравствуйте, что у вас случилось? — Аааа, заберите меня, я себе палец насквозь прожег лазером!!!!"

В общем, повезло, попал в ноготь, мощность маленькая, 10.6мкм хорошо поглощается, и рана была поверхностная (именно поэтому CO2 лазеры используют в медицине). Зажило быстро. После этого я понял, что путь мой к работающему граверу неблизок. И я сел писать претензию на продавца на aliexpress.

Разборки с продавцом

После внимательного изучения товара, обнаружилось список проблем из 9-и пунктов — отличия от того, что было в описании, чудовищные проблемы с качеством (блок питания выдавал всего 14мА, хотя для 40W лазера нужно 24, cnc контроллер отличался от того, что был в описании, ужасное качество PCB, бракованая ZnSe линза, «вгоревший» отпечаток пальца на одном из зеркал). Глубину проблем можно увидеть на снимках: 1, 2, 3, 4.

Это была настоящая заруба. 2 месяца мы провели в dispute-ах на разных уровнях, несколько раз возвращаясь к началу спора. Продавец допустил «ошибку» — признал, что он прислал мне «другую модель», но она «лучше». Это была его фатальная ошибка, после этого спорить с ним было намного проще. Я требовал исправления всего списка проблем, или предлагал вернуть все это добро ему за его счет. Само собой, пока идет dispute — продавец не может забрать свои деньги.

В конечном итоге, продавец согласился прислать запчасти на замену — нормальный блок питания (как в описании), новую, не бракованную ZnSe линзу и 3 молибденовых зеркала. Но нервов было потрачено не мало.

Видео с тестом лазера:

Результат и выводы

В конечном итоге, я получил весёлый набор «сделай лазерный гравер сам» по не слишком высокой цене. Сейчас я делаю к нему Mach4-совместимый контроллер, с оригинальным сложно делать что-то кроме печатей (т.к. кривой китайский софт заточен под растровую гравировку, а не резку).

А с китайцами нужно держать ухо востро — они не гнушаются продавать брак, лишь бы заработать лишних 10$ (т.е. они могут делать качественно, но только если держать за горло. Если не держать — сразу получишь отбраковку). Никаких сделок без Escrow и без возможности оспорить качество после доставки.

Комментарии, вопросы, дополнения?

habr.com

Параметры лазерной резки металла на волоконном лазерном станке | Основы подбора лазерного излучателя

Статья содержит в себе рекомендации, параметры и настройки лазерной резки металла при помощи лазерного станка с волоконным (иттербиевым) излучателем, отличие волоконного станка от плазмы, а также рекомендации по подбору мощности излучателей относительно материала, экономические выгоды.

Для качественной и предельно точной лазерной резки металла мы рекомендуем в качестве излучателя использовать иттербиевый (волоконный) лазерный излучатель (ссылка на каталог с излучателями), более точного излучателя в современном мире не существует.

Основные отличительные черты волоконного излучателя от плазмы

Волоконный излучатель

Плюсы/минусы

Плазма

Плюсы/минусы

1

Ширина лазерного луча по линии резки, не более от 0,03 -1 мм., в зависимости от толщины материала

плюс

Ширина плазменного луча по линии, 1-3 мм. и более, в зависимости от толщины материала

минус

2

Конусность вырезанных деталей - отсутствует

плюс

Конусность вырезанных деталей, от 15-30°

минус

3

Резка небольших отверстий (менее 12 мм.) в материалах толщиной более 6-10 мм.

плюс

Резка небольших отверстий (менее 12 мм.) в материалах толщиной более 6-10 мм. - не возможна

минус

4

Детали с внешними и внутренними углами при любой толщине материала - идеальна

плюс

Детали с прямыми углами сделать не возможно.

минус

5

При правильном подборе мощности, скорости, и давления газа, облой исключен, допонительной обработки детали не требуют

плюс

При резке образуется большое количество облоя, что требует дополнительной обработки детали шлифовальными кругами

минус

6

Цена на комплект станок+излучатель выше, чем на станок+плазма

минус

Стоимость станка плазма+станок значительно ниже, чем иттербиевый (волоконный) станок

плюс

7

Экологичность при обработке в разы выше, так как при резке волоконным излучателем меньшее сжигание металла при резки, что значительно снижает выбросы в атмосферу. Низкое энергопотребление, по сравнению с плазмой.

плюс

Большие выхлопы угарного газа при резке+высокое потребление электроэнергии

минус


Выше в таблице мы произвели сравнение двух видов резки металла, при помощи лазерного волоконного (иттербиевого) станка и станка плазменной резки. Выбор очевиден, если требования к товару высокие,  по точности размеров отверстий и прямых углов, по однородности торца детали, без зубцов и облоя, по конусности торца, то стоит остановить свой выбор на волоконном (иттербиевом) станке.

Если нужны детали без требований точности, с допустимыми погрешностями в размерах +3-+5 мм., под сварку, то следует остановить свой выбор на плазменном станке.

Итак, чтобы подобрать волоконный (иттербиевый) излучатель, нужно определиться с толщинами металлов для лазерной резки. К примеру, если 80% материалов составляет сталь толщиной от 8-10 мм., а 20% нержавеющая сталь и цветные металлы, то мы рекомендуем рассматривать к приобретению станок с мощностью не менее 1500 Ватт.

Излучатель с мощностью от 1,5 кВт, сможет резать сталь с адекватными параметрами скорости, что экономически будет выгодно. Сталь толщиной 8-10 мм., сможет порезать станок с мощностью 1000 Ватт, но скорость резки будет достаточно низкой (см. таблицу ниже), что влечет за собой большой расход газа и большое количество времени на обработку детали, что становится экономически не выгодно, на рынке лазерной резки.

Рассмотрим другие обстоятельства выбора излучателя, к примеру 80% материалов из стали до 6 мм., 10% времени материалы из металла 8-10 мм., при таких обстоятельствах, в целях экономии, выгодно приобрести лазерный станок с максимальной мощностью 1000 Ватт, потому что скорость обработки металла на станке с мощностью 1 кВт., достаточно высокая на толщинах до 6 мм., а 10% рабочего времени, как факультатив, можно резать и 8, и 10 мм., для более подробного анализа, можно воспользоваться таблицей данных скоростных характеристик ниже.

Таблица скорости реза металла

Мощность источника

   

500Вт

750Вт

1000Вт

1500Вт

2000Вт

3000Вт

4000Вт

6000Вт

8000Вт

10000Вт

Материал / Газ

Толщина, мм

Размер сопла, мм.

Скорость, м/мин

Углеродистая
сталь

(Кислород)

1

1.2

8 9 10 22 26 34 38 42 46 50
2

1.5

4 5 6,2 6,8 7,2 7,5 7,8 8,2 36 9
3

2.0

2,6 2,8 3 3,6 4 4,4 5 5,5 6 6.5
4

2.0

1,6 1,8 2,2 2,8 3,2 3,8 4,4 5 5.5 6.1
5

2.0

1 1,4 1,8 2,4 2,8 3,2 3,4 3,6 3.8 4.2
6

2.5

1 1,6 2 2,4 2,8 3,2 3,4 3.6 4.5
8

2.5

0,8 1,2 1,4 1,6 2,2 2,6 3 3.3 3.5
10

2.5

0,7 1 1,2 1,6 2 2,4 2.8 3.2
12

3

0,6 0,8 1 1,4 1,8 2 2.2 2.4
14

3

0,6 0,9 1 1,2 1,3 1.4 1.6
16

4

0,5 0,8 0,8 1 1,1 1.3 1.4
18

4

0,7 0,7 0,9 1 1.2 1.3
20

4

0,6 0,8 0,9 1.1

1.35

22

4

0,5 0,7 0,8 1 1.2
24

4

0,4 0,6

0.8

0.9

26

5

0.5

0.65

Мощность источника    

500Вт

750Вт

1000Вт

1500Вт

2000Вт

3000Вт

4000Вт

6000Вт

8000Вт

10000Вт толщина до 40 мм.

Нержавеющая
сталь

(Азот)

1 1.5 12,4 18,5 23,8 26,4 30 34 38 41,4 57 65
2 1.5 4,7 5,1 10,8 11,9 12,7 15,4 24,4 28,6 38 58
3 1.5 0,7 1,2 2,3 4,1 6,1 8,6 12,8 15,8 22 30
4 1.5 0,8 1,3 2,2 4,2 5,5 7,4 9,4 16 22
5 1.5 0,7 1,2 2 4,3 5,1 6 11 17
6 1.5 1 1,8 3,1 3,8 4,7 5 15
8 1.5 0,9 2 2,4 3,3 3.9 8.5
10 1.5 0,8 1,1 1,3 1.9 5.9
12 1.5 0,5 0,7 1,1 1.5 3.4
14 1.5 0,6 0,8 1.1 2.3
16 1.5 0,6

0.7

1.6
Мощность источника

500Вт

750Вт

1000Вт

1500Вт

2000Вт

3000Вт

4000Вт

6000Вт

8000Вт

10000Вт

Алюминий

(Азот)

1 1.5 5,2 6,4 8,4 16 22 34 38 42 57 нет данных
2 1.5 2,2 3,4 6,6 8,4 15 21 25,5 38 нет данных
3 1.5 1,4 3,8 5,5 7,6 11,5 14,6 22 нет данных
4 1.5 1,4 2,6 4 5,2 5,8 16 нет данных
5 1.5 1,7 3,3 4,4 4,9 11 нет данных
6 1.5 0,9 2,1 3,4 4,1 7 нет данных
8 1.5 0,9 1,3 2 3.6 нет данных
10 1.5 0,6 1,1 1,7 2.5 нет данных
12 1.5 0,5 0,8 1.7 нет данных
14 1.5 0,4 0,6 1.1 нет данных
16 1.5 0,5

0.9

нет данных
Мощность источника
 
 
500Вт
750Вт
1000Вт
1500Вт
2000Вт
3000Вт
4000Вт
6000Вт
8000Вт
10000Вт
Медь (Азот)
1
1.5
5,2
6
8
12
14
22
26
32
57
нет данных
2
1.5
 
1,8
3,2
4
6
8
10
12
38
нет данных
3
1.5
 
 
1
2,2
3,4
5,2
6
6,4
22
нет данных
4
1.5
 
 
 
1,4
1,8
4
4,8
5,4
16
нет данных
5
1.5
 
 
 
 
1,2
1,8
2,6
3,2
11
нет данных
6
1.5
 
 
 
 
0,6
1,4
1,8
2,2
7
нет данных
8
1.5
 
 
 
 
 
0,6
0,9
1,2
3.6
нет данных
10
1.5
 
 
 
 
 
 
0,4
0,6
2.5
нет данных
12
1.5
 
 
 
 
 
 
 
0,4
1.7
нет данных

 

all-ready.ru

Лазер для гравера мощностью 5500mW. Практическое применение.

Обзор является продолжением рассказа о практическом применении в домашних условиях лазерного гравировального станка с рабочей площадью формата А3. В прошлый раз речь шла о наборе для самостоятельной сборки, комплектуемом лазером мощностью 2500mW. В этот раз я расскажу о его замене на лазер с заявленной мощностью уже на 5500mW. Из обзора можно будет узнать, за сколько проходов такой лазер способен прожечь 3 мм и 4 мм фанеру, что для этого нужно и главное – что потом с этим делать. Далее — много букв и фото.

Итак, многие наверное помнят первую часть данного обзора в которой я постарался рассказать о применении как самого станка так и о работе с программным обеспечением BenBox. В конце обзора я упомянул, что у хозяина устройства появилась идея его модернизировать и установить более мощный лазер.

Основным посылом к модернизации послужило желание вырезания поделок из фанеры. Хотя изначально, перед приобретением первого варианта, существовала необходимость лишь в резке фигурок из фетра, с чем, кстати сказать, предыдущий лазер справлялся отлично, в период проведения тестирования выяснилось, что и фанеру он тоже режет, но для этого требуется сравнительно много времени.

Идея замены витала в воздухе не очень долго и скоро воплотилась в реальный заказ.

Скрин заказа



Лазер поставляется в комплекте с блоком питания.

На корпусе лазера, представляющем собой по сути один сплошной радиатор, присутствует наклейка с указанием необходимого для него напряжения и выдаваемой мощности.

Блок питания рассчитан на 12v и 5А.

Использовать лазер можно «из коробки», т.к. плата управления уже встроена и расположена над кулером охлаждения радиатора. Для включения необходимо лишь подключить блок питания. После этого лазер включится на максимальной мощности. Для включения минимального режима служит одна единственная кнопочка на плате.

Судя по характеристикам, длина волны лазера составляет 450nm, цвет луча – синий.
Совместного фото нового лазера со старым я, к сожалению, не сделал, но если в общем, то в первую очередь разница отчетливо заметна в размерах. Скорее всего, это связано с размером радиатора, который выглядит значительно больше и внушительнее.

Кроме того, размер регулировочной части фокусной линзы также стал примерно в два раза больше.

Вот так выглядит лазер в установленном виде. Здесь же видно, что дополнительный кулер, препятствующий оседанию дыма на линзе лазера все таки был закреплен на каретке и теперь перемещается вместе с лазером. Вес его незначителен и пока это никак негативно не повлияло на работу шаговых двигателей.

Для крепления использована деталька от детского железного конструктора. При достаточной жесткости она довольно пластична, поэтому можно легко подобрать необходимый угол наклона кулера для конкретной ситуации.

Вместе с лазером были заказаны вот такие малюсенькие радиаторы (10х10 мм) на самоклеющейся основе.

Радиаторы приобретались для установки на двух микросхемках платы лазера, т.к. при работе устройства они довольно ощутимо нагреваются и были опасения за их состояние.

Первые тестовые испытания показали, что лазер действительно мощнее предыдущего, это с учетом одного и того же подхода к процедуре резки. То есть, как это ни странно констатировать, но «на глаз» мощность действительно увеличена примерно в два раза.

Т.е. то, что на лазере в 2500mW резалось за 6-8 проходов теперь режется за 3-4. Но это пока… (об этом чуть позже).

Первой толковой поделкой, по просьбе знакомых, попробовали сделать так называемую «медальницу». Т.е. это вроде тематической вешалки для медалей. Поскольку станку по силам пока только фанера «тройка», то решили сделать две заготовки и затем, склеив их между собой, добиться необходимой прочности.

На фото ниже видно, что первая попытка была не очень удачной, а все потому, что не всегда понятно, прорезалась фигура целиком или нет, к тому же, на это очень сильно влияет изгиб фанеры, которая не всегда является идеально ровной.

В конце концов, со второй попытки желаемое получилось, но суть в данном случае не в этом.

А в том, что устав каждый раз искать, на что положить заготовку, чтобы было видно снизу, насколько хорошо она прорезалась, было принято решение заколхозить какую-нибудь специальную приспособу для этих целей.

Модернизация станка

Исходя из особенностей конструкции рамы станка, отличным вариантом в качестве основания для этого показалось использование двух длинных направляющих, по которым не предусмотрено перемещение механизма. Кроме того, в этих направляющих имеется углубление, за которое можно закрепить приспособу.

Расстояние между серединами направляющих составило 41,5 см.

Широкий профиль для гипсокартона, давно стоявший без дела в углу, отлично подошел для предполагаемых целей. Для этого от него был отрезан кусок необходимой длины и разрезан вдоль – тем самым получилось два уголка с ребром жесткости.

Отрезаем «лишние» кусочки, чтобы одно ребро уголка свободно входило между направляющими, а другое ложилось на них.

Часть уголка загибаем под желобок направляющей с обоих сторон так, чтобы уголок мог двигаться и одновременно не выскакивать из направляющей.

Получается, что теперь мы имеем две поперечины, которые можно свободно перемещать внутри рабочей площади станка и тем самым разместить на них любой кусочек фанеры.

При необходимости их можно просто сдвинуть в любую сторону, чтобы не мешали.

Вот так теперь можно разместить фанерку, при этом расстояние от ее поверхности то линзы лазера составляет около 36 мм.

Но возможно самое важное при таком подходе то, что теперь фанеру можно притянуть к получившимся направляющим в нужных местах хоть саморезами, хоть струбцинками и тем самым обеспечить ее «ровность» по всему периметру предполагаемой поделки.

Ну а вот так получается можно наблюдать в процессе работы лазера, насколько хорошо прорезается деталь и нужно или нет делать дополнительные проходы.



Потренировавшись, еще на предыдущем лазере в вырезании плоских поделок, давно хотелось попробовать сделать что то действительно полезное и интересное, например что то из разряда коробочек-шкатулочек. Но дело это, как Вы понимаете, не совсем простое, то есть конечно принцип тот же самый что и всегда – надо нарезать детальки и потом их соединить, но поскольку деталек получается достаточно много, то точность чертежа должна быть достаточной для того, чтобы по концовке работы не пришлось все выбрасывать, т.к. не получается их состыковать. К тому же, возвращаясь опять же к количеству деталек остро встает вопрос автоматизации резки с точки зрения необходимости выполнения нескольких проходов.

Если Вы читали мой предыдущий обзор, но наверняка помните, что используемая мной программа BenBox лишена возможности задания количества необходимых проходов по картинке и нажимать на кнопку запуска после окончания каждого прохода приходится самостоятельно столько раз, сколько требуется.

Так вот. Оказалось, что все-таки с этой программой не все так плохо как казалось на первый взгляд. Нет, конечно я не нашел в ней секретного поля для задания этого параметра, все немного проще и сложнее одновременно.

BenBox способен получать задания не только в визуальном режиме путем выбора картинки с изображением контура фигуры, но и загрузки в специальное окошко специальной последовательности команд – G-code, и вот в этом самом режиме можно задавать необходимые команды необходимое же количество раз. Т.е. по простому – надо три раза начертить круг, задаем эти команды три раза и станок послушно начертит круг три раза. Правда как всегда «есть парочка нюансов…».

Во-первых, задавать эти команды можно только либо вводя вручную или вставив сразу блоком из памяти (буфера обмена) скопировав их из нужного файла.

Во-вторых, как это ни странно, но нет режима загрузки из файла напрямую, т.е. только вышеописанным способом.

В-третьих, несмотря на то, что этот самый код предусматривает в том числе и задание скорости перемещения лазера, в BenBox эти команды полностью игнорируются и используется единственное значение – установленное в его же специальном поле.

Это что касается Бенбокса. Но необходимо вспомнить, что этот набор команд (G-код) нужно еще как-то получить. А это не совсем просто. Т.е. сам принцип весьма несложен – нужно преобразовать необходимое для вырезания/гравировки изображение в команды, которые потом скормить Бенбоксу. Но вот найти подходящую для этого программу из большого количества существующих, да еще чтобы на выходе получался нужный набор команд – вот это уже сложно.

В этом мне помог разобраться один замечательный человек, также владеющий китайским лазерным гравером, с которым мы переписывались в рамках обмена опытом эксплуатации, за что ему хочется выразить благодарность и сказать большое человеческое «Спасибо».

Итак, для вышеописанного правильного и достаточно удобного преобразования картинок в набор команд для резки/гравировки хорошо подходит программа VCarve Pro. Не буду рассказывать где ее можно скачать – думаю это не проблема для большинства читающих.

Далее я немного расскажу о ее применении на примере создания интересной поделки из фанеры – шкатулки-книжки. Вот исходное (не мое) фото такой шкатулки.

Такая конструкция сразу же привлекает внимание тем, что в ней «свободно гнется то, что по определению гнуться не должно». То есть здесь верхняя и нижняя сторона коробочки являются цельными друг с другом, а соединяющая их часть гнется и не ломается при помощи специально нарезанных прорезей, образующих своеобразный книжный переплет.

Давно хотелось посмотреть, как это будет выглядеть на практике, к тому же размеры такой шкатулки сравнительно невелики, поэтому и времени на ее вырезание не должно понадобиться слишком много.

В оригинальном исполнении, как на картинке, шкатулка дополнена гравировкой и имеет странного вида, но весьма интересный замок-задвижку. Я немного упростил конструкцию и подготовил на ее основе вот такой чертежик.

Получаем G-код при помощи VCarve Pro

Запускаем VCarve Pro, загружаем в него наше изображение и выбираем пункт верхнего меню, как показано на картинке. Это необходимо для того, чтобы получить «трассировку» нашего изображения (векторный контур).

Далее, как показано на нижнем изображении под цифрой 1 – необходимо нажать на закладку в верхнем правом углу программы.

В появившемся окошке (2) необходимо выбрать кнопку (Quick Engrave) после чего появится окошко 3. Немного о его элементах.
1 – кнопка выбора виртуального инструмента, с которым мы хотим работать.
2 – переключатель режима работы гравера (внешний контур или заполнение).
3 – поставив галочку, здесь можно указать необходимое количество проходов (да, это то самое!).
4 – любое смысловое название для создаваемого задания.
5 – кнопка, запускающая режим просчета пути движения лазера по указанному контуру.
6 – один из самых важных элементов, менюшка выбора пост-процессора. Т.е. именно здесь выбирается тип необходимого для нас кода.

А теперь по порядку. Сначала нам необходимо задать параметры виртуального инструмента, которым мы планируем работать (кнопка 1 на рисунке выше).

В появившемся окошке необходимо ввести понятное для нас название (1), выбрать тип инструмента – гравер (2), задать максимальную (или желаемую) мощность работы лазера (от 0 до 255), указать единицы измерения именно как мм/мин (4), а также ввести необходимую для этого задания скорость перемещения лазера (от этого зависит глубина реза) и сохранить «инструмент».

Далее, в основном окне программы, на изображении необходимо выбрать контуры, относительно которых будет формироваться задание. Т.е. в данном случае можно сначала к примеру, выбрать внутренние контуры для гравировки, а затем внешние для резки. Если такого не требуется, то правой кнопкой можно при помощи указанного пункта меню просто выделить все контуры, которые есть.

Далее необходимо указать необходимое количество проходов (1) и выбрать нужный пост-процессор (2). Что касается пост-процессора, то для работы с Бэнбоксом в программе не содержится подходящего. Его можно скачать отсюда, после чего поместить в папку программы по адресу «C:\Users\All Users\Vectric\VCarve Pro\V6.0\PostP\».

После этого нужно нажать кнопку просчета (3) и в завершение можно как сразу сохранить полученный код в файл, если не нужно формировать несколько заданий, либо закрыть окошко кнопкой «Close».

Сформированные задания отображаются вверху окошка (1). Для сохранения необходимо отметить галочками нужные и нажать кнопку 2. Затем убедиться, что установлена галочка на пункте 3, проверить правильность выбора пост-процессора и сохранить задания в файл кнопкой 4.

В результате мы получаем файлик с расширением .nc который можно открыть простым Блокнотом. Вот так выглядит наш набор команд, который необходимо выделить от первой до последней строчки и скопировать в буфер обмена.

Затем, в Бэнбоксе необходимо заранее указать требуемую скорость перемещения лазера и нажать кнопку, как указано на картинке ниже.

И при помощи комбинации клавиш Ctrl+V или Shift+Insert вставить код из буфера обмена в указанное на картинке поле (меню для вставки правой кнопкой мышки не работает). После нажатия на синюю кнопку с галочкой, программа должна начать посылать команды на станок.


Интересная особенность многопроходного режима работы заключается в том, что станок не проходит каждый раз полностью все изображение по кругу, а совершает заданное количество проходов сразу же по каждому элементу и не возвращается к нему больше.


Итак, в результате получаем вот такой набор элементов.

А вот так может теперь изгибаться цельный кусок фанерки.

При сборке нет необходимости использовать клей, т.к. все детали входят очень плотно.

Внутреннее полезное пространство имеет размеры, соответствующие стандартным пластиковым картам.

Никогда такого не делал, но для пробы покрыл коробочку сначала темной морилкой, а затем лаком. С учетом отсутствия опыта в этом направлении считаю, что для первого раза получилось неплохо )).

Коробочка-шкатулка в общем то получилась, вырезалась она за 5 проходов (пятый это на всякий случай, для закрепления так сказать). Но почему то никак не покидало ощущение, что я делаю что то не совсем правильно, т.к. все таки хотелось большей производительности.

Немного поразмыслив в голову пришла одна интересная идея. Возможно скажу давно общепринятый факт, но пока лично не встречал подобного подхода, поэтому прошу заранее извинить.

Фокус про «Фокус»

Итак, давайте вспомним, по какому принципу как правило настраивается фокусировочная линза лазера? При включенном на минимальной мощности лазере необходимо вращать регулировку фокуса линзы добиваясь на предполагаемой к обработке поверхности минимального размера пятна лазера и превращая его в идеале в точку.

В данном случае минимальный размер пятна гарантирует нам максимальную мощность лазера, все казалось бы, правильно. Но наблюдая за процессом резки меня сильно смущало то, что практически идеальный рез вначале процесса, к концу становился каким то слабым, местами даже не дорезая фанеру снизу.

Так вот, если Вы еще не догадались к чему я веду, поясняю.
При углублении лазера в фанеру тем самым получается, что с каждым проходом увеличивается расстояние от лазера до поверхности и при этом происходит что? — расфокусировка луча с неизбежным падением его мощности в конечной точке.

Так и получается: чем глубже, тем хуже. Если так, то тогда напротив, сфокусировав луч немного ниже поверхности реза мы должны добиться увеличения мощности лазера ближе к противоположной поверхности.

Для проверки своей теории я попробовал сфокусировать луч не на самой фанерке, а на поверхности под ней заранее предполагая, что ничего путного их этого не получится, т.к. пятно на фанерке должно было получиться не совсем маленьким и рез поэтому должен по идее сильно обугливаться. Но случилось чудо!

Фанера тройка прорезается за два прохода до состояния «самовываливания», скорость реза при этом, согласно параметрам Бэнбокса составляла значение 150.

Но как всегда что? Не обошлось без нюансов.
Главный из них состоит в том, что фанера должна лежать абсолютно ровно во всей плоскости реза, поэтому ее обязательно нужно притягивать.

Вот в качестве примера два кружка, которые резались при одних и тех же параметрах.
В первом случае фанера, даже при относительной «ровности», не притягивалась к направляющим и получился вот такой ужас.

На этом же кусочке, но уже притянутом струбциной получилось вот так. Процесс данный кстати показан на видео, которое будет в конце обзора.


Удовлетворившись наконец полученным результатом мне захотелось продолжить свои эксперименты в области шкатулкостроения, целью которых является создание какой-нибудь красотищи. Но путь этот надо сказать весьма труден и тернист.

После изготовления шкатулки-книжки я попытался подготовить чертежик под желаемые для себя размеры, но быстро понял, что хотя задача эта вполне себе выполнима, но вот затрачиваемое на это время ну совсем мне не понравилось.

Дело в том, что необходимо очень тщательно подходить к размерам всех деталек чертежа чтобы потом они и стыковались в нужных местах и не вываливались при этом, ну и все это плюс зависит от сложности самой конструкции. В общем повозившись пару дней, я понял, что лень в очередной раз победила и стал искать способы автоматизации данного процесса.

В среде людей, занимающихся вырезанием на мощных лазерных CO2-станках (от 40Вт) большой популярностью пользуется разработка чертежей в Corel Draw для которого существуют специализированные программы-макросы, способные строить различные чертежи коробочек по задаваемым пользователем параметрам. Встречаются как бесплатные так и платные разработки.

Задавшись целью создания красивой резной шкатулки, я быстро понял, что среди бесплатных программ ловить особенно нечего, так как практически все они заточены лишь на простые модельки коробочек. В результате поиска удалось натолкнуться на весьма хорошую разработку под названием «Конструктор Шкатулок».

Конструктор Шкатулок представляет собой макрос под Corel Draw для быстрого проектирования различных объемных конструкций из листового материала (в основном – дерева).
На специализированном форуме данному макросу посвящено отдельное обсуждение, в котором сам разработчик принимает активное участие.

Кстати о разработчике, надо отдать ему должное, т.к. такого подробного и доступного для восприятия руководства пользователя, я давно не видел. Достаточно его просто внимательно почитать и уже начинает складываться впечатление, что сам пользуешься этой программой пару недель. Далее я не буду подробно рассказывать, что и для чего предназначено в программе, т.к. сделать это лучше, чем уже описано в руководстве все равно не получится.

Существует бесплатная версия подобного макроса под названием «Конструктор коробок», но по довольно утилитарному названию несложно догадаться для чего он предназначен и если, к примеру, творческая составляющая коробки Вас не особо интересует, то данный макрос вполне подойдет.

Скачав, установив и посмотрев что к чему в бесплатной версии, а также внимательно почитав вышеуказанное руководство я понял, что платная версия – это именно то, что нужно в моем случае. Сразу отмечу, что стоимость полноценной программы оказалась не настолько высокой как я думал, и сопоставима со стоимостью одной-двух шкатулок, сделанных по созданным с ее помощью чертежам. К тому же в преддверии новогодних праздников автор предоставляет на нее скидку.
Короче купил я этот макрос.

Установки как платной так и бесплатной версии макроса как таковой не требуется, достаточно просто скопировать файл в специализированную папку Корела до его запуска (в моем случае это «C:\Program Files (x86)\Corel\CorelDRAW Graphics Suite X8\Draw\GMS\»).

Далее необходимо запустить Корел и перейти в соответствующие пункты меню, как показано на картинках ниже.

Выбрать макрос и списка и нажать кнопку «Run».

Если все сложилось как надо, то на экране появится вот такое окошко.

Для первого раза я решил попробовать сделать простую коробочку, но с открывающейся на петельках крышечкой. Для этого необходимо выбрать желаемый тип изделия из предложенного списка.

Делаем коробочку с крышечкой

Пройтись по вкладкам, заполнив поля с необходимыми размерами и кучей других параметров, характеризующих желаемое к созданию изделие.

После чего, возвратившись в первое окошко программы, нужно нажать на кнопку «Создать чертеж» и вуаля – получите/распишитесь «чертежик по индивидуальному проекту».

После этого я делаю экспорт в формат .bmp и обрабатываю чертеж как мне нужно. К примеру – заливаю его черным цветом для удобства резки.

Ну а дальше уже дело техники.
Загружаем, режем и получаем вот такие детальки.

Собирается все очень плотненько, пришлось даже прибегнуть при помощи небольшого молоточка.



Ну вот, настало наконец время замахнуться на что-то красивое и резное – приступаем к изготовлению шкатулки.

Делаем резную шкатулку

При всей своей предполагаемой сложности процесс создания чертежа не намного отличается от создания простой коробочки. В списке изделий выбираем резную шкатулку.

Проходим по параметрам и выбираем необходимые размеры, а также элементы оформления.

Здесь уже появляется дополнительная возможность размещения на элементах шкатулки узоров, которые необходимо будет вырезать. Принцип здесь следующий. Перед выбором данной опции необходимо заранее открыть документ, в котором содержится рисунок узора, затем нажать кнопку «Выбрать» в нужном элементе шкатулки и обвести узор мышкой в режиме выделения. После этого, если все сделано правильно, выбранный узор буде перехвачен макросом и загружен в программу.

Также можно выбрать форму крышки и стенок шкатулки.

Вот так к примеру получается будет выглядеть крышка и одна из стенок будущей шкатулки (это уже после заливки и добавления дополнительных отверстий в крышке).

Режем.

После резки все детальки зашкурил для того, чтобы удалить следы нагара и придать гладкости поверхности фанеры.

Собираем.

Короткие стенки специально сделал одну с отверстиями для крепления дна, вторую без них чтобы проверить, насколько реально собрать конструкцию в одном и другом случае. Оказалось что оба варианта вполне реализуемы, дно не болтается.

На фото не видно еще одного элемента – поскольку крышка у нас накладного типа, то здесь предусмотрен еще один элемент, представляющий собой дощечку, клеящуюся на внутреннюю сторону крышки.



Покрываем шкатулку морилкой и получаем вот такую красоту. Покрыть лаком пока руки еще не дошли.

На этом эксперимент по изготовлению шкатулки считаю состоявшимся и вполне удачным.

В заключение хотел рассказать о еще одной интересной возможности использования лазера. Мы же еще не забыли, что это не просто средство для резки? Он же еще и гравирует. А кто сказал, что гравировка должна быть просто плоской картинкой? А что если попробовать гравировать с меньшей скоростью, что тогда получится?

Глубокая гравировка

А получится тогда некое подобие работы фрезы!
Вот пример изготовления медальки с объемным рисунком.

Готовим два рисунка, сначала в режиме гравировки выжигаем все темные обрасти на небольшой скорости движения лазера (глубина будет зависеть именно от этого).

Затем загружаем рисунок контура медальки и выжигаем его в режиме резки.

Получается примерно так.

После этого изделие можно покрасить.

По тому же принципу, опять же подобрав соответствующий материал и скорость можно изготовить какие-нибудь печати или тому подобные вещи. Ну только конечно не стоит при этом забывать «отзеркалить» изображение.


Видео с демонстрацией работы лазера

Отмечу, что конечно при резке больших деталей сложно хорошо притянуть заготовку по всей плоскости и в таких местах не всегда получается прорезать за два прохода, но в целом с применением вышеописанного способа фокусировки картина получается вполне приемлемая.

UPD

Режем четверку

Раздобыл небольшой кусок 4 мм фанерки. Попробовал прожечь.
Получилось за три прохода до «самовываливания». Принцип фокусировки тот же, что и описан выше — по направляющей под фанеркой.


Вот такой вот он, лазер на 5,5Вт.

Информация о скидках

Обозреваемый лазер на 5500mW приобретался с купоном «DotGB» за $247.99


Спасибо за внимание и всем добра.

mysku.ru

Как выбрать станок лазерной резки металла (лазерный резак)?

Лазерные металлорежущие станки (резаки по металлу) по праву занимают одно из ведущих мест среди инновационного оборудования, используемого в различных отраслях народного хозяйства: металлургии, машиностроении, мебельном производстве и других. Все потому, что с их помощью можно получить детали самой сложной конфигурации с высокой степенью точности без необходимости дальнейшей обработки по контуру. При этом с учетом минимальной толщины реза и рационального раскроя листа можно добиться безотходного производства.

К достоинствам такого процесса можно также отнести:

  • высокую производительность;
  • наличие автоматизированной системы управления;
  • снижение себестоимости продукции

Критерии выбора лазерных металлорежущих станков

Многие руководители рано или поздно задумываются об обеспечении своих предприятий и компаний такого рода высокотехнологичными агрегатными механизмами. Ведь иметь на производстве хотя бы один лазерный станок для резки металла — это отказаться от устаревшего и малоэффективного оборудования и при минимуме энергозатрат обеспечить необходимым объемом деталей и заготовок участок сборки. Но поскольку существует несколько видов такой техники, да еще по высокой стоимости, к выбору модели для каждого определенного случая следует подходить индивидуально. Попробуем разобраться, на что обратить внимание, выбирая лазерный металлорежущий станок для конкретного производства.

Особенности работы лазерного резака

Для начала разберемся с конструкцией лазерного станка и с особенностями его работы. Лазерный резчик, тот же резак по металлу, состоит из следующих узлов:

  • излучателя, который генерирует узконаправленный импульс или поток фотонов;
  • системы перемещения газа, предназначенного для охлаждения излучателя и выдувания расплавленного металла из рабочей зоны;
  • привода, используемого для перемещения излучателя над поверхностью резания;
  • координатного стола, на который укладывается лист металла либо обрабатываемая заготовка;
  • автоматизированной системы управления (АСУ) либо ЧПУ.
Технология лазерной резки заключается в испарении либо выдувании при помощи потока газовой смеси тонкого слоя металла, расплавленного под воздействием мощных излучателей (лазеров). Такой способ обработки гарантирует получение высокого качества среза как всех
видов листовых сталей, так и цветных металлов и сплавов.

Разновидности лазеров: сравнение газовых и волоконных

Определимся с разновидностями лазеров, поскольку принцип работы лазерных установок заключается в фокусировке луча, обеспечивающего высокую концентрацию энергии на поверхности материала. Диаметр этого луча составляет всего несколько десятков миллиметра, что обеспечивает малую толщину реза. Процесс расплавления и изменения структуры металла происходит в случае достижения мощности луча до определенных значений.

Существуют следующие типы лазеров:

  • газовые, в которых роль активной среды играет смесь углекислого газа, азота и гелия;
  • волоконные, использующие в качестве активной среды оптические волокна;
  • твердотельные, где место активной среды занимают кристаллы и особые виды стекла.
  • диодные.
Рассмотрим основные два, занимающие верхние строчки в списке, и проведем их сравнительный анализ. При этом обратим внимание на три важных момента, которые следует учитывать при выборе лазерного станка:
  1. Эффективность резки какого-либо материала зависит от длины волны излучения. Так, волоконные лазеры с коротковолновым излучением показывают высокие показатели качества в случае с резкой тонколистового металла толщиной до 3 мм. Газовые лазеры, у которых волна излучения длиннее, демонстрируют отличные результаты при резке листов металла большой толщины.
  2. Волоконные лазеры имеют более высокую стоимость установки в сравнении с газовыми аналогами.
  3. Оборудование, оснащенное волоконными лазерами, отличается небольшими габаритами и продолжительным сроком службы в 100 тыс. часов, обусловленным качеством оптоволокна и отсутствием перегрева.
  4. Пятно, излучаемое световым лучом волоконного лазера, отличается небольшими размерами при хорошей глубине резкости по сравнению с газовым лазером.
  5. При обработке металлов при помощи волоконных лазеров можно добиться получения более точных квалитетов

Рабочее поле: на что обратить внимание

При выборе лазерного металлорежущего станка также необходимо определиться и с размерами рабочего поля координатного стола. В случае с необходимостью выполнения раскроя материала, следует остановить выбор на модели с большим столом. Если же нужно воплотить идеи, связанные с декоративно-прикладным искусством, можно приобрести лазерный резак по металлу с габаритами поменьше.

Покупая лазерное металлорежущее оборудование, следует знать следующее: если мощность лазера можно увеличить, то стол поменять нельзя — он меняется вместе со станком.

Оборудование, используемое для управления лазерным резаком

Для управления лазерным резаком по металлу, как правило, используется компьютеризованная система управления АСУ либо ЧПУ. С ее помощью производится
контроль и управление параметрами лазера, передача команд на исполнительные модули координатного стола и системы перемещения и излучения газа.

Вывод

В последнее время металлообрабатывающая индустрия предлагает вместе с лазерным оборудованием множество видов металлообрабатывающих агрегатов, позволяющих проводить разделение даже самых твердых сплавов в считанные минуты и с минимальным участием человека в процессе.

Это:

  1. Гильотина, осуществляющая резку металлических листов на полосы при помощи специальных ножей по металлу.
  2. Плазменные станки, используемые для раскройки токопроводных материалов и работающие с применением плазмотронов.
  3. Газокислородные агрегаты, предназначенные для раскройки металла большой толщины путем его нагревания до температуры 1000 градусов и подачи тонкой струи кислорода на заранее подготовленные участки.
  4. Гидроабразивное оборудование, которое обеспечивает резку металла толщиной до 300 мм путем воздействия на срез струи воды, смешанной с абразивным материалом, под давлением 5 тыс. атмосфер.

Однако ни один металлорежущий агрегат не входит ни в какое сравнение с лазерным резаком по металлу, способным осуществлять раскрой любой сложности с получением идеально ровных краев без наплывов и заусенцев.

raymark.ru

Какой диодный лазер лучше для эпиляции диодный или александритовый

Лазерная эпиляция — это безопасный, быстрый и безболезненный способ избавиться от растительности на теле навсегда. При подготовке к процедуре первым делом нужно определиться какой лазер лучше для эпиляции. Аппараты обладают разными свойствами и проявляют себя в действии индивидуально относительно каждого клиента.

Технология лазерной эпиляции

Суть работы лазерного аппарата — выдача световых волн. Они поглощаются меланином (красящим пигментом) и разрушают фолликулы, луковица гибнет. На ее месте новый волос не появится еще несколько лет. Нередко растительность пропадает навсегда, в зависимости от участка где есть намерение делать эпиляцию.

Конструкция лазерного аппарата позволяет производить действие лазера точечно. Кожа, окружающая волосяной пенек, не участвует в процессе. Поэтому ожоги, болевые ощущения во время и после процедуры отсутствуют полностью. Быстрее всего поддаются лазерному воздействию толстые темные волоски, так как в них содержится больше меланина. Но современные аппараты действуют даже на самые тонкий, белый пушок.

Проводить эпиляцию можно и в домашних условиях, для этого используются специальные карманные лазеры. Их действие не такое быстрое и обширное, как и аппаратов в косметологических кабинетах, но результат тоже есть. Только придется потратить больше времени на процедуру.

Как выбрать аппарат

Технически характеристики приборов отличаются длиной и мощностью световой волны. Чтобы понять какой лазер лучше для лазерной эпиляции, нужно распознать тип волос, от которых нужно избавиться в первую очередь. Также играет роль его толщина и светотип кожи.

Есть несколько технических различий на которые надо ориентироваться при выборе прибора для эпиляции. От этого будет зависеть результативна ли лазерная эпиляция в конкретном случае, а если нет, то помогут разобраться почему и делать правильный выбор.

Излучение

Характеристика поможет выбрать виды лазеров по принципу действия оборудования:

Рубиновый

Рубиновый (1 импульс в секунду). Один из первых вариантов аппаратов, которые появились в косметологии для проведения процедуры удаления нежелательной растительности. По сравнению с конкурентами, работает медленно. Нельзя использоватьпосле загара, не дает эффекта на светлых волосах. Пользуются ими нечасто. Внутри него находится стержень из искусственного рубина, который отлично проводит лазерные лучи. Длина их небольшая, из-за этого эпиляции длится дольше, возникают болезненные ощущения. Услуги с использованием этого прибора стоят дешевле, в рейтинге цен он самый недорогой, применяют рубиновый лазер на любых участках кожи.

Плюсы: эффективный, работает просто, на некоторых зонах болезненные ощущения отсутствуют, подходит для светлой кожи, новые волоски становятся тоньше и бледнее.

Минусы: долгая процедура, может спровоцировать гиперпигментацию.

Александритовый

Александритовый (1,5 имп. в сек., длина луча 755 нм, диаметр 1,8 см.). Универсальный аппарат, второй из лидеров рейтинга, применяется во всех косметических салонах, которые занимаются удалением волос на теле. Хорошо удаляет темные волосы. Если кожа клиента светлая, александрит действует эффективнее. Помогает справиться с последствиями гормональных сбоев, когда твердая темная растительность появляется там, где ее совсем не ждали.

Плюсы: мощность лазера, безопасен, не действует на кожные участки, процедура проходит без боли (допустимо появление покалываний), универсален (обрабатывает любую часть тела), не создает шрамов и рубцов, работает сравнительно быстро.

Минусы: не эффективен при обработке от толстых и темных волос, после эпиляции на чувствительных зонах (подмышки, бикини) может проявиться покраснение.

Диодный

Диодный (скорость 5-30 миллисек.). Больше подходит для темных волос,предпочтительно, чтобы кожа клиента была темного оттенка. За один сеанс избавиться от густой и темной растительности не получится. Диод подходит для чувствительной кожи, имеет щадящее действие. Часто сравнивают действие диодного и александритового лазера, последний в этом споре, работает быстрее. Чтобы процедура с использованием диодного лазера прошла без боли, предварительно наносят охлаждающий гель. Подтягивает дерму в местах воздействия. Прибор оснащен сапфировым наконечником и системой охлаждения, он защищает кожный покров от ожогов и покраснений. Подходит для труднодоступных зон.

Плюсы: эффективный, обладает омолаживающими свойствами, не оставляет следов после применения, процедура быстрая (до 1 часа, в зависимости от эпилируемого участка), убирает пеньки волос.

Минусы: для светловолосых клиентов требуется большее количество процедур, стоимость посещения салона красоты выше (волосы после удаления больше не растут), ощущается легкое покалывание в местах особой чувствительности (лицо, бикини, тыльная сторона рук).

Неодимовый

Неодимовый (длина луча до 8 мм). Этим лазером пользуются в летнее время без ограничений, в отличие от конкурентов, аппарат – лидер рейтинга по характеристикам. Луч проникает в глубокие слои эпидермиса, не повреждая их. Обладает омолаживающим эффектом. Длина волны для каждого клиента подбирается в индивидуальном порядке. На волосяные фолликулы действует тепловой энергией, одновременно стимулирует выработку коллагена. Применяется при наличии заболеваний вен и капилляров, помогает скрасить последствия варикоза, купероза, артериальную сетку. Здоровая кожане подвергается опасности. Неодимовый лазер способен убрать тату, пигментные пятна, как ни один из его конкурентов.

Плюсы: эффективная эпиляция, мощность лазера, осветление пигментных пятен, помощь в лечении и стирании следов постакне, коррекция перманентного и обычного татуажа, подтягивает кожу, убирает первые следы старения, эпиляцию проводят для всех типов дермы и волос (единственный лазер, который действует на смуглых людей и загорелую кожу), применяется летом, процедура быстрая, после применения не требуется специального ухода.

Минусы: длинные лучи причиняют боль на чувствительных участках кожи, процесс отмирания фолликулы после обработки длится около 2-х недель, курс составляет несколько процедур для получения нужного эффекта.

Элос-эпиляция

Это сочетание электричества и лазера. Последний прогревает волос, а после электроимпульс разрушает его структуру. Метод эффективен для самых крепких и толстых волос, импульс проникает на самые глубокие слои эпидермиса.

Кул-эпиляция

Метод называется холодным, воздействие производится короткими лазерными вспышками непосредственно на волос. Болевых ощущений пациент не испытывает. Подходит для смуглой дермы, так как она не участвует в процессе эпиляции.

Последние два метода встречаются редко. Самые распространенные это диодный и александритовый лазеры. Какой выбрать лазер для эпиляции решает не только косметолог, мнение клиента имеет первостепенное значение. Чтобы определиться, нужно знать некоторые нюансы.

Диодный или александритовый, что лучше

Различия в работе популярных лазеров:

  1. Работа диодного лазера не зависит от оттенка кожи. Имеет значение только цвет волоса, который влияет на эффективность аппарата. Светлые волоски он не воспринимает и делать эпиляцию с его применением блондинкам нецелесообразно.
  2. Александритовый универсален. Ему не важно, какой оттенок кожи у клиента и есть ли светлые волоски — в сравнении с диодным, он удаляет любую растительность на всех участках тела.
  3. Перед тем, как применить диодный лазер требуется сбрить волосы (за 2-3 дня до эпиляции). Для работы конкурента такого требования нет.

В процессе функционирования александритового луча, лазерный луч попадает только на сам волос, не задевая участков эпидермиса вокруг. Никаких болевых ощущений клиент не испытывает. Перед началом работы диодного лазера необходимо обработать кожу анестетиком. И даже после этого возможно присутствие неприятных ощущений.

  1. Чтобы убрать александритовым лазером толстые волоски в зоне бикини потребуется несколько процедур. Действует он только на те волоски, которые находятся в процессе роста. Диодный способен удалить их на любой стадии.
  2. Стоимость процедуры с диодным лазером существенно ниже, в сравнении с александритовым.

Перед началом эпиляции, мастер с клиентом должны выбирать совместно какой лазер лучше, александритовый или диодный, лазерная эпиляция будет эффективна если совпадут все параметры. Играет роль все: цвет, толщина волоса, чувствительность кожи, количество сеансов.

Лучшие аппараты

Специалисты выделили какой диодный лазер лучше для эпиляции — это модель “Lumenis LightSheer”, американского производства. Лучший александритовый — “Candela GentleLase”.

Их отличают следующие характеристики:

  • Длина волны. Laser достает до самых глубоких слоев эпидермиса, максимальная глубина 6 мм.
  • Аппараты мощные, но в процессе эпиляции используется не на максимуме. Это профилактика появления ожогов.
  • Площадь действия лазера обширна, процедура за счет этого проходит быстрее.
  • Для того, чтобы удалить растительность на теле тотально требуется сделать 8 процедур.

Косметические салоны предлагают разные аппараты, есть неплохие варианты от итальянских, белорусских и китайских производителей. Но вышеуказанные приборы считаются лучшими в своем классе.

Сравнительная таблица лазерных аппаратов по типу действия

Чтобы понять какой лазер самый эффективный для удаления волос в вашем случае, воспользуйтесь сравнительной таблицей:

НаименованиеСветлые волосыСмуглая кожаЦенаБолезненностьСкорость
АлександритовыйДаДаВыше среднегоСредняяБыстрый
ДиодныйНетДаСредняяМинимальнаяСредний
НеодимовыйДаДаДорогоОтсутствуетБыстрый
РубиновыйНетНетНиже среднегоВысокаяМедленный

Альтернативные методы

Современные методы депиляции делятся по типу воздействия на:

  • лазерную;
  • фотоэпиляцию;
  • электроэпиляцию.

Чтобы определиться с методом, который подойдет именно вам, надо знать их индивидуальные особенности.

Нюансы

При электроэпиляции ток подается на каждый волосок индивидуально. Импульс подавляет клетки фолликула, замедляет его рост и разрушает. При фотоэпиляции площадь действия аппарата затрагивает несколько волосков и кожу под ними. Аппарат нагревает эпидермис и луковицы в нем, одновременно под удар попадает несколько волосков. Рост замедляется, а после прекращается вовсе. Лазер же имеет направленное действие на каждый волос, не затрагивая кожу.

Эффективность

Электроэпиляция эффективно только в том случае, если обилие растительности на теле не связано с изменениями на гормональном фоне. В этом случае результативность будет 100%. Фотоэпиляция требует совершения нескольких процедур. Она способна на удаление нежелательных волос только в 60% случаев. Лазерная эпиляция же требует большего количества сеансов, так как аппараты действуют точечно. Результативность достигается в 80% случаев.

Какие волосы поддаются

Электроэпиляция в этом вопросе не имеет равных, удаляются и светлые и темные волоски. Фотоэпиляцию можно выбрать для светлой и негустой растительности. Лазеры действуют в зависимости от типа аппарата (диодный на темных, александритовый на светлых и т.д.).

Преимущества лазерной эпиляции

Чтобы понять эффективна ли лазерная эпиляция, нужно испытать на себе действие лазера. Основные преимущества:

  • спасение для чувствительной кожи, при правильном выборе типа насадки нет болезненных ощущений;
  • это единственный метод эпиляции, который не оставляет на чувствительной и тонкой коже красных пятен в местах удаления луковиц;
  • наиболее безопасная процедура, не оставляет шрамов, ожогов, если проведена правильно;
  • проходит быстро, нет дискомфорта во время проведения.

Сказать какой аппарат лучше для лазерной эпиляции однозначно сразу невозможно. Требуется провести несколько процедур, предварительно сравнить предпочтительные варианты, исходя из светотипа кожи, густоты, толщины и цвета волос. Перед первой процедурой, чтобы подобрать лучшее решение, проконсультируйтесь со специалистом.

volosoved.ru

Выбор раскройного комплекса - Станки лазерной резки металла laser.tweld.ru

Мы постарались описать основные положительные и отрицательные стороны оборудования, а также возможные неудобства и дополнительные расходы, с которыми столкнется потребитель на производстве. Рассмотренные материалы затрагивают в основном сегмент оборудования в категории низкой и средней стоимости. Статья относится к оборудованию российских и китайских производителей, а также к станкам, бывшим в употреблении. Очень надеемся, что статья будет воспринята и найдет понимание и отклик среди отечественных производителей подобного оборудования. Задавая себе новые уровни по качеству и функциональности, мы вместе добьемся доверия к оборудованию российского производства и его адекватной оценке потребителем.
К выбору раскройного комплекса рекомендуем подходить со всей тщательностью, потратить время и попытаться разобраться в особенностях того или иного вида предлагаемого оборудования.

Будьте готовы к тому, что оптимальный выбор может даже не на все 100% соответствовать вашим пожеланиям, поскольку в рамках ограниченных денежных средств приходится идти на определенный компромисс между техническими характеристиками и стоимостью.

Процесс выбора комплекса можно разделить на следующие этапы:

  • Решение текущих технологических задач:
    • Выбор типа резки: лазерная, плазменная, гидроабразивная.
    • Выбор координатной системы, на которую будет установлена та или иная система резки.
    • Оценка системы управления станком и возможности интеграции в текущее производство.
  • Оценка перспективного применения выбираемого раскройного комплекса.

Выбираем тип резки. Лазеры

Из лазеров, применяемых для раскроя листовых материалов, в России имеются в продаже несколько типов:

  • Твердотельные Nd:YAG лазеры с ламповой накачкой, в т.ч. и китайского производства.
  • CO2 (газовые) лазеры, в т.ч. и китайского производства.
  • Иттербиевые волоконные лазеры

Любой лазерный комплекс, установленный на станке, состоит из нескольких компонентов:

  • Лазер (лазерный излучатель, лазерный источник, источник излучения)
  • Система передачи излучения до оптического резака
  • Оптический резак с системой слежения за поверхностью листа

Оптический резак

Начиная сравнение с лазерной оптической головки (оптического резака) можно отметить, что все существующие резаки бюджетного сегмента, по большому счету, устроены примерно одинаково. Они также имеют примерно одинаковое количество расходных материалов.

Здесь стоит выделить несколько моментов:

  • Для твердотельных и газовых лазеров характерна зеркальная система передачи излучения (см.ниже). Установленный над оптическим резаком блок поворотного зеркала (сам держатель) является элементом, через который возможно попадание пыли на фокусирующую оптику резака. Это возможно вследствие неправильного конструктивного решения производителя (отсутствие уплотнений, защиты, обдува и т.п.), либо неправильной установки оптического элемента.
  • Наличие электропривода управления фокусным расстоянием линзы и кассетная замена оптических элементов является очень серьезным преимуществом, поскольку позволяют оператору быстро менять настройку оптической головки при переключении с материала на материал. А это существенно сокращает издержки времени, и таким образом ускоряет процесс раскроя. В виду существенной стоимости данное решение применяется, как правило, в достаточно дорогом сегменте.

Итог: Оптические резаки в бюджетном сегменте примерно одинаковы. Важно, чтобы конструктивно была предусмотрена защита от попадания пыли и продуктов горения. Удобство работы с регулировками по фокусу и положению сопла (так как это наиболее часто изменяемые регулировки) должно быть приоритетным.

Система слежения за поверхностью листа.

Каким бы ни был хорошим лазер, правильная и четкая работа системы слежения является залогом производительности установки раскроя в целом и качества реза в частности. Данная система призвана удерживать сопло резака на фиксированном расстоянии от поверхности металла и отрабатывать все возможные неровности листа. Кажущаяся многим разработчикам простота и очевидность решений в большинстве случаях не работает, поскольку существует множество накладывающихся друг на друга факторов. От работы данной системы зависит, в том числе и срок службы некоторых расходных элементов оптического резака.

К сожалению, проконтролировать четкую работу данной системы возможно только при регулярной в статье, посвященной выбору координатных систем.

Система передачи излучения

Зеркальная система передачи излучения (летающая оптика). 

В газовых и твердотельных лазерах, как правило, применяется зеркальная система передачи излучения. В виду подвижности некоторых передающих оптических элементов эта система получила название «летающая оптика». Из-за длины излучения, данная система передачи, является для CO2 лазеров единственно возможной.

Минусы этой системы:

  • Нет постоянства диаметра сфокусированного лазерного пятна. Оно будет меняться в зависимости от положения оптической головки. Чем дальше оптическая головка от излучателя, тем больше диаметр сфокусированного пятна, соответственно меньше плотность мощности. Для решения данной проблемы на профессиональных и дорогих раскройных комплексах в оптический тракт включают дополнительные оптические элементы, которые обеспечивают постоянство пятна. Не надо пояснять, что дополнительные оптические и механические элементы снижают общую теоретическую надежность, а также являются предметом замены и обслуживания. На недорогих комплексах эту проблему не решают вообще. Стоит отметить, что в некоторых случаях (например, при относительно небольших расстояниях передачи излучения) описанная проблема может носить несущественный характер, в других же, может быть принципиальной.
  • Попадание пыли и продуктов горения материала на передающую оптику. Для предотвращения попадания используется гофрозащита («гармошка») тракта, защитные оптические пластины, метод создания избыточного давления чистого воздуха на передающих элементах (обдув). Все эти методы, с той или иной степенью эффективности, только увеличивают ресурс работы оптики, но не решают данную проблему полностью. Данная проблема приобретает наибольшую актуальность при большой мощности передаваемого лазерного излучения.
  • Принимая во внимание описанное выше, оптические элементы системы передачи излучения являются элементами с ограниченным сроком службы, которые подлежат замене. Сложность замены состоит не в физической замене оптического элемента, а в правильной и точной юстировке всего оптического тракта. Юстировка необходима при замене хотя бы одного оптического элемента. Данная процедура, в зависимости от конструктивных решений производителя, может быть как относительно несложной, так и очень непростой. В производственных условиях она может занимать от нескольких часов до нескольких дней и требует соответствующим образом подготовленного персонала.

Кроме описанного выше, нужно понимать, что стоимость оптических/зеркальных элементов для газовых лазеров существенно выше, чем для твердотельных и волоконных.

Оптоволоконная система передачи излучения. 

Оптоволоконная система передачи излучения принципиально отличается от зеркальной. В этой системе передача излучения осуществляется внутри оптического волокна. В данной системе проблемы, присущие зеркальной системе, принципиально невозможны. В такой системе отсутствуют расходные передающие элементы, а срок службы оптоволокна сопоставим со сроком службы самого лазера.

Волоконная система передачи излучения нашла свое наилучшее применение в оптоволоконных лазерах, по сути, став частью самого лазера. Здесь в полном объеме реализовались ее очевидные преимущества – отсутствие расходных материалов и исключительная надежность, что в некоторых случаях играет определяющую роль в рамках производственного процесса.

Данная система передачи также находит ограниченное применение в твердотельных лазерах Nd:YAG с диодной накачкой, но в виду определенных сложностей ввода излучения в оптоволокно на лазерах такого типа, в промышленных раскройных комплексах используется ограниченно.

(!) Настоятельно рекомендуем не использовать подобную систему с твердотельными Nd:YAG лазерами с ламповой накачкой в виду серьезных трудностей со вводом излучения в оптоволокно. Опыт эксплуатации подобной системы – крайне негативный.

Итог: для газовых и твердотельных лазеров применяется зеркальная система передачи излучения с описанными выше неудобствами. Для волоконных лазеров применяется передача излучения по оптоволокну, не имеющая, на наш взгляд, существенных недостатков.

Лазер

Теоретически проблема выбора лазера была бы сведена к минимуму, имей потребитель неограниченное количество денежных средств. Но, по понятным причинам, она является одной из самых актуальных.

Для грамотного выбора лазера первоочередной задачей является определение собственных потребностей. Номенклатура и типы материалов, разброс толщин, их процентное соотношение в общем обрабатываемом объеме. Для исключения избыточности выбора, определение и уточнение требований к необходимой производительности и точности обработки является очень важным подготовительным этапом.

Для простоты понимания при сравнении типов лазеров, возможно провести некоторую аналогию с автомобилями. Они также находятся в разных ценовых категориях и применяются для разных задач.

Если присутствуют постоянные задачи по резке цветного металла, нержавеющей и оцинкованной стали, либо нужен широкоуниверсальный инструмент – тогда из-за длины волны и конструктивных особенностей CO2 лазер будет не лучшим выбором. Сравнивая с автомобилем, разве седан, даже лучшей марки, не будет ехать по относительному бездорожью? Конечно будет! А если еще и подтолкнуть, или на буксире, то и серьезное бездорожье преодолеет. Так и здесь, CO2 лазер будет резать, например ту же латунь, но будут нужны специальные условия резки – например, при большей сравниваемой мощности, при высоком и сверхвысоком давлении газа, при специальной оптике или специальных газах. Точно так же, как седан будет иметь повышенный износ на бездорожье, так и CO2лазер будет иметь повышенный износ при резке, например, медных сплавов.

С другой стороны, вследствие разной длины волны CO2 лазеры, в отличие от волоконных и твердотельных Nd:YAG, гораздо лучше режут органические материалы – оргстекло, фанеру, акрил и т.п.

Что такое «гораздо лучше» или «гораздо хуже»? Это значит, что для резки материала нужно будет существенно больше мощности излучения, и какие-либо специальные условия, нежели чем для сравниваемого лазера. Это значит, что качество реза и производительность будут различаться, в некоторых случаях существенно.

Принимая во внимание описанное выше, считаем задачу детального определения собственных потребностей - первоочередной. Вполне возможно, что проведя подобную работу, вы поймете, например, что технология лазерной резки в данном случае избыточна и вполне достаточно плазменной. На втором месте стоят финансовые возможности. Т.е. сколько денег имеется возможность потратить на раскройный комплекс? Принимая во внимание поговорку «Хорошее дешевым не бывает» нужно понимать, что оборудование для лазерной резки достаточно дорогостоящее и для решения некоторых задач экономически неэффективное. Например, при резке толстых цветных материалов, лазерная резка на опытных или микросерийных производствах вполне может быть заменена гироабразивной.

Рассмотрим описанные выше типы лазеров с точки зрения их технологического применения для раскроя.

Импульсные твердотельные Nd:YAG лазеры с ламповой накачкой. 

Добротные «Жигули»… Именно «Жигули», поскольку сама технология относится к 60-м годам прошлого века. В России предлагаются модели в основном мощностью до 500 Вт, реализованные на одном или двух квантронах с ламповой накачкой Nd:YAG активного элемента. Этот тип лазеров был достаточно распространен до появления доступных решений на волоконных лазерах. На сегодняшний день, из-за высокой импульсной мощности еще находит свое технологическое применение исключительно как недорогое универсальное решение для резки тонких (до 3-4 мм) черных, цветных материалов и нержавеющих сталей с минимальной зоной термического воздействия, гравировки, сварки. Резка органических материалов практически невозможна. Вследствие невысокой стоимости и достаточной универсальности находит применение в опытных и микросерийных производствах. Надежность страдает вследствие конструктивных особенностей и устаревания технологии. Требует внимательного и регулярного обслуживания. Улучшение надежности бессмысленно, поскольку приведет к увеличению стоимости, которая станет сравнима с решениями на волоконных лазерах. Улучшение надежности до уровня волоконных лазеров принципиально невозможно. По сравнению с волоконным, данный лазер отличается несравнимо большим количеством расходных оптических элементов. На момент написания статьи появилась информация о прекращении производства самых распространенных в России активных элементов типоразмера 6,3х130. В ближайшие 10 лет существует вероятность прекращения применения (либо чрезвычайно узкого применения) данных типов лазеров в технологических целях, с их заменой на импульсные волоконные лазеры. Первые волоконные лазеры с высокой импульсной мощностью уже серийно выпускаются, но, вследствие пока что относительно высокой стоимости, широкого распространения не получили. В целом, сейчас наблюдается общая тенденция замены подобных типов лазеров на непрерывные волоконные.

СO2 лазеры. 

CO2 лазеры являются самым распространённым в мире типом лазеров для промышленного применения. Они отличаются достаточно высоким качеством лазерного излучения и высокой выходной мощностью. Достаточно надежны в эксплуатации. На рынке присутствуют CO2 лазеры как отечественного, так и импортного производства в широком диапазоне выходной мощности. Присутствуют и бывшие в употреблении раскройные комплексы с данными типами лазеров.

Плюсы:

  • Зарекомендованная многолетним опытом эксплуатации технология.
  • Широкое производственное применение.
  • Возможность резки органических материалов.

Минусы:

  • Низкий КПД, что значительно увеличивает расходы на электроэнергию. Этот факт является крайне существенным, при необходимости работы с большой мощностью лазерного излучения.
  • Наличие относительно большого количества расходных материалов. Помимо технологического газа, используемого при резке, необходимо также подключение лазера к внешним системам подачи CO2/N2/He с высокой степенью очистки.
  • Сложная система технических средств для создания протока газа в резонаторе. Соответственно снижение теоретической надежности и сложный ремонт, который должен выполняться квалифицированным персоналом (!).
  • Отсутствие на российском рынке постоянства качества прокачиваемых газов приводит к регулярному загрязнению резонатора и ограниченному сроку службы его элементов. При высокой плотности мощности излучения на отражающих элементах резонатора, данная проблема является существенной. После замены вышедших из строя элементов резонатора необходима его переюстировка. После этого, соответственно, необходима переюстировка всего оптического тракта передачи излучения (см. комментарии выше).

Достаточно большая занимаемая площадь установки раскроя, в виду отдельной установки лазера и чиллера системы охлаждения и их больших габаритов.

Достаточно ярко описанные недостатки проявляются на устаревших моделях CO2 лазеров. На сегодняшний день появляются решения, которые реализуются в новых типах CO2 лазеров, и позволяют минимизировать описанные выше недостатки. Принципиально же исключить подобные сложности и неудобства пока невозможно.

Волоконные лазеры. 

Если 5-7 лет назад волоконные лазеры еще были в новинку, то сейчас накоплен уже достаточный опыт эксплуатации. Достаточный для осознания того, что совершен действительно огромный технологический прорыв в лазерной технике. Можно считать, что это волоконный лазер – это престижный и надежный внедорожник для бездорожья производственных задач, если продолжать аналогию с автомобилями.

Плюсы:

  • Волоконный лазер – необслуживаемый. Закрытый и опечатанный. Нет прокачивающихся газов, нет расходных материалов, нет загрязнений. Нет высокооплачиваемого обслуживающего персонала. Включил и работай. Это самое первое, и самое важное его качество, которое однозначно ставит его на верхнюю ступень при решении производственных задач. Это преимущество особенно актуально для малого и среднего бизнеса, не имеющего возможности раздувать накладные расходы на обслуживающий персонал.
  • Волоконные лазеры являются самыми надежными среди всех имеющихся типов. Здесь нет ни высоких напряжений поджига, ни высоких частот возбуждения, ни высоких импульсных токов. Теоретическая вероятность поломки сведена к минимуму. Ресурс работы лазера настолько большой, что не может быть полностью выработан в рамках десятилетия.
  • Широкое технологическое применение. Лучшие, по сравнению с CO2 лазерами показатели обработки цветных металлов и нержавеющих сталей.
  • Лучший среди лазеров КПД. Это значит прямое снижение производственных издержек на электроэнергию и потребляемую мощность.
  • Самая низкая себестоимость реза. «То, что сэкономил – считай, что заработал»
  • Малые габариты. Это позволяет значительно сэкономить производственные площади под размещение установки. Опять же, это актуально для малого бизнеса, который вынужден арендовать производственные площади.

Минусы:

  • Относительно высокая стоимость. Однако сейчас наблюдается тенденция снижения стоимости до уровня CO2 лазеров.
  • Некоторые виды ремонта возможно выполнить только на предприятии-изготовителе.
  • Невозможность, либо ограниченность в резке органических материалов.

Основным конкурентом волоконных лазеров считается CO2 лазер. У нас была возможность провести живое сравнение двух установок лазерного раскроя с CO2 и волоконным лазером, установленных на одном предприятии, с одинаковой выходной мощностью - 1000 Вт. Наш станок PRF серии с волоконным лазером практически по всем параметрам превзошел станок с CO2 лазером. Это касалось и серьезного увеличения производительности и качества при резке оцинкованной и нержавеющей сталей. Были открыты новые возможности для предприятия по резке алюминия, латуни и меди, которые раньше не были доступны при работе на CO2 лазере. Была отмечена более высокая производительность станка с волоконным лазером при обработке холоднокатаной стали до 3 мм. Функция технической гравировки для CO2 лазера, которая была заявлена производителем станка, по факту не использовалась, вследствие серьезной нестабильности мощности излучения CO2 лазера. На нашем же станке с волоконным лазером простое и эффективное использование данной функции было положительно отмечено эксплуатирующей организацией. При одинаковом качестве реза, ложку дегтя добавила шероховатость кромки среза холоднокатаной стали, которая у волоконного лазера оказалась заметно выше, чем у CO2. Особенно это заметно при толщинах от трех миллиметров и выше. Так называемый «зеркальный рез» на волоконных лазерах возможно получить при соотношении толщина/мощность примерно 2-2,5 мм /1000 Вт, в то время, как на CO2 лазерах это достижимо и при меньшей мощности.

В целом же, волоконный лазер зарекомендовал себя, как более универсальный инструмент для обработки металла по сравнению с CO2лазером.

Выбираем тип резки. Плазменная резка

Плазменная резка является широко использующейся технологией заготовительного раскроя. В интернете существует множество материалов и статей по данной тематике. Сравнительная же таблица лазерной и плазменной резки, разработанная нашими специалистами приведена отдельной статьей на нашем сайте

Выбор координатной системы

Каким бы хорошим и дорогим не был лазер, без координатной системы он является не более чем дорогой игрушкой. В конечном счете, именно координатная система отвечает за движение лазера по задаваемой траектории, за соблюдение точности перемещений; управляющее программное обеспечение - за быстрое и комфортное составление программ резки, что вносит ощутимый вклад в общую производительность раскройного комплекса, как единого, цельного механизма.

Если на российском и международном рынке волоконных лазеров фактически доминирует единственный производитель, то различные координатные системы с установленными волоконными лазерами (далее по тексту установки) представлены достаточно широко. Представленные на рынке установки различаются размерами рабочей зоны, скоростями и динамикой перемещений, точностными характеристиками.

Важнейшие, на наш взгляд, параметры при выборе координатных систем выделены в отдельную статью на нашем сайте.

Отдельно стоит отметить применение роботов, как координатных систем для целей двумерного раскроя металла.

Роботизированные лазерные комплексы в настоящее время применяются для специализированных задач трехмерной лазерной резки, лазерной сварки, в т.ч. и дистанционной. Неплохая повторяемость позиционирования (не путать с точностью!), позволяет его использовать для серийных и крупносерийных задач. Применение роботов для целей двумерного раскроя встречается не часто.

В первую очередь, это связано с избыточностью многокоординатного манипулятора для таких задач, что называется: «Из пушки - по воробьям». Для целей же трехмерного раскроя, альтернатив роботам немного, поэтому они получают свое распространение.

Во вторую очередь, это сложное и специализированное программное обеспечение, которое не позволяет быстро создать управляющую программу. Приблизительное время на создание и привязку простой программы, может составлять порядка 40-60 минут. Это является неприемлемым на предприятиях микро- и малого бизнеса, с малой серийностью, но большой номенклатурой продукции, поскольку приводит к серьезному увеличению ее себестоимости. Кроме этого, должен быть высокий уровень подготовки оператора, что также не является положительным аргументом, особенно в условиях кадрового «голодания».

На сегодняшний день, на российском и международном рынке присутствует достаточно много роботов, представленных различными фирмами. Данные устройства неплохо зарекомендовали себя с точки зрения надежности. Но если говорить именно о теоретической надежности, то наличие гораздо большего числа сопрягаемых элементов, является фактором повышенного риска. Наличие большого числа передающих механических элементов является фактором риска появления люфтов, которые, складываясь друг с другом, внесут свою лепту в конечную точность изготовления деталей. Данный факт является некритичным, например, для сварки, но будет серьезно ощутим при резке, например, острых углов или окружностей малого диаметра.

В третью очередь - это плавающая точность при проходе по контуру. Отклонения от 0,11 мм до 0,56 мм. Отклонение зависит от вылета манипулятора, чем дальше выносится рабочий инструмент (в рассматриваемом случае - оптический резак лазера) от основания, тем сильнее падает точность следования по контуру. В серийных процессах, плавающая точность компенсируется хорошей повторяемостью позиционирования (отклонения до 0,19 мм), когда имеющуюся траекторию «подгоняют» под необходимую. В условиях же небольшой серийности - это неэффективно в принципе.

Итог: Использование роботов для целей двумерного раскроя находит крайне ограниченное технологическое применение.

При выборе же координатной системы рекомендуем руководствоваться в первую очередь принципом разумности. Это значит, что очевидно недальновидно покупать мощный и дорогой CO2 или волоконный лазер и устанавливать его на координатную систему бюджетной категории. Подобная связка не позволит в полной мере реализовать все возможности лазера, соответственно, это скажется и на производительности станка, и на его окупаемости. В ряде случаев подобное неграмотное сочетание устройств может выявить серьезные технологические ограничения при резке. Из великого множества, приведем пример: 1кВт волоконный лазер может разрезать холоднокатаную сталь толщиной до 8-10 мм. Погрузка подобных листов вручную затруднительна, поэтому осуществляется механизировано и не всегда аккуратно. При использовании даже цельносварной, но ненадежной станины без специальных средств загрузки, в течение определенного времени проведения описанных погрузочно-разгрузочных работ, геометрия станины будет гарантированно нарушена, что приведет к снижению точности и длительной остановке станка.

С другой стороны, использовать, например, резак воздушно-плазменной резки на координатной системе высокого уровня также неэффективно, поскольку стоимость координатной системы в общей стоимости комплекса будет настолько значительна, что сделает весь комплекс экономически малоэффективным с точки зрения окупаемости.

Удобство работы со станком

Будущая комфортная работа персонала является одним из существенных моментов, о которых стоит задуматься при выборе станка. Следствием комфортной работы оператора является его пониженная утомляемость, повышенное внимание, повышение престижности данного участка в производственном процессе, а следовательно, повышенная производительность и бесперебойная работа комплекса. Что такое комфортная работа в нашем понимании?

Для оператора

  • Простое и ориентированное на оператора программное обеспечение комплекса на русском языке. Удобство работы с программами резки и загружаемыми файлами чертежей.
  • Наличие определенных функций программного обеспечения, существенно упрощающих и оптимизирующих процесс резки. Такие функции как: пауза, обратный ход по контуру, быстрый переход к любой врезке, быстрое изменение точки врезки и начало резки с любого места контура. Наличие счетчиков вырезанных деталей.
  • Быстрое и интуитивно понятное составление программ резки. Под этим мы понимаем составление программы резки «двумя кликами мыши», а не по сорок минут. Это в том числе это включает и автоматическое определение вложенности контуров и автоматический расчет оптимальных проходов. Данное обстоятельство приобретает достаточную актуальность для малых предприятий, при работе с малой серийностью, но большой номенклатурой заказа.
  • Контроль над всеми системами станка с одного рабочего места. Выявление каких-либо сбоев в самом начале их проявления – это залог правильной и надежной работы станка. Разнесенные элементы индикации и контроля вне зоны распределения внимания оператора могут стать причиной усугубления сбоев до уровня возникновения неисправности.

Для технолога

  • Быстрое и интуитивно понятное составление программ резки. (см. комментарии выше)
  • Индикация измененных файлов чертежей (контроль обновлений чертежей). Приобретает особенную актуальность при малой серийности и большой номенклатуре.
  • Автоматический расчет трудоемкости/стоимости. Существенное упрощение расчета стоимости, например, при резке сторонних заказов или для внутренней оценки себестоимости.
  • Автоматический расчет полезного использования материала. Чрезвычайно важная функция для расчета себестоимости продукции и отходов.

Для мастера или начальника производства

  • Дистанционная постановка и контроль выполнения поставленных задач. Очень часто задачи оператору на станок записываются на разрозненных листках бумаги. Оператор теряет (намеренно или нечаянно) листки, роняет их, путает очередность выполнения задач или вырезаемый чертеж, а также испытывает неудобства при компоновке нескольких задач в рамках одной толщины металла. Электронная постановка задач позволяет эффективнее организовать производственный процесс, поскольку систематизация в этом случае (по материалу, приоритету, изделию) осуществляется автоматически. Функцию постановки и контроля задач в электронном виде с машины мастера ставятся напрямую на ЧПУ станка, считаем очень полезной.
  • Быстрое обучение. Все производственники сталкиваются с кадровой проблемой. Для сложного программного продукта требуется соответствующий интеллектуальный уровень оператора. Подобных людей все меньше и меньше на рынке труда. Нашел оператора, потратил на его обучение 3-4 недели, а после этого оператор начинает «выкручивать руки» выставляя новые условия и чувствуя свою незаменимость. Знакомая ситуация? В этом случае ключевым фактором является простота программного обеспечения и минимальное время на обучения специалиста среднего звена базовой работе на станке. Стоимость работы специалиста среднего звена будет гораздо ниже, чем высокоинтеллектуального специалиста, что также положительно скажется на себестоимости продукции. Безусловно, на это стоит обратить внимание.
  • Для технического обслуживающего персонала:
    • Запрограммированные напоминания о необходимости обслуживания станка. Очень часто причиной неисправности может быть несвоевременное техническое обслуживание станка. Подобные уведомления будут очень полезны в производственном процессе.
    • Удобные графические интерфейсы для быстрой настройки оборудования. Не нужно объяснять, что графическая информация гораздо лучше воспринимается, нежели набор цифр. С настройкой подобного оборудования и работать приятнее и дело спорится быстрее.
    • Электронный журнал работы узлов станка. Он необходим для детальной регистрации и понимания возникшей неисправности. Говорит об уровне внимания производителя к собственному оборудованию и проводимой работе по его улучшению.
    • Дистанционная (через Интернет) диагностика неисправностей систем станка. Как правило, 85% сервисных вопросов – это вопросы, связанные с неправильной настройкой оборудования. Заболел или уволился оператор, которого обучали, нечаянно или намеренно изменили настройки, невнимательность оператора и т.п. Для эксплуатирующей организации результат один – станок не работает… Производителю запрос: «Приезжайте и разбирайтесь…» Для минимизации времени простоя станка, и исключения выездных расходов, считаем функцию дистанционной диагностики очень полезной. Особенно это актуально, если производитель оборудования и его заказчик находятся достаточно далеко друг от друга.

Компоновка элементов раскройного комплекса

Покупая оборудование лазерного раскроя, собственники или управляющие предприятий преследуют глобальную цель построения современного и эффективного производства «с иголочки». Покупка подобного дорогостоящего оборудования передовой технологии – это во всех случаях серьезное достижение для компании-покупателя. Помимо того, что данное оборудование должно успешно и эффективно выполнять возложенные на него производственные задачи, это достижение, которое должно быть продемонстрировано.

Лазерный раскройный комплекс - это достаточно сложное сочетание оптических, механических, пневматических, гидравлических, электрических и электронных систем. Питание и управление всеми этими системами осуществляется посредством электрических кабелей. Когда многие из этих систем вынесены из конструктива станка и разнесены друг от друга, то половина станка может быть опоясана беспорядочным переплетением отдельных проводов, жгутов, шлангов и т.п. Кроме описанного выше, к лазерному раскройному комплексу подключается определенное количество внешних систем, например, электричество, воздух, технологические газы, вода и т.п. Попробуйте себе представить картину беспорядочно находящихся вокруг станка проводов, жгутов, шлангов и трубок. Картину может дополнять, например, блок волоконного лазера, стоящий на табуретке рядом со станком… Это не футуристическая картина, именно в таком виде на нашем производстве в 2004 году был запущен в работу первый раскройный комплекс одного из российских производителей.

Подобная организация (или дезорганизация) рабочего места вокруг станка мало того, что приводит к выходу из строя оборудования, но еще и опасна. Оператор может элементарно запнуться и оборвать какие-либо соединения, или выронить из рук заготовку, которая падая, перережет и замкнет провода или повредит волоконно-оптический тракт передачи излучения.

В силу разных обстоятельств, на описанные недостатки очень сложно реагировать юридически в рамках договорных отношений уже по факту запуска станка в эксплуатацию. При выборе же оборудования, стоит обратить внимание на компоновку раскройного комплекса и провести предварительное расположение станка на производственной площади.

Внешний вид оборудования

Первый вице-премьер Российской Федерации Сергей Иванов на I Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития машиностроения России», высказал пожелание, чтобы продукция отечественных машиностроителей должна быть не только надёжной, но и красивой.

Существует мнение (особенно у военных), что красивая техника и работает гораздо лучше и сама по себе надежнее. Действительно, с красивым оборудованием и работать гораздо приятнее, устает меньше персонал и на производстве создается определенная атмосфера нового, современного производства. Красивый станок, без оглядки, можно продемонстрировать и клиентам и конкурентам.

Но есть и еще функции у красивых закрытий и кожухов. В первую очередь это обеспечение безопасности работающего персонала. Например, для генерации лазерного излучения на некоторых типах лазеров могут использоваться импульсы в несколько сотен вольт и несколько сотен ампер, и защита оператора является одной из приоритетных задач. Во вторую очередь это защита от случайного проникновения к движущимся частям станка. В третью очередь это защита важнейших узлов и систем станка от внешних физических воздействий, например, защита оптоволоконного тракта или оптического резака от случайных ударов заготовки или листа при неаккуратной загрузке/выгрузке.

Итог: Грамотно организованная компоновка станка и наличие защитных кожухов существенно повышают производственную живучесть станка. Приятный внешний вид вносит свой положительный вклад в общую организацию производственного процесса.

Оценка перспектив

Высокая производительность лазерного раскройного комплекса является его ярчайшим преимуществом. Выбирая и покупая комплекс исключительно под текущие потребности, заказчик с его фактическим появлением, столкнется и с новыми задачами. Это будут и партнеры или соседи, которые обратятся к Вам за помощью с резкой, это будут и новые заказы для Вашего предприятия, от которых, по технологическим причинам, Вы раньше вынуждены были отказываться. Покупка подобного оборудования может быть серьезным импульсом для развития предприятия. В этой связи рекомендуем выбирать мощность лазера с определенным прогнозируемым запасом, безусловно, при соответствующих финансовых возможностях.

Покупая подобное дорогостоящее оборудование, конечный потребитель должен понимать, что развивая собственное производство, он через какой-то промежуток времени столкнется с вопросом обновления производственных мощностей. Т.е. покупки оборудования более высокой производительности, нежели чем имеющееся. Это относится и к оборудованию лазерного раскроя. Вместе с этим обязательно встанет вопрос: «А куда пристроить уже имеющееся?».

Рассматривая данный сценарий, имеющееся оборудование передовой технологии всегда более ликвидно, нежели чем устаревшей. Это также оценивается банками при утверждении залоговой стоимости. Это обстоятельство также нужно иметь в виду, при покупке бывшего в употреблении оборудования, а также понимать, что хорошее оборудование, вряд ли будут продавать столь бережливые европейские партнеры. И если они его успеют продать, то Вы уже гарантированно не успеете.

Заключение

Читая данную статью, Вы регулярно сталкивались с используемыми автором словами «добросовестный» и «порядочный» применительно к производителю оборудования.

Что это значит?

На наш взгляд, это, в первую очередь, очень внимательное отношение к производимому и предлагаемому на рынок оборудованию. Это значит, что заказчик на первоначальном этапе получит от производителя полностью всю информацию и поймет, с какими возможными сложностями он может столкнуться в будущем.

Это значит, что заявленные при покупке станка параметры, будут такими же и фактически.

Это значит, что рабочие функции оборудования будут присутствовать не для введения заказчика в заблуждение (имеются в виду функции, предназначенные для демонстрационных и маркетинговых целей, т.е. которые в реальном производственном процессе будет использовать либо крайне затруднительно, либо невозможно), а будут реально работать и способствовать повышению производительности.

Не менее важным является гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Это значит, что производитель работает не по принципу «Продал и забыл». При возникновении нештатных ситуаций или поломок, заказчик не будет брошен один на один с имеющейся проблемой.

Это значит, что будут обеспечены в наличие расходные материалы и комплектующие.

Это значит, в конце концов, нормальное человеческое отношение, помощь и содействие людям, которые оказали доверие и купили данное оборудование. К соотечественникам, которые выбрали не самую легкую стезю производственника и только из-за одного этого заслуживают уважения.

В конце статьи отмечу, что с той или иной степенью успешности, выбранная Вами установка в любом случае будет резать. Но можно резать и радоваться, а можно, как в той шутке про мышей и кактус – резать и плакать.

Желаем Вам, чтобы установка раскроя металла, на которой Вы остановите свой выбор, радовала Вас долгие годы и помогала решать самые сложные производственные задачи.


www.laser.tweld.ru


Смотрите также