Какая нужна мощность лазера для резки фанеры


Лазерная резка диодными лазерами

В этой статье я хотел бы рассказать о нюансах лазерной резки диодными лазерами. Содержание статьи:Многие считают, что резать можно только мощными СО2 и оптоволоконными лазерами. На самом деле это не так. Диодными лазерами мощностью от 2 Вт можно уже резать многие материалы. Итак, начнём с самого начала.2.1 Вт лазер — это относительно небольшая мощность для лазера. Её достаточно для эффективной резки бумаги, картона, фанеры, тёмного акрила толщиной до 1–1.5 мм. Хоть этот лазер скорее оптимален для гравировки, но всё же резка возможна на относительно хорошей скорости. Картон и бумага практически не обугливаются при скорости резки 200–300 в программе CNCC LaserAxe.Конечно, играет немалое значение, цвет материала и сама структура. Когда мы говорим про эффективную резку, мы имеем ввиду чистый не обугленный срез. Опять же хочется напомнить, что многие китайские лазеры не имеют заявленной мощности и очень сильно не соответствуют заявленным параметрам.

Вот пример того, что можно вырезать 2.1 Вт лазером.3.5 Вт лазер с резкой уже справляется лучше, чем 2.1 Вт. С его помощью можно резать акрил, фанеру, дерево толщиной 2–3 мм.При резке фанеры нужно учесть некоторые нюансы. Существует многослойная клееная фанера и для её прорезания необходимо большее количество проходов. Для резки 2–3 мм фанеры 3.5 Вт лазером нужно 20–30 проходов и скорость в программе CNCC LaserAxe примерно 50–200.

Такую замечательную шкатулочку можно сделать 3.5 Вт лазером.

5.6 Вт лазер уже существенно лучше подходит для резки, но здесь мы предлагаем установить короткофокусную линзу G-2.Из школьного курса помним, что мощность лазера падает пропорционально квадрату расстояния. Чем хороша и удобна короткофокусная линза G-2, так это тем, что её можно поставить вместо обычной и не нужно делать никаких изменений. Короткофокусная линза G-2 имеет фокусное расстояние примерно 4 мм, фактически это почти вплотную к предмету.5.6 Вт режет прекрасно фанеру толщиной 2, 3, 4, 5 мм.Параметры лазерной резки 5.6 Вт лазером Endurance:
  1. Фанера 2 мм — скорость 300, 2–3 прохода;
  2. Фанера 3 мм — скорость 250, 3–4 прохода;
  3. Фанера 4 мм — скорость 200, 8 проходов;
  4. Фанера 5 мм — скорость 100, 8–10 проходов.
Если брать обычную линзу, то иногда получается, что даже при 100 проходах и скорости 300 4-миллиметровая фанера не прорезается. Поэтому для резки мы советуем использовать только короткофокусные линзы. Однако, можно осуществлять резку если установить лазер на 3D принтер.

Чтобы быть все время в фокусе, после каждого прохода необходимо смещать лазер вниз по оси Z. 8 Вт диодный лазер с короткофокусной линзой G-2 подходит для резки 4–5 мм фанеры и режет до 8 мм акрила с обычной длиннофокусной линзой.В действительности мощность 8 Вт уже достаточна для того, чтобы прорезать с одного прохода 4 мм фанеры.

А также с 3-х проходов прорезать 8 мм чёрный акрил:

Таким образом, диодными лазерами можно спокойно резать фанеру, акрил, дерево до 5 мм.Конечно, можно резать и большую толщину материалов. Например, 8 Вт мы максимум прорезали 10 мм фанеры, но в этом случае уже довольно сильно падает скорость и качество. Края получаются не вполне чистыми и местами могут наблюдаться следы горения.Фактически управлять можно 3 параметрами:
  1. мощность лазера;
  2. скорость;
  3. количество проходов.
Чем больше скорость, тем более качественные края и более аккуратная резка. Может быть много проходов на большой скорости, однако иногда бывает, что из-за этого резка не происходит. Тогда приходится выбирать между качеством или скоростью. В большинстве случаев необходимо опытным путём подбирать оптимальные параметры.

Запомните, самое важное — это настроить фокус лазера.

Сделать это можно, когда вы выставляете слабое свечение в программе и глядя через очки на точку меняете фокусное расстояние с помощью линзы. Мы рекомендуем фокусировать на чёрную металлическую поверхность. В этом случае заметить, когда точка оказалась самой маленькой, довольно легко. Но обращаем внимание, что делать это нужно строго в защитных очках.В целом, можно уверенно констатировать, что:
  • лазеры мощностью 3.5 Вт подходят для резки 1–2 мм фанеры, акрила.
  • лазеры мощностью 5.6 Вт подходят для резки 2–3 мм фанеры, акрила.
  • лазеры мощностью 8 Вт подходят для резки 3–5 мм фанеры, акрила.
Если есть вопросы, задавайте:

[email protected] или по телефону: 89162254302

Другие новости по теме:

tehnoobzor.com

Мощность лазера для резки металла – выбор мощности, длина волны, диоды, особенности использования оборудования с углекислым газом

Это одна из самых современных технологий, используемых не только на производстве, но и в небольших мастерских. Данный способ при правильном подборе вида оборудования подходит практически для всех металлов, позволяет делать обычную и художественную (фигурную) резку. Чтобы добиться хороших результатов, необходимо ориентироваться в технологиях и принципах работы этого оборудования.

Резка лучом лазера термическая, дает возможность добиться точности, почти полностью исключающей необходимость в дальнейшей обработке. Чтобы повысить эффективность, применяются различные газы: кислород, углекислый газ, азот, водород, гелий, аргон. Выбор зависит от вида материала, толщины заготовки, планов по поводу последующей обработки. Если для раскроя требуется очень высокая температура, используется кислород. Для работы с цирконием или титаном подходит только аргон.

Любой лазерное оборудование состоит из:

  • механизма (системы), обеспечивающего подачу энергии;
  • тела, генерирующего луч (твердого, волоконного, в виде смеси газов);
  • зеркал (резонатора).

В твердотельное лазерное оборудование размещается диод и стерженек, изготовленный из рубина, неодима или граната. В волоконных лазерах элементом, генерирующим луч, (иногда и резонатором) служит оптическое волокно. В газовом оборудовании используются газы или их смеси. Мощность и сфера применения полностью зависят от вида оборудования:

  • твердотелые (для латуни, меди, алюминия и сплавов из него) – 1-6 кВт;

  • СО2-лазеры (для любых тонких металлических заготовок) – 600-8000 кВт;
  • газодимамические – от 150 кВт.

Для резки металла мощность лазера 450-500 Вт (кроме цветных металлов, для которых требуется от 1 кВт). Наиболее эффективен этот способ при толщине заготовок, толщина которых не превышает 6 мм. При 20-40 мм лазерное оборудование применяется редко. Для металла большой толщины лазерная резка (от 40 мм) почти не встречается.

Зависимость мощности от толщины заготовки

Вид металла

Толщина заготовки (мм)

Мощность (Вт)

Сталь (легированная, углеродистая)

1

100

0,5

250

1,2

400

2,2

850

До 40

5000

Сталь нержавеющая

1

100

0,5

250

1,3

400

2,5

400

3,2

400

9

850

до 25

5000

Латунь

12

5000

Сплавы алюминия

12

5000

Медь

5

5000

Титан

0,5

850

0,6

250

1

600

Для обработки легированной и углеродистой стали в качестве вспомогательного элемента используется кислород, для нержавеющей стали – азот с давлением до 20 атмосфер. Цветные металлы и алюминий отличаются высокой теплопроводностью и низким уровнем поглощения лазерного луча. Для раскроя этих материалов используется твердотелый лазер, работающий в режиме импульсов.

Важно! Для резки металла толщиной 1мм выбор мощности лазера зависит от вида материала. Для стали достаточно 100 Вт, для титана необходимо 600 Вт.

к содержанию ↑

Лазерный диод для резки металла – полупроводниковый лазер, сконструированный по принципу p-n гомоструктурного диода. Полупроводником служит пластина, верхний слой которой создает n-области (отрицательную), нижний — p-область (положительную). Переход p-n сравнительно большой и плоский. Торцы по бокам служат резонаторами. Фотон, который движется перпендикулярно, отражается от торцов несколько раз, только потом сможет выйти.

В процессе прохода вдоль торцов создаются новые фотоны, излучение усиливается, начинается генерация луча. В момент выхода он сильно расходится, поэтому собирается линзами. Лазерные диоды для резки металла с большой мощностью (10 микрометров) дополнительно излучают углекислый газ (CO2).

Важно! Оборудование этого типа отличается повышенной производительностью, сравнительно низкой стоимостью

к содержанию ↑

Углекислые лазеры обладают характеристиками, делающими их идеальными для раскроя в промышленности. Первое — длинные инфракрасные волны, идеальные для нагрева. Второе — высокая эффективность (от 30%). Использование углекислого газа делает срез более гладким (если сравнивать с оборудованием со стекловолокном). Расширяется сфера применения, инвестиции быстро окупаются.

Недостаток СО2 лазер для резки металла – необходимость в оптических зеркалах, оснащенных сапфировыми элементами и золотом. Кроме того, этот вид оборудования требует высокого электрического разряда на этапе формирования луча. Для резки металла (нержавеющей стали, алюминия) толщиной 2 мм достаточно мощности 160 Вт, если применяется лазер этого типа. При повышении мощности до 200 Вт можно резать листы толщиной 3 мм.

Активная среда состоит из смеси углекислого газа, гелия, неона. В зависимости от того, какая для резки металла нужна мощность лазера, может добавляться ксенон или водород. Пропорции тоже меняются, исходя из требований к свойствам луча, но объем СО2 не превышает 20%. На рынке доступно оборудование этого вида с мощностью 1 кВт, 3-5 кВт и 10 кВт.

к содержанию ↑

На поглощение материалом лазерного луча существенно влияют качества волны: длина и спектр. Длина волны лазера для резки металла полностью зависит от вида материала. Если рассматривать волоконный лазер, то один его узел создает луч с волной 1 мкм (миллимикрон). Если требуется более длинный луч, используется сумматор, объединяющий лучи нескольких модулей. Показатели твердотелых моделей отличаются мало – длина волны так же 1 мкм. Эти виды лазеров являются идеальным вариантом для резки практически всех видов металлов (даже благородных). Для резки металла (нержавейки) 20 мм мощность волоконного лазера – от 2 кВт.

В углекислых лазерах длина волны достигает 10,6 мкм, что создает более высокую плотность на обрабатываемой поверхности. Этот вид оборудования применяется для раскроя стекла, древесины, стеклопластика, демонстрируя высокое качество резки даже при большой толщине.

При выборе оборудования мало изучить технические характеристики: тип излучателя, мощность, длину волны, точность и качество реза. Важно точно определить требования конкретного производства. Мощность лазера для резки металла (например, нержавейки) толщиной 3 мм не может быть ниже 500 Вт. В противном случае снизится производительность, материал будет перегреваться. На первый взгляд может подойти СО2-лазер требуемой мощности. Но в данном случае необходимо учесть длину волны, которая не совсем подходит для металлических заготовок.

Совет! Чтобы не ошибиться, перед покупкой необходимо все точно рассчитать или посоветоваться с квалифицированным специалистом.

solidiron.ru

Лазер для резки фанеры своими руками: особенности технологии и основные элементы конструкции

Все фото из статьи

Трудно ли собрать аппарат для лазерной резки фанеры своими руками? Каких проблем можно ожидать на разных стадиях реализации проекта? Что из оборудования придется покупать? В статье мы постараемся найти ответы на эти вопросы.

Лазерная резка фанеры.

Плюсы и минусы лазерной резки

При реализации любого масштабного проекта всегда встает вопрос его целесообразности. Мы попробуем помочь читателю дать на него самостоятельный ответ.

Выгоды

  • Прибор для лазерной резки фанеры на практике способен работать не только с ней. В списке обрабатываемых материалов — кожа, ткани, оргстекло, пластики, словом, все материалы, которые имеют невысокую теплопроводность и сравнительно низкую температуру горения;
  • Благодаря ЧПУ станок позволит резать фанеру и OSB с высочайшей точностью, создавая детализованные контуры;
  • Резкой его возможности не ограничиваются. Лазерные станки для резки фанеры вполне способны выполнять функции гравера. Варьируя скорость передвижения каретки и мощность луча, они могут создавать сложные изображения с переходами тонов;
  • Благодаря фокусировке луча ширина разреза может быть минимальной — от 1/100 мм, что опять-таки положительно влияет на точность изготовления деталей или детализацию наносимого на заготовку изображения.

Резка лазером обеспечивает максимальную детализацию.

Проблемы

Разумеется, без них тоже не обойдется:

  • Цена закупаемого оборудования будет отнюдь не копеечной. Наиболее популярное решение для недорогих самодельных граверов — извлеченный из пишущего DVD-привода лазерный диод — для резки фанеры не походит категорически ввиду малой мощности. Минимальная мощность лазера для резки фанеры — 20 ватт; при сколь-нибудь значительной толщине материала ее лучше увеличить до 40 — 80;

Справка: углекислотная лазерная трубка такой мощности при заказе непосредственно у китайских производителей обойдется заказчику в 15 — 20 тысяч рублей по текущему курсу. К расходам на лазер добавится стоимость сложной и дорогой системы фокусировки, DSP -контроллера, драйвера шаговых моторов и кареток.

  • Жизненный цикл трубки составляет от 3 до 8 тысяч часов, после чего ей требуется замена;
  • Лазеру требуется жидкостное охлаждение. В промышленных условиях для этой цели используется охладительная установка, работающая по принципу теплового насоса – чиллер. Минимальная стоимость такого агрегата составляет 35 — 45 тысяч рублей;

Промышленный чиллер.

Однако: при незначительной продолжительности работы можно обойтись баком емкостью в 80 — 100 литров и водяной помпой, которая будет прокачивать его содержимое через рубашку трубки.

  • ЧПУ подразумевает наличие не только особого программного обеспечения, но и эскизов контура изготавливаемого изделия. Чертежи для лазерной резки фанеры найти не так уж легко; самостоятельное же их построение займет весьма продолжительное время;
  • Наконец, резка материала осуществляется за счет его быстрого нагрева и испарения. При этом края реза неизбежно обугливаются, а помещение заполняется дымом. Раз так — придется конструировать закрытый корпус с прозрачной крышкой и системой интенсивной принудительной вентиляции.

Конструктивное исполнение

Итак, как устроен самодельный лазер для резки фанеры?

Станина станка.

Основа станины — алюминиевая профтруба размером 40х60, скрепленная мебельным уголком и саморезами по металлу. Корпус собран из недорогой ЛДСП  — он не испытывает значительных нагрузок в процессе работы.

Обратите внимание: по периметру корпуса пущена 12-вольтовая светодиодная лента. Подсветка позволит визуально контролировать процесс резки.

Направляющие для каретки.

Непосредственно на трубах станины закреплены направляющие, обеспечивающие движение кареток по поперечной оси.

Крепление направляющей для продольной оси.

К кареткам прикручена продольная труба с еще одной направляющей — уже под каретку, обеспечивающую непосредственно движение головки.

Лазерная головка на каретке.

А вот и сама лазерная головка для резки фанеры. Фольга использована для герметизации соединения трубки с штуцером.

Привод каретки.

В качестве привода кареток использованы шаговые электромоторы с ременной передачей и редуктором. Их можно извлечь из неисправного сканера или струйного принтера с безнадежно засохшими соплами.

Вал привода кареток поперечной оси.

Использование двух приводов на каретках, обеспечивающих перемещение головки по поперечной оси, создало бы проблему их точной синхронизации. Вместо этого использован один шаговый мотор с редуктором  и вал длиной во весь ход головки, гарантирующий синхронное движение обеих кареток.

На фото — крышка станка.

Массивная крышка тоже изготовлена из ЛДСП; она поднимается на мебельных лифтах. Между крышкой и корпусом остается небольшой зазор, обеспечивающий поступление воздуха; отвод дыма организован снизу.

Отсек с электроникой.

В отдельном отсеке разместились блок питания, драйвер шаговых моторов и контроллер DSP, обеспечивающий управление станком.

Отсек с лазерной трубкой.

Лазерная трубка установлена с использованием пластиковых крепежей, позволяющих менять ее положение. Рядом с ней видна трубка водяного охлаждения. Воду через нее прокачивает маломощная помпа для домашнего фонтанчика.

Накопительный бак системы охлаждения.

Охлаждение организовано с использованием обычной пластиковой 100-литровой бутыли с водой.

Полезные мелочи

Напоследок — несколько небольших советов владельцу самодельного гравера:

  • Используйте для резки фанеру из лиственных пород древесины (например, березы). Инструкция связана с тем, что смолистая хвойная древесина быстро пачкает дно и стенки рабочего отсека осевшей на них смолой;
  • Следите за состоянием зеркала в рабочем отсеке. Осевшая на нем копоть может привести к падению мощности сфокусированного луча и перегреву самого зеркала;
  • Не приближайте руки и глаза к линии между трубкой и зеркалами. Даже без фокусировки узкий луч мощностью от 20 ватт может вызвать серьезные ожоги и полную потерю зрения.

Этот след оставил луч мощностью 10 ватт. Время воздействия — 0,5 секунды.

Заключение

Как видите, оборудование для лазерной резки фанеры может быть изготовлено самостоятельно; однако затраты средств и времени будут весьма значительными.

Как всегда, дополнительные тематические материалы читателю предложит видео в этой статье. Мы будем рады увидеть ваши замечания и предложения в комментариях. Успехов!

rubankom.com

Лазерные модули 5, 10 и 15 ватт для резки и гравировки на ЧПУ

Помнится лет 10 тому назад, среди начинающих радиолюбителей было популярно делать лазеры из прожигающего диски диода DVD привода. При всей примитивности конструкции, с синим лазерным диодом удавалось получить мощность до 0,6 ватт, питая это дело от батареек. Но китайская промышленность не стоит на месте и теперь уже не фольгу на CD-диске, а дерево и даже металл стало возможным резать с помощью мощных современных лазерных модулей на 1-15 ватт. Все они предназначены для использования на ЧПУ станках (читайте подробнее тут) и питаются от 12 вольт. Естественно они могут работать и без сетевого питания — на 3-х литиевых аккумуляторах, что позволяет эти лазерные модули использовать… скажем так — не только в станках))

Но перейдём к обзору. В нём примут участие модули на 1, 5, 10 и 15 ватт. Начнём с самого младшего, который устанавливается в мини станочки лазерной гравировки.

1 Вт лазерная головка

Лазер из Китая 1 ватт
  • Длина волны 410 нм
  • Выходная мощность 1 Вт
  • Напряжение питания 12 В
  • Рабочий ток 400 мА
  • Способ охлаждения: принудительное воздушное охлаждение
  • Материал корпуса — алюминий
  • Оптические линзы в лазере
  • Рабочая температура 40-75С
  • Срок службы до 10000 часов
  • Размер 33 х 55 мм
  • Цена около 50 долларов

5 Вт лазерная головка

Лазер из Китая 5 ватт
  • Размеры внешние: Длина 53 мм х ширина 33 мм х высота 33 мм
  • Длина волны: 450 нм
  • Выходная мощность: 5.5 Вт
  • Охлаждение: алюминиевый радиатор
  • Частота модуляции: максимум 25 кГц
  • Цвет отделки: Черный
  • Материал корпуса: Алюминий
  • Рабочее напряжение: DC = 12 В
  • Рабочий ток: I < 3 A
  • Время разогрева: Нет
  • Рабочая температура: -10 ~ + 40 градусов
  • Цена около 120 долларов

10 Вт лазерная головка

Лазер из Китая 10 ватт
  • Внешние размеры: длина 50 мм х ширина 50 мм х высота 100 мм (в том числе вентилятор)
  • Длина волны: 445-450 (Blu-Ray)
  • Предельная мощность: 10 Вт в импульсном режиме
  • Средняя мощность 6 Вт
  • Частота модуляции: ttl можно модулировать
  • Частота шим < 9 кГц
  • Рабочее напряжение: DC = 12 В
  • Рабочий ток: < 3 A
  • Фокусное расстояние: 18 мм
  • Рабочая температура: 15 ~ 45C
  • Диаметр пятна: 0,1 — 10 мм
  • Режим работы: импульсный лазер 100 нс 50%, с TTL модуляцией
  • Материал корпуса: твердый алюминий + латунь
  • Отделка: черный анодированный Al + пескоструйная обработка
  • Теплоотвод: радиатор и вентилятор
  • Блок питания: 12 В 4 А
  • Цена около 240 долларов

15 Вт лазерная головка

Лазер из Китая 15 ватт
X