Станки лазерной резки металла: с ЧПУ, видео, фото

1 MCLaser 1325V metal

Станки для лазерной резки металла на рынке большая редкость. Их выпускают всего несколько производителей, и лучший вариант сейчас перед нами. Здесь огромная рабочая поверхность, 2,5 на 1,3 метра. Максимальная толщина обрабатываемого листа до 2 миллиметров, что очень много, а неметаллические материалы разрезаются толщиной до 15 миллиметров, и это лучший показатель в нашем рейтинге.

При этом станок не считается промышленным, так как в нем используется всего один лазер, а значит, скорость обработки не самая высокая. Но назвать это недостатком нельзя, точность позиционирования ЧПУ составляет всего 0,01 миллиметра, и такими показателями может похвастаться далеко не каждый производитель. Впрочем, все преимущества уже заложены в стоимость данного оборудования. Более миллиона рублей даже по меркам лазерного станка довольно много, зато, как утверждает производитель, здесь очень низкая стоимость обслуживания. Так это или, нет сказать сложно, но бренд продает не только сами станки, но и комплектующие к ним. То есть, проблем с покупкой деталей точно не возникнет.

Обновлено: 20-12-2019

Внимание! Представленная выше информация не является руководством к покупке. За любой консультацией следует обращаться к специалистам!

Устройство оборудования: лазерная головка и прочие элементы, принцип работы

Главными элементами лазерного станка являются генератор излучения и лазерная (оптическая) головка, которая окончательно формирует направление луча к точке обработки. Основные комплектующие, составляющие конструкцию лазерной головки:

в верхней части находится последнее из системы зеркал, формирующее подачу луча к поверхности обрабатывающего материала;
в средней части располагается фокусирующая линза, сужающая диаметр луча до минимальных размеров;
в нижней части находится сопло, выполняющее функции направления сфокусированного луча в точку обработки.

Луч, имеющий высокую температуру и концентрацию энергии, попадая на поверхность материала, выжигает ее, создавая сквозной рез. Регулировкой настройки параметров луча, можно добиться снятия лишь верхнего слоя, что позволит выполнять гравировальные работы.

Лазерная резка, выполняющаяся на трехмерном станке. Фото TRUMPF

Обрабатываемая заготовка располагается на поверхности рабочего стола, установленного на станине станка, обеспечивающего ему жесткость конструкции. Лазерная головка закрепляется на подвижной части станка, которая перемещаясь по вертикали и горизонтали, выполняет необходимую обработку заготовки. На станках с ЧПУ привод портала с лазерным оборудованием осуществляется подачей команд на электродвигатели и сервомоторы.

Станки для лазерной резки металла: принцип действия

На сегодняшний день одним из ключевых критериев выбора лазерной установки является принцип работы источника излучения.

СО₂-лазеры: при формировании лазерного луча в резонаторе используется смесь газов, которая возбуждается посредством высокого напряжения, что позволяет обеспечить эмиссию фотонов, генерирующих лазерное излучение. Далее лазерный луч передается по тракту, состоящему из зеркал, в режущую головку.

На протяжении всего времени эволюции данной технологии, мощность таких станков для лазерной резки не превысила 6–8 кВт.

Опто-волоконные лазеры: конструкция резонатора данного типа станков проще. Формирование луча происходит в активном волокне, которое постоянно возбуждается за счет светового потока, идущего от диодов накачки. Далее, по транспортному волокну, луч попадает в режущую головку, где и выполняется фокусировка для раскроя требуемого металла.

Данная технология является сравнительно новой. Мощность такого оборудования для лазерной резки легко масштабируется и на сегодняшний день может достигать 12 кВт.

Устройство станка

Вся конструкция станка с числовым программным управлением состоит из следующих элементов: станины, горизонтального рабочего стола или столешницы, мобильного портала с инструментами, который находится над рабочей поверхностью (оснащена лазером), лазерного узла, который включает в себя лазерную трубку, головку излучателя, линзы и зеркала.

Также конструкция включает в себе электромотор, который осуществляет движение лазера. Данным элементом управляет специальная компьютерная программа.

Схема работы станка следующая:

Поступление смеси с азотом, диоксидом углерода и гелием в трубку.
Подача напряжения для формировки лазерного луча, которая происходит за счет трансформатора.
Фокус луча с помощью линз и зеркала.
Обработка заготовки головкой лазера.
Постоянное охлаждение трубки водой, как способ защиты от перегрева.

Принцип работы

Для работы понадобится источник энергии, активная среда, и оптический резонатор.

Все происходит примерно так: с помощью источника в активную среду попадают кристаллы, которые несут некий заряд. Далее они (те самые кристаллы) притягивают к себе подобные себе частички. Кристаллы начинают двигаться живее за счет усилителя, часто сталкиваются с атомами и выбивают новые кристаллы. Через резонатор они идут наружу узким лучом, который мы собственно говоря и видим.

Лазерный луч, который сфокусирован в какой-нибудь точке, имеет высокое содержание энергии. Данная энергия и позволяет ему проникать в любые материалы.

Типы древесины

Лазеры могут обрабатывать различные виды древесины для разного рода деятельности, что позволяет производить новые продукты для самых разных отраслей промышленности. Давайте рассмотрим их детальней.

Типы древесины, которые подходят для лазерной обработки:

МДФ;
ХДФ;
фанера;
ДСП;
натуральное дерево;
драгоценные породы дерева;
массивная древесина;
шпон и прочее.

Изделия

Лазерная гравировка дерева создает дополнительную ценность благодаря персонализации и точности. Имеется также возможность сделать каждую деталь неповторимой, выгравировав логотипы, имена или изображения в своих продуктах.

Лазерные машины могут вырезать и гравировать множество изделий из дерева, таких как игрушки, предметы искусства и ремесла, сувениры, ювелирные изделия, подарки, архитектурные модели, торговое оборудование, и многое другое.

Преимущества лазерной обработки дерева

Достоинств у лазерной обработки древесины со станком ЧПУ достаточно много, но можно выделить наиболее основные:

Простота производства.
Механизация процесса.
Точность инструментов.
Наименьший износ инструмента.
Отсутствие стружки.
Характерные и продуктивные гравюры.
Бесконтактная обработка (минимальное воздействие на материал).

Наши достижения

На лазерных станках с ЧПУ серии CNC-CO2 установлена стальная сварная рама, сваренная из металлических труб сечением 200х200 мм. Рама очень жесткая, благодаря чему на станках данной серии возможно установить фрезерную головку и использовать его не только как лазерный станок, но и для фрезерной обработки.

На станках с ЧПУ лазерной резки CNC-CO2 используются рельсовые направляющие наиболее известного мирового производителя — фирмы HiWin. На станках устанавливаются рельсовые направляющие шириной 15 мм. Данные показатели износостойкие, предают станку высокую динамику, позволяют работать с высокой точностью на высокой скорости.

На станках ЧПУ серии CNC-CO2 по всем осям установлена гофрозащита. Горозащита препятствует попаданию на подвижные элементы станка (рельсовые направляющие) пыли, грязи, мусора. Это существенно продлевает срок службы станка и упрощает их техническое обслуживание.

В движение станок приводят шаговые двигатели. Шаговые двигатели обеспечивают хорошую точность станку, однако они уступают в надежности серводвигателям. Установка серводвигателей на данный станок также возможна по желанию заказчика.

Лазерный излучатель, часть станка, в которой образуется лазерный луч, который затем попадает на лазерную головку, пройдя через набор зеркал, после чего луч фокусируется с помощью линз, выходя из сопла.

Лазерный излучатель газового типа позволяет добиться мощности лазера в диапазоне от 40 до 200 Вт. Мощность в свою очередь определяет глубину резки материала. Так, например 80-ваттный лазерный ЧПУ станок гравер может резать оргстекло толщиной до 10 миллиметров.

На станках Каменского завода Twitte устанавливаются гибкие кабель-каналы (кабелеукладчики) чтобы кабели, используемые на станках, правильно укладывались при перемещении подвижных частей станка, не запутывались и не мешали работе самого станка.

Наш завод использует кабель-каналы ведущих мировых производителей, проверенные в работе временем. Они производятся из стеклонаполненного полиамида, что делает их гибкими и прочными одновременно, а также ударопрочными, маслостойкими, кабелеукладчики обладают хорошей диэлектрической способностью.

Лазерный станок ЧПУ серии CNC-CO2 комплектуется надежным блоком управления нашего производства. Блок управления собран из высококачественных электронных компонентов ведущих мировых производителей. Надежность данного блока управления проверена годами эксплуатации.

Конструкцией блока предусмотрено место для установки персонального компьютера, управляющего станком, отверстия для кабелей, площадка для установки клавиатуры, а также место для установки монитора.

Каменский станкостроительный завод Twitte предоставляет покупателям своих станков все необходимое для полноценной работы на поставляемого оборудования программное обеспечение.

При покупке станка Вы получаете на компьютере надежные, проверенные программы, полностью настроенные и подготовленные. Кроме того, специалисты завода проводят курс обучения работе со станком и с ПО.

Каменский станкостроительный завод производит упаковку всей поставляемой продукции. Доставка осуществляется силами транспортных компаний.

По желанию покупателя возможна специальная транспортная упаковка станков при дополнительной оплате.

1 Станок.
2 Блок управления.
3 Фокусная линза.
4 Зеркало.
5 Flash-накопитель.
6 Соединительный кабель для блока управления.
7 Концевые индуктивные датчики на все оси.
8 Система охлаждения для лампы (помпа).
9 Набор шестигранных ключей.
10 Ватные палочки.
11 Ящик для инструмента.

12 Технический паспорт.
13 Программное обеспечение.
14 Постпроцессор.
15 Виброопоры — 6 шт.
16 Обучение работе на станке — 2-3 часа.
17 Техподдержка – удаленная.
18 Бесплатные 3D модели — 5000 шт.
19 Личная страница и ветка на нашем форуме.
20 Бесплатный домен и хостинг для Вашего сайта.
21 Реклама Вашей продукции по нашим соцсетям более 50 групп.
22 Наше радушие — безграничное ???? ????

Преимущества и недостатки машин, режущих металл

Головка станка ЛРН.

Лазерная резка имеет много достоинств, самые существенные из них следующие:

при выполнении технологической операции отсутствует непосредственный контакт с поверхностью обрабатываемого изделия, что делает возможным резать без повреждений хрупкие и легко деформируемые материалы;
края заготовки после обработки выполняются с высокой точностью и не требуют дополнительной обработки;
технологический процесс легко поддается автоматизации, выполняется с высокой скоростью обработки любых материалов от пластика до твердого сплава;
технология способна изготавливать изделия самых сложных дизайнерских форм, при этом образуется минимум отходов.

Недостатки оснащения для лазерной резки:

оборудование имеет значительную продажную цену и даже высокая производительность не делает себестоимость изделия конкурентной по сравнению с некоторыми другими технологиями резки;
ограниченность в применении обрабатываемых толщин — резка толстых заготовок приводит к увеличению расхода электроэнергии и потере качества обработки, присутствующих при резке тонких материалов.

Основными технологиями применяемыми, как альтернативными лазерной резке, являются следующие:

Рубка металла на гильотине. Главное преимущество перед лазерной резкой в дешевизне и доступности оборудования. Технологическая себестоимость гильотинной обработки практически не оказывает влияния на конечную цену изделия. Недостатки технологии: в отличие от лазерной технологии точность реза невысока, он имеет заусенцы даже при хорошо заточенных ножах и выставленном зазоре, выполняться может только прямой рез. Обработка кромок — обязательная дополнительная технологическая операция.

Резка на ленточнопильных станках. В отличие от лазерной резки ленточнопильный станок практически не ограничен в габаритах толщин обрабатываемых заготовок. Применение пакетного способа резки сокращает трудоемкость работ, приближая к временным затратам при выполнении технологией лазерной резки каждой отдельной заготовки из пакета. Качество обработки кромок реза не совсем, но приближается обработке их лазерной технологией и требует минимальной доработки.

Плазменная резка. Высокопроизводительная, как и лазерная, но толщина обрабатываемых заготовок значительно больше. Низкая точность и плохое качество реза, термическое влияние на металл в зоне обработки увеличивают затраты на дальнейшую подготовку кромок.

Гидроабразивная резка. Гидроабразивная технология позволяет резать большие по толщине заготовки, чем при лазерной резке, получая при этом вполне приемлемые точность и качество реза. Отсутствует термическое воздействие на металл. Однако технология рассчитана на применение дорогого кварцевого песка, что увеличивает себестоимость изготавливаемой продукции. Скорость обработки ниже, чем у лазерной и плазменной резок.

Достоинства станков лазерной резки

Портативный или промышленный станок по металлу, российского или зарубежного производства, к примеру, Китай, обладает следующими достоинствами:

Высокая точность и производительность. Использование системы ЧПУ определяет полную автоматизацию гравировки и других процессов. Сделать обработку быстрее стало возможно из-за значительно увеличения мощности квантового генератора.
Раскроечный процесс происходит с максимальной экономичностью.
Исключена необходимость включения этапа доработки торцов или их гравировки с перебазированием, использованием другого оборудования.
Станки по металлу с лазерной установкой применимы при необходимости выполнения гравировки или другого типа обработки на момент штучного, мелкосерийного или крупносерийного производства. Система ЧПУ позволяет их внедрять в различные автоматические линии обработки, настольный или мини вариант исполнения применим при штучном изготовлении деталей.
Станки по металлу с лазерной установкой применяют для гравировки и другой обработки в случае, когда не допускается возникновение механического напряжения. Также отсутствие механического напряжения определяет возможность проведения гравировки или резки по твердому металлу.
Есть возможность нанесения мини технологической разметки для последующей сборки по ней.
Интегрированная система ЧПУ и особенности исполнительного органа определяют, что даже настольный или мини станок по металлу может использоваться для создания нестандартных изделий, которые имеют профиль различной геометрии и уровня сложности.
Минимальный период от этапа разработки проекта до его реализации определяет то, что сделать детали можно с меньшими затратами, а это уменьшает окончательную стоимость продукта.

Подобные качества присущи как мини станкам, так и промышленным вариантом исполнения, которые выпускает Китай или Россия, в том случае, если оборудование подобрано правильно.

Как работать на лазерном станке с ЧПУ

Лазерный станок ЧПУ является универсальным высокотехнологичным оборудованием, которое работает с очень большим перечнем материалов и практически самостоятельно производит их раскрой, гравировку и еще некоторые операции.

Единственным инструментом, который использует в своей работе лазерно-гравировальный станок, является луч лазера, сфокусированный линзой в крохотную точку на поверхности материала

Особенности аппаратов лазерной резки

По мере совершенствования лазерных технологий и нахождения путей для упрощения станков, работающих по этому принципу, их стоимость снижается, причем на качестве работы оборудования это никак не сказывается.

Еще десять лет назад производители лазерных станков могли только мечтать о лазерных резаках, теперь же его можно встретить даже частной домашней мастерской, не говоря уже о крупных промышленных предприятиях.

Такая распространенность и популярность объясняется множеством преимуществ лазеров перед прочими станками, например:

очень высокая скорость перемещения луча (для резки предел составляет 500 мм/с, для гравировки он доходит до 700 мм/с) и, соответственно, более высокие производственные показатели;
точность позиционирования луча на плоскости настолько высока, что отклонения невозможно заметить невооруженным глазом. Погрешность не превышает 0, 01 мм, поэтому все серийные изделия, вырезанные на лазерном станке, совершенно идентичны;
ассортимент материалов, с которыми может работать лазерно-гравировальный аппарат, включает в себя все, используемые при производстве нужных людям товаров, от бумаги и меха до металлов и дерева;
лазерный луч является самым тонким режущим инструментом из существующих на текущий момент. При помощи фокусирующей линзы его можно сузить до диаметра 0,1-0,01 мм. При таких параметрах для него не составляет проблем аккуратно вырезать заготовки, расположенные встык, острые углы на миниатюрных элементах узоров или детально воспроизвести при гравировке мех животного;
принцип работы лазерного инструмента заключается в прожигании материала в точке воздействия и как таковое физическое усилие в этом процессе не присутствует, поэтому нет необходимости прижимать и удерживать заготовки во время раскроя и гравировки. Это исключает расходы на покупку различных крепежных зажимов и временные потери на их установку;
поверхность в зоне реза не подвергается никаким воздействиям, в том числе и термическим, несмотря на очень высокую температуру луча, поэтому брак в виде вздутий, царапин, трещин и т. д исключен;
минимальное количество отходов материала благодаря тому, что все заготовки можно размещать вплотную друг к другу.

Работа на станке с ЧПУ

Так как все лазерное оборудование функционирует при помощи электронных компонентов, команды которым отдает компьютерная программа, то и работа за такими станками начинается не у рабочего стола, а за компьютером. Независимо от того, какую операцию планируется выполнять (гравировку, резку, маркировку и т. д.

), необходимо сначала создать модель заготовки или изделия в цифровом формате в каком-либо из графических редакторов, например, в CorelDraw. В нем, помимо, собственно, контуров, указывается также тип материала, с которым будет работать станок, и его толщина.

Готовый чертеж сохраняется в одном из форматов, которые может читать станок.

Эскиз будущей вешалки из фанеры, создаваемый в CorelDraw

Прежде чем импортировать файл в систему станка, следует подготовить аппарат к работе: убедиться в чистоте оптики, разложить материал на поверхности стола, включить оборудование. Пока устройство прогревается, запустить программу управления станком, идущую в комплекте, и выгрузить в нее модель, сохраненную на компьютере.

Меню настройки у разных программ может различаться, но общим для всех станков будет предварительный выбор единицы измерения, точки входа, ширины реза, типа операции («вектор» для резки и «растр» для гравировки), мощности луча и скорости его перемещения. После этого необходимо проверить фокусировку и выставить высоту лазерной головки на нужном уровне.

Убедившись в корректной работе системы вентиляции и водоохлаждения можно нажимать кнопку запуска, после чего ждать окончания выполнения программного цикла.

Как изготовить станок для лазерной резки своими руками

Создать своими руками станок для резки металла лазерным лучом можно только твердотельный, так как для него просто подобрать комплектующие, цены на них невысокие. Основными элементами для сборки являются сам лазер и система управления его работой.

Приобрести лазер можно в специализированных магазинах или снять с готовых изделий (лазерной указки, привода лазерных дисков). Для создания управляющей схемы потребуются следующие компоненты:

конденсаторы 100 пФ, 100 мкФ;
резисторы номиналом от 2 до 5 Ом;
плата для пайки;
фокусирующая оптика;
цилиндрический металлический корпус, подходит от светодиодного фонарика;
мультиметр.

Также нужно заранее подготовить дополнительные для сборки компоненты:

корпус для радиоэлементов и лазера;
шаговые двигатели, платы управления ими;
регулятор напряжения излучателя;
резиновые ремни зубчатые, металлические шкивы под них;
крепёжные элементы;
выключатели кольцевого типа;
USB-контроллер для цифрового управления;
систему охлаждения;
металлические трубки (направляющие) и доски (для корпуса).

Пошаговый процесс изготовления:

Разбирается корпус устройства-донора, из него демонтируется лазерная головка.
Изготавливается прямоугольный каркас из деревянных планок.
Внутри корпуса монтируются поперечные направляющие, а на них продольные, к которым крепится станина.
Подсоединяются к перемещаемой планке шкивы, устанавливаются двигатели, одеваются ремни.
На перемещаемую станину закрепляется лазерная головка.
Монтируется система охлаждения.
К лазеру подключается плата управления.
Выводится проводка от управляющей платы на переднюю панель корпуса, подключаются системы контроля и управления.
Подключается USB-контроллер, на ПК согласуется с программным обеспечением, выполняются настройки.
Проверяется работа оборудования в основных режимах.

Плата для пайки

Виды лазерной резки

В зависимости от мощности луча, лазерные станки позволяют выполнять такие виды обработок:

плавление;
испарение.

Резать детали путём расплавления выгодно по следующим причинам:

ресурс лазера выше, чем при испарении;
меньшее потребление электроэнергии;
допускается резка заготовок различной толщины;
точная регулировка луча системой управления — фокусировка, угол наклона;
высокое качество торцов деталей после обработки;
при добавлении газов снижается вероятность образования окислов.

Метод испарения применим для небольшой толщины. Требует значительных энергозатрат, поэтому на практике его используют достаточно редко. Изготовление деталей становится экономически не выгодным.

Принцип работы

Если рассматривать лазерные установки, которые имеют домашний узкоспециализированный круг применения, работа основана на создании сфокусированной энергии. Для того чтобы ее было достаточно специальный аппарат проводит фокусировку энергии в один луч. Для управления исполнительного органа во время гравировки настольный или другой тип станка по металлу оснащают системой ЧПУ, своими руками переместить исполнительный орган при помощи блока ручного управления зачастую нельзя. Стоит отметить, что без внедрения ЧПУ процесс производства высокоточных деталей был бы невозможен.

Различают два основных типа лазера:

твердый;
газовый.

Есть и другие варианты исполнения, но их высокая цена и сложность конструкции определяют невысокую популярность. Только настольный вариант, который проводит обработку неметалла, может иметь установку невысокой мощности.

Наиболее популярными стали станки по металлу, которые имеют газовый портативный генератор энергии, когда применяется углекислый газ в качестве тела луча. Из-за отсутствия механического воздействия и при наличии ЧПУ, возможности сделать меньшую мощность излучения, использовать станки стало возможно для обработки хрупких заготовок, неметалла.

Станки лазерной резки металла

1 MCLaser 1325V metal

Устройство оборудования: лазерная головка и прочие элементы, принцип работы

Станки для лазерной резки металла: принцип действия