Какой выбрать лазер для ЧПУ станка

При выборе ЧПУ лазера многие задумываются "А какой лазер взять - диодный или CO2?". Давайте сравним эти два варианта ЧПУ станков и рассмотрим их плюсы и минусы.

 Лазерный ЧПУ с СО2 трубкой

Углекислотный лазер (CO2) - этот чпу станок изготавливается на  базе стеклянной трубки с углекислым газом, длинна волны  составляет от 9,4 до 10,6 мкм (инфракрасный диапазон) и по этому он отлично режет прозрачный пластик, тк  для СО2 лазера он непрозрачен.  Большая мощность (от 40 Вт) практически испаряет материал, поэтому и рез получается ровным. 

СО2 лазер может гравировать метал, хорошо режет дерево (фанера, мдф, бальза), акрил и другие пластики, отлично справляется с кожей, резиной, епп, ева и тд. 

Если вам нужен лазерный ЧПУ станок на постоянную работу, то есть он является одним из основных инструментов, то СО2 - это ваш выбор!

Однако у него есть минусы, причем весьма значительные. Во первых - пятно лазерного излучения достаточно большое, как не фокусируй, но оно гораздо больше чем у диодного. По этому особо тонкую гравировку по дереву (фотокартины, портреты и тд) или резку бумаги/картона для сборки сувенирных моделей (бумажный моделизм) им сделать очень проблематично.

Схема движения лазерного луча в СО2 лазере

Лазерный луч имеет тенденцию к расширению с расстоянием, в правой нижней точке пятно лазера будет гораздо больше, чем в левой верхней. К тому же, вам придется менять линзы для выбора - резать или гравировать, тк для реза надо ставить длиннофокусную, а для гравировки наоборот - короткофокусную. Со станком обычно приходит среднефокусная, которая и режет хуже и гравирует толсто. Смена линзы на другого типа требует из замены ее держателя.

Во вторых, на линзе оседают частицы испаренного материала, так что если не сделать продувку и отсос воздуха (а лучше для продувки использовать углекислый газ, с ним режет гораздо лучше), то линзу с зеркалами придется и чистить и менять. Причем линзу - весьма часто, а стоят они не дешево. После каждой профилактики требуется повторная юстировка лазера.

Лазерная CO2 трубка

В третьих - газ в трубке со временем разлагается, даже если ей не пользоваться! Все ж в трубке не чистый газ, а смесь углекислого (CO2), азота (N2), гелия (He). Фактически происходит просачивание гелия сквозь атомарную решетку стекла. К тому же трубка требует водяного охлаждения и к тому же хрупкая. Перезаправить ее самому не выйдет, а заказывать новую с Китая - всегда можно нарваться на то, что ее расколошматят. Реально заказывать можно только платной доставкой с получением в офисе доставщика, никаких курьеров! При покупке уточняйте дату заправки, годовой давности трубки сливают весьма дешево, но не факт, что такая труба у вас нормально заработает.

Все это ведет к пониманию, что СО2 лазер, он конечно хорош, сейчас даже не очень и дорог в покупке, но купить по принципу - пусть стоит, буду пользоваться раз-другой в месяц или полгода не выйдет! Трубка может сдохнуть раньше,чем успеете наиграться. Если купили углекислотник -то он должен работать и окупать вложенные средства, профилактику и амортизацию оборудования. Современные не дорогие СО2 трубки вообще считаются расходником. 


- можно гравировать стекло, можно резать толстые деревянные пиломатериалы, резину и тд, для производства сувенирки и каких то сборок типа ящиков шкафчиков, итд незаменимый тип лазера!
- Данный лазер обладает более большим пятном относительно диодных, поэтому если нужно что то резать тонкое (бумагу или картон не толстый, гравировать по дереву) с большой точностью и минимальным резом, то для этого лучше взять диодный лазер, в остальных случаях CO2 лазер очень хороший выбор для мастерской по дереву или рекламным вещам!

Диодные лазеры более просты в использовании. 

Лазерный ЧПУ гравер

ЧПУ на базе лазерного диода представляет собой простейший ЧПУ станок с двумя осями и лазерным модулем состоящим из: диода, платы управления им, радиатора и вентилятора охлажения (бывает не на всех). 

Самое забавное то, что существует секта (иначе из не назвать) не верящих в лазерные диоды. Когда появились 500 мВт - они утверждали, что столько с твердотельника не выжмешь, там стоит 100 мВт и его просто разогнали! Потом появились 1.5 и 2.5 Вт, стали говорить, что это 500 мВт разгоняют, когда в продажу вышли 5.5 Вт, то речь пошла о разгоне лазеров на 1Вт. Сейчас активно утверждают, что чисто физически невозможно сделать больше 7 Вт, поэтому 15Вт ЧПУ станки с лазерным диодом - обман! Но недавно появились на 30 и 45Вт, ждем - что станут говорить эти дилетанты.

Диодный лазерный ЧПУ станок весьма бюджетен и малогабаритен, он может лежать на верхней полке и доставаться от туда раз в пару месяцев для каких либо работ, а может работать круглосуточно.

При интенсивной работе теоретически происходит деградация кристалла, это становится заметным по уменьшению мощности светового потока. Чем больше заложенная изначально мощность, тем меньше это будет заметно. Я гонял 5.5 Вт лазер по 2 часа в день в течении полугода, гравировка рисунков и резка. Но падения мощности не заметил. Сейчас этот ЧПУ лазер используется редко, 2-3 раза в месяц, не чаще, ему уже 3 года, а режет и гравирует как в первый день.

Кстати, многие кто имеют СО2 лазер покупают и диодный, как раз для гравировки. Дело в том, что на CO2 лазере надо расфокусировать луч, иначе материал именно испаряется, а не обугливается. Диодный - наоборот. он именно прожигает материал, поэтому с помощью него можно гравировать (выжигать) картины по дереву или коже с весьма мелкой деталировкой.

 Гравировка на лазерном ЧПУ станке

Разница в поведении лазеров связана с длиной волны и мощности луча. В диодных лазерах  замеряют потребляемый ток, поэтому 40 Вт диодного лазера не равны 40 Ваттам CO2 лазеров. С этим надо просто смириться и учитывать при использовании.

Для домашнего использования мощности в 5.5 Вт вполне достаточно, он отлично гравирует и легко режет фанеру толщиной 4 мм.  6 мм тоже прорезает, но требует и поддува и нескольких заходов.

Сейчас в продаже появились станки с лазерными диодами на 15, 25, 45 Вт.

Лазерный диод 15 Вт

Такой лазер представляет собой блок с диодом выдающим когерентное излучение, огромного радиатора являющегося корпусом, блока электроники и вентилятора выполняющего продувку и охлаждение.

Мощности 30 и 45 Ваттных лазерных диодов вполне хватает на резку фанеры до 12 мм, только необходимо сделать выдувание продуктов горения из места реза, без этого вполне возможно появление возгорания. Гравировка может осуществляться на больших скоростях, чем при использовании 5,5 и 7.5 Ваттных головок. 

Кстати, раз уж речь зашла о возможностях, то расскажу про гравировку по металлу маломощным лазерным диодом: закрашиваем поверхность черным перманентным маркером, делаем гравировку лазером, фактически сжигая слой перманентного маркера и закидываем в уксусную кислоту на травление или делаем гальванизацию серебра - по желанию. Маркер отлично защищает металл, а в местах где его выжег лазер  происходит реакция с кислотой которая поглощает металл. 

Этот способ вполне себе заменяет ЛУТ технологию травления плат для самодельной электроники. Медный слой лазером практически не режется - слишком хорошо медь распределяет тепло и нагреть до сгорания точку не получается, а вот сжечь маркер в местах разделения дорожек и выполнить травление в медном купоросе - такой подход позволяет самостоятельно изготавливать платы под CMD компоненты, чего с ЛУТ добиться весьма проблематично.

Еще диодно-лазерные ЧПУ активно использовался для вырезания самоклеящихся тканевых аппликаций и трафаретов из бумаги и тонкой пленки для последующего нанесения краски аэрографом или валиком.

Чем меня привлекают лазерные ЧПУ, так это тем, что они работают автономно - настроил задачу и можно заниматься своими делами, станок сам все сделает. 

Что выбрать - СО2 или диодный лазер

Что выбрать CO2 или диодный лазер для ЧПУ станка

Пришло время подвести итоги и определиться с выбором, что же лучше взять для домашней мастерской.

Если вы собираетесь много резать дерева, прозрачного пластика и тд. и у вас есть готовые контакты или хотя бы имеется представление как загрузить станок хотя бы на 4 часа в день - тогда берем СО2. Как уже говорилось выше, лазерная трубка деградирует даже если она не используется. А значит - необходимо постараться максимально загрузить станок работой.

Если в основном планируете гравировать изображения на дереве, резать тонкий материал и резка - не основная задача, то ваш выбор - лазерный диод. Можно сказать, ЧПУ с лазерным диодом отлично подходит для оснащения небольшой домашней мастерской.

 Лазерный диод установленный на 3D принетре

Продаются специальные наборы которые позволяют установить лазерный диод на 3D принтер или фрезерный ЧПУ станок, тем самым позволяя разнообразить имеющийся парк станков.

Твердотельному лазеру от лежания на полке ничего не будет. Его можно доставать раз полгода для выполнения появившихся задач, а после класть снова на антресоли. К тому же, если приобрести лазерный гравер с рабочим полем 1000х1000 мм, то его сборка из состояния хранения "набор профилей с моторами длиной метр" в рабочее состояние занимает 15-20 минут. Собрали, выполнили работы по нарезке деталей из бальзы для сборки радиоуправляемой авиамодели или отгравировали картину и разобрав можно снова положить на шкаф повыше до следующего использования.

Константин, МастерБластер

konst 1444 просмотра

Рейтинг: +1 Голосов: 1

Комментарии 1

0 Алекс #
14 августа 2022 в 02:45
Спасибо, все более чем доходчиво