Как выбрать лазерный станок?

Как выбрать станок лазерной резки для обработки металлов и неметаллических материалов? Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать, где и для чего будет использоваться станок, какие требования будут предъявляться к качеству реза. Все виды лазерного оборудования работают по общему принципу: сфокусированный луч лазера направляется на материал, разогревает его до температуры плавления, а затем расплав выдувается потоком газа. В результате образуется ровный четкий край, не требующий дополнительной обработки.

Лазерная резка нашла широкое применение в промышленности, автомобилестроении, в архитектуре, рекламной сфере и многих других отраслях. Эта технология обеспечивает высокую точность обработки заготовок и позволяет вырезать детали с минимальным количеством отходов.

Ключевые критерии выбора станка лазерной резки

Перед тем как выбрать лазерный станок для резки металла, нужно определиться с целями его использования. Такое оборудование может работать на крупных предприятиях и в небольших частных мастерских, станки отличаются друг от друга по целому ряду параметров. Разные виды оборудования подходят для резки черных и цветных металлов, с их помощью можно резать кожу, картон, дерево, пластик и другие материалы.

Удобство и эффективность работы со станком во многом зависят от правильности подбора такого оборудования. Рассмотрим подробнее основные критерии, на которые нужно обратить внимание при выборе.

Тип обрабатываемых материалов и их толщина

Чтобы разобраться, как выбрать лазерный станок, стоит оценить возможности использования различных типов оборудования для разных материалов. Основными методами воздействия являются резка и гравировка: в первом случае материал полностью разделяется на фрагменты по запрограммированной линии реза, во втором – на поверхности подготавливается углубление. Гравировальное лазерное оборудование позволяет наносить на материал сложные рисунки, вырезать надписи и узоры.

Лазерные станки могут работать со следующими видами материалов:

• Сталь. Раскрой стальных листов – один из основных способов применения лазерного оборудования в промышленности. Современные станки позволяют разрезать листы черной и углеродистой стали толщиной до 25 мм. Для нержавейки этот показатель уменьшается до 20 мм, так как она обладает более высокой отражающей способностью.
• Оцинкованная сталь. Это черный металл, покрытый тонким слоем цинка для защиты от коррозии. Он усиливает отражающие свойства, поэтому станки могут резать оцинкованный металл толщиной не более 5 мм.
• Цветные металлы, такие как медь, титан, алюминий, а также их сплавы. Из-за повышенной отражающей способности толщина медных и латунных листов при лазерной резке не превышает 5 мм, алюминия – 16 мм, титана — 5 мм.
• Пластик. С помощью лазера можно резать акрил, поликарбонат и другие виды листового пластика толщиной до 10 мм. Однако такие станки не подходят для обработки ПВХ, тефлона или винила, так как эти материалы при тепловой обработке выделяют токсичные вещества.
• Дерево и шпон толщиной до 15 мм. Лазер хорошо разрезает древесину, однако есть риск обугливания краев реза под воздействием сильного нагрева.
• Фанера. Это многослойный древесный материал, поэтому максимальная толщина листов для лазерной резки не превышает 10 мм. Резке лучше поддается фанера из древесины хвойных пород, она меньше обугливается при раскрое.
• МДФ и ДВП. Это стружечные древесные материалы, спрессованные в прочные плиты. Максимальная толщина составляет 12 мм.
• Кожа. Лазерные станки могут нарезать кожу толщиной до 3 мм, также они широко применяются для декоративной гравировки кожаных изделий.

С помощью такого оборудования также можно разрезать гипсокартон, паронит, слюду, искусственный камень и многое другое. Для каждого типа материала можно подобрать наиболее подходящее оборудование.

Как выбрать лазер в зависимости от материала?

Разные типы лазерных излучателей по-разному взаимодействуют с металлами и неметаллическими материалами. Возможности применения:

• СО2-лазеры используются преимущественно для работы с неметаллическими материалами, такими как пластик, дерево или кожа. Они обладают невысокой мощностью, поэтому могут прорезать черный металл толщиной до 2 мм, а нержавейку – только до 1,5 мм. Это значительно сокращает возможности их применения при обработке металлов. Однако они станут отличным решением для резки и гравировки пластика, дерева и других неметаллов.
• Волоконные лазеры рассчитаны на работу с металлами благодаря большей мощности и точности направленного излучения. С их помощью можно резать и гравировать металлические заготовки, в том числе из цветных металлов.

Размер рабочей области станка

Чтобы ответить на вопрос, как выбрать лазерный станок, нужно определиться с размерами будущих изделий. У каждой модели станка есть своя рабочая область, от которой зависит величина обрабатываемого материала.

В зависимости от величины рабочего поля лазерные станки можно поделить на следующие основные группы:

• Компактные настольные модели, рассчитанные на частное любительское использование или на небольшие мастерские. Рабочее поле обычно не превышает 500х300 мм. Такое оборудование обычно имеет невысокую мощность, оно рассчитано на резку и гравировку деталей небольшого размера и толщины. Однако оно может быть установлено и на предприятиях, так как с его помощью можно разгрузить крупные станки или устранять дефекты небольших изделий.
• Среднеформатные модели с размером рабочего поля 600х900 мм — 1500х1000 мм. Такой диапазон позволяет обрабатывать широкий спектр заготовок, при этом станки имеют относительно небольшие габариты. Оборудование среднеформатного типа может использоваться и в частных мастерских, и на предприятиях.
• Широкоформатные станки, у которых размер рабочего поля может достигать 3000х6000 мм. Они рассчитаны на быструю обработку заготовок большого размера, могут использоваться для серийного производства продукции на крупных предприятиях. С их помощью можно обрабатывать листовые или рулонные материалы.

Тип лазера: CO2 или волоконный

Лазерные станки различаются по принципу работы, у каждого вида есть свои преимущества и недостатки. Чтобы разобраться, какой лазерный станок купить, нужно определиться с поставленной задачей. Рассмотрим подробнее, как работают самые популярные станки, в чем их плюсы и минусы.

СО2 лазеры: основные особенности

СО2 лазеры – первое поколение станков для резки материалов, сейчас они во многом считаются устаревшими. Основным компонентом такого оборудования служит герметичная трубка, заполненная углекислым газом с добавлением азота и гелия. Источник света генерирует излучение, которое проходит через трубку несколько раз: движение вперед-назад обеспечивается отражателями на концах. В результате излучение приобретает высокую мощность, достаточную для нагрева и испарения материала.

Луч фокусируется с помощью зеркал оптической системы и подается на материал, контроллер обеспечивает перемещение режущей головки в заданном направлении. В результате станок с высокой точностью раскраивает материал по линии реза.

Лазеры такого типа остаются востребованными по нескольким причинам:

• Универсальность. Они могут работать с пластиком, деревом, фанерой и другими неметаллическими материалами, а также с тонколистовым металлом.
• Возможность замены лазерной трубки. Она является расходным материалом, замена восстанавливает мощность станка.
• Простота обслуживания и относительно невысокая стоимость. Такие преимущества обеспечили активное использование такого оборудования в частных мастерских.

К минусам можно отнести достаточно большие энергозатраты при использовании и невозможность резки металла большой толщины. Такой станок подходит преимущественно для работы с неметаллическими материалами из-за невысокой мощности излучения.

Как работает волоконный лазер?

Волоконные лазеры нового поколения используют в качестве активной среды оптоволокно, изготовленное из силикатного или фосфатного стекла. Свет испускается диодами накачки, многократно усиливается при возбуждении активной среды, фокусируется оптической системой и направляется на материал.

Волоконные лазеры работают с минимальной длиной волны 1,06 мкм – это в 10 раз меньше, чем у газовых лазеров. Это дает возможность многократно повысить интенсивность воздействия на материал и увеличить точность обработки. Такие характеристики позволили использовать волоконные станки для резки цветных и черных металлов: толщина стального листа достигает 25 мм.

При обработке материалов луч фокусируется в точку в несколько микрон: в результате уменьшается толщина реза, соседние области материала подвергаются минимальному воздействию. Такие лазеры обеспечивают ровный металлический край, не требующий дополнительной обработки.

При всех плюсах волоконные станки больше подходят для резки металла и не рассчитаны на обработку неметаллических материалов. Для кожи, картона или пластика лучше выбирать СО2 оборудование.

Мощность лазерного источника

Одним из важных параметров при выборе является мощность источника лазерного излучения: этот показатель напрямую влияет на скорость и качество резки. Также от этого показателя зависит толщина обрабатываемых материалов и возможности применения станка на производстве. Как выбрать лазерный станок ЧПУ по мощности?

Выбор СО2 лазера по мощности

Для СО2 лазеров этот показатель может составлять от 40 до 400 Вт. Обычно достаточно мощности трубки 180 Вт для решения базовых задач по резке неметаллов или тонколистовых металлических заготовок. Мощность зачастую зависит от размеров и назначения станка:

• Для компактной настольной модели будет достаточно мощности 40-50 Вт – это позволит резать тонкие материалы и проводить их лазерную гравировку. При бережной эксплуатации срок работы трубки может достигать 1500-3000 рабочих часов.
• Среднеформатное универсальное оборудование комплектуется трубками с мощностью 60-80 Вт. При правильной эксплуатации они могут прослужить до 10000 рабочих часов.
• Крупногабаритные промышленные станки комплектуются трубками мощностью до 400 Вт. Они могут использоваться для резки заготовок максимальной толщины и редко применяются для гравировки.

Выбор волоконного лазера по мощности

Волоконные станки выпускаются с более широким диапазоном мощности – она может достигать 15000 Вт. Энергию накачки можно наращивать до разрушения волокна, поэтому такие станки будут намного более износостойкими. Выбор подходящей мощности модели зависит от ее назначения:

• Компактные граверы, используемые для хобби, могут иметь мощность не боле 50 Вт – этого достаточно для маркировки различных металлических изделий и нанесения гравировки на поверхность.
• Для резки тонколистового металла подходят станки мощностью от 60 Вт. Чем выше мощность оборудования, тем более толстый металлический лист оно сможет разрезать.
• Для промышленной металлообработки применяются высокомощные станки – их мощность может достигать 15 кВт. Это дает возможность работать с толстыми заготовками из алюминия, меди, латуни и других материалов с высокой отражающей способностью.

Комплектация и дополнительные опции станка

Чтобы решить, какой лазерный станок выбрать для предприятия или частной мастерской, стоит ознакомиться с возможными вариантами комплектации. Помимо базовых элементов, модель может снабжаться дополнительными компонентами, которые делают ее более удобной в эксплуатации, производительной и безопасной.

Основные компоненты лазерного станка – это рабочий стол, на котором фиксируется деталь, режущая головка, система подачи газа, оптика для концентрации и направления лазерного луча, механизм перемещения головки по направляющим. Рабочий процесс управляется контроллером, который обеспечивает движение головки по заданной программе. Дополнительно в конструкции станка могут быть предусмотрены следующие опции:

• Защитный поддон, в который будет собираться мусор во время работы. Его наличие значительно упрощает уборку помещения после использования станка.
• Система сменных столов, с помощью которых можно поочередно двигать заготовки в рабочую зону. Она существенно ускоряет работу на производстве.
• Труборез. Такое приспособление позволяет работать не только с листовым металлом, но и с круглыми или профильными трубами.
• Защитная кабина. Она помогает сотруднику избежать негативного воздействия прямого и отраженного лазерного излучения.
• Концевые датчики. Это важный компонент, с помощью которого контроллер отслеживает перемещение режущей головки по всем трем осям. Если датчик неисправен, то режущая головка может врезаться в стол, что приведет к необходимости долгого и дорогостоящего ремонта.
• Чиллер. Это система водяного охлаждения, которая не просто перемещает воду, как помпа, но и снижает ее температуру. Наличие чиллера эффективно предотвращает перегрев станка, что позволяет значительно увеличить срок его службы.

Это только некоторые компоненты, которые помогают повысить производительность станка, увеличить скорость его работы и продлить срок эксплуатации. Дополнительное оснащение требует вложений, поэтому часто владельцы оборудования стремятся сэкономить. Однако в итоге приходится чаще платить за ремонт, кроме того, возрастает риск опасных аварийных ситуаций. Лучше позаботиться о полноценном оснащении оборудования, чем потом тратить крупную сумму на устранение неисправностей.

Производитель и качество сборки

Перед тем как выбрать лазерный станок по металлу, стоит ознакомиться с предлагаемым ассортиментом и работающими на рынке производителями. Цена зависит не только от технических параметров, но и от бренда производителя. Станки топовых марок стоят дороже, однако они гарантированно будут надежными и устойчивыми к нагрузкам.

Наиболее популярные производители

Можно перечислить несколько наиболее популярных брендов станков, получивших широкое распространение в России:

• Китайские марки Wattsan, King Rabbit. Первая из них относится к средней ценовой категории, вторая – к бюджетной. Станки King Rabbit подойдут для установки в небольших мастерских, их также можно использовать для хобби.
• Японские бренды Amada, Mazak, Tanaka. Японское оборудование входит в премиум-сегмент: оно стоит дорого, но оправдывает свою цену благодаря высокой мощности, надежности сборки и эффективности станков.
• Европейские бренды Bystronic, Trumpf. Первая марка швейцарского производства относится к премиальному уровню, вторая – к средней ценовой категории. Мощные надежные станки подойдут для установки на предприятии с серийным выпуском деталей.
• Российские марки «Латиком» или «Лазерный Центр». Поскольку производство ведется в России, станки будут значительно дешевле аналогов, при этом оборудование будет достаточно надежным.

Критерии оценки качества и надежности оборудования

От надежности и качества сборки станка во многом зависит результат обработки материала. При выборе оборудования можно обратить внимание на несколько важных моментов:

• Гарантии производителя. Чем дольше срок, тем больше надежность оборудования. Если гарантии нет вообще или она составляет несколько месяцев, сложно надеяться на продолжительную работу.
• Наличие мощной станины, рассчитанной на большой вес заготовки.
• Комплектация. Станок может быть оснащен различными дополнительными приспособлениями, однако не все они будут полезными при выполнении конкретных задач. Во многих случаях нет необходимости переплачивать за ненужные опции.
• Качество материалов и сборки. В бюджетных станках используются недорогие материалы, что значительно сокращает срок работы оборудования.

Одно из важных требований при выборе станка – его быстрая окупаемость. Чем раньше он оправдает вложения, тем удачнее была сделана покупка.

Требования к продавцам

Важно обращать внимание на условия, которые предлагает продавец. Несколько важных моментов:

• Квалификация продавца. Он должен знать особенности предлагаемого товара и помогать выбрать модель с нужными параметрами.
• Наличие доставки. Это полезное преимущество, особенно если нужно установить крупноформатный станок.
• Услуги по пусконаладке и настройке. Это значительно упрощает запуск оборудования.
• Обучение персонала. Если такая услуга предусмотрена, меньше риск случайной поломки оборудования, оно с самого начала будет использоваться правильно.
• Наличие в продаже расходников. В перспективе трубки и другие комплектующие придется менять. Если продавец может предложить расходные компоненты в будущем это упростит ремонт и обслуживание.

Заключение

Таким образом, чтобы разобраться, какой лазерный станок лучше, нужно учесть его назначение и материалы, с которыми предстоит работать. Правильно выбранное оборудование для резки металла или неметаллических материалов должно быть надёжным, экономичным и удобным в использовании. Нет необходимости переплачивать за избыточную мощность и ненужные опции: широкий спектр моделей позволяет найти оптимально подходящий вариант.