Методы металлообработки деталей на лазерно-гравировальных станках с ЧПУ, страница 3

Стоимость лазерного оборудования постепенно снижается и сегодня оно доступно даже для небольших мастерских. При этом производительность и качество работы у бюджетных моделей практически не уступает промышленным аналогам. Благодаря бесконтактной технологии можно обрабатывать бумагу, кожу и полиэтилен — материалы, которые раньше автоматически обрабатывать было очень сложно.

Конструкция также состоит из:

·монолитной станины;

·горизонтальной столешницы;

·мобильного инструментального портала над рабочей плоскостью, на котором расположена головка излучателя лазера.

·Перемещение исполнительного органа производится за счет шагового электромотора, управляемого числовым программным устройством в соответствии с составленной программой. ЧПУ управляет и мощностью лазера, и функционированием других механизмов.

Принцип работы лазера

Устройство лазера для станка

Для получения лазерного луча необходимо наличие:

·источника энергии извне;

·активной среды;

·оптического резонатора.

Источник энергии вносит в активную среду (кристалл) фотоны, несущие определенный заряд. Фотоны вытягивают из активной среды аналогичные себе частицы. Усилитель заставляет фотоны двигаться активнее, чаще сталкиваться с атомами среды и выбивать все новые фотоны. Через полупрозрачное стекло резонатора фотоны пропускаются наружу в виде узкого луча.

Существует множество конструкций лазеров по металлу и дереву, которые делятся по мощности и размерам, типу внешней энергии и активной среды.

Лазерный луч, сфокусированный в одной точке, обладает высоким содержанием энергии, достаточным для проникновения в любой материал. В месте попадания материал начинает плавиться или гореть. Отличие от обычной резки в отсутствии отходов, которые испаряются. Если материал небольшой толщины или луч достаточно мощный, возможна сквозная резка металла.

Преимущество лазерной резки в тонком резе и малой «травматизации» материала, отсутствии деформации и перегрева. Обрабатывать можно детали любых размеров и форм из любых материалов, например, мягких, которые невозможно обработать резцами или очень твердых металлов.

Принцип действия лазера

В состав лазера, генерирующего световое излучение, входит рабочее тело, генератор накачки, резонатор и другие вспомогательные элементы.

Лазеры бывают следующих видов:

·  твердотельный лазер;

·  газовый;

·  волоконный.

В твердотельном лазере в качестве генерирующего тела используется твердотельный элемент, например, рубин. Лампа накачки вырабатывает световое излучение, которое поглощается рубином, атомы которого возбуждаются и выделяют большое количество световой энергии.

В газовом лазере рабочим телом является газ. Этот газ проходит через газоразрядную лампу, в которой происходит электрический разряд, возбуждающий атомы газа. Наиболее эффективными являются газовые лазеры на углекислом газе.

Волоконный лазер состоит из генератора накачки на светодиоде, световода, в котором происходит генерация, и резонатора.

Оптическая составляющая лазерного оборудования включает:

·лазерную трубку;

·головку излучателя;

·зеркала-отражатели;

·линзу фокусировки.

В трубку закачивается газовая смесь из гелия, диоксида углерода и азота. Устройство ее включает несколько слоев. Через повышающий трансформатор в газовую среду подается напряжение и формируется луч. Он фокусируется линзой, зеркалами направляется в нужную точку. Головка излучателя перемещается над материалом, проводят обработку по любым направлениям. В процессе работы трубка постоянно охлаждается водой, прогоняемой насосом.

Обзор лазерных трубок

Лазерная трубка из ЧПУ-гравера

Мощность и качество лазерной трубки во многом определяет работу станка. Поэтому рассмотрим несколько видов относительно недорогих китайских трубок, используемых в установках для обработки дерева, пластика и других материалов по мере возрастания цены и качества.