Как избежать деформации фанеры на лазерном станке с ЧПУ

Лазерные станки с ЧПУ отлично справляются с раскроем или фигурной резкой фанерных листов. При этом за счёт особенностей бесконтактной обработки лазером края реза получаются аккуратными, а сам шов — очень тонким. В отличие от механической обработки (к примеру, на фрезерном станке с ЧПУ), лазерная резка фанеры исключает образование ворса или «бахромы». Более того, при обработке фанеры лазером вообще не образуются твёрдые отходы — ни стружки, ни пыли!

Достоинством лазерной обработки также является малый уровень шума и низкие вибрации. А также значительно меньший износ оборудования и инструмента. Ведь в качестве «фрезы» используется лазерный луч, а он всегда остаётся «как новый». Однако для качественной обработки фанеры на лазерном станке с ЧПУ всё же необходимо учитывать ряд нюансов.

Режимы обработки

Прежде всего, следует правильно подобрать режимы обработки — под особенности конкретной заготовки. Не секрет, что фанера является довольно «капризным» материалом. Это объясняется особенностью структуры — при «погружении» в материал, лазерный луч встречает слои разной плотности, перемежающиеся клеевой массой. Для уверенной резки лазер должен «пройти насквозь» через все слои, что требует определённой мощности. Однако при слишком большой мощности верхний слой может уже подгорать, в то время как лист фанеры будет прорезан не насквозь. Именно поэтому существует ограничение на толщину обрабатываемых фанерных заготовок — в зависимости от максимальной мощности лазерной трубки станка с ЧПУ.

Более того, мощность излучения в процессе обработки тесно связана со скоростью движения излучателя относительно фанерной заготовки. Слишком большая скорость приведёт к «недорезу» (аналогично недостаточной мощности). Но слишком маленькая скорость может вызвать обгорание краёв — особенно когда мощность излучения значительная.

Таким образом, параметры мощности излучения и скорости перемещения лазерной головки оказываются связаны. Для получения качественного результата обработки необходимо в каждом конкретном случае искать оптимальное соотношение мощности и скорости.

Геометрические размеры заготовки

Естественно, обработать фанерную заготовку на лазерном станке с ЧПУ можно лишь того размера, который уместиться на рабочем столе. Именно поэтому рекомендуется всегда приобретать лазерный станок с «запасом» по площади рабочего отсека. Это, во-первых, позволит в случае необходимости быстро расширить производство (за счёт освоения выпуска новых изделий). А во-вторых, повысит универсальность имеющегося оборудования. Ведь обработать маленькую заготовку на большом станке можно, а вот большую заготовку на малом станке — нет!

Поскольку лазерные станки осуществляют бесконтактную обработку, на заготовку не действуют силы резания. А значит, не возникает реактивный момент — и заготовку не требуется закреплять. Однако в случае работы с фанерой просто уложить лист на ячеистый стол лазерного станка бывает недостаточно. Собственный вес фанеры не всегда способен обеспечить её плотное прилегание к рабочему столу. И дело не в прочности крепления — при обработке даже отстающая местами от стола фанера «не улетит». А вот погрешность обработки за счёт изгиба рабочей плоскости заготовки может появиться.

Как добиться плотного прилегания фанеры?

Для получения качественного результата обработки лазерный луч должен «падать» на обрабатываемую поверхность строго перпендикулярно. При нарушении геометрии луча на поверхности фанеры появятся искажения — размеры «уйдут» и желаемая точность обработки будет недостижима.

Добиться равномерного прилегания фанеры к реечному столу лазерного станка бывает непросто. Как известно, фанера склонна деформироваться от влажности. Причём эта деформация бывает непредсказуемой — плоский лист выгибает дугой или даже «ведёт вертолётом» (т. е. изгиб проявляется в нескольких плоскостях — в противоположные стороны).

Причиной деформации фанеры является влажность. Лист фанеры плохого качества (слабо просушен) может быть деформирован изначально. Однако даже хороший, правильной формы лист со временем коробиться, набирая влагу из помещения. Здесь всё зависит от условий хранения. При этом внешне такой дефект может не проявляться, но стоит начать обработку — и лист фанеры «ведёт».

От работы с некачественной фанерой лучше отказаться. Но что делать, если даже хорошая заготовка может «преподнести сюрпризы»? «Кустарные» методы прижима листа фанеры на столе лазерного станка (вроде грузов в местах выгиба, или ручного придерживания) малопродуктивны. Во-первых, они представляют опасность для персонала. А во-вторых, несут риск повреждения оборудования. И, естественно, не добавляют производительности обработке.

Когда задачей обработки является раскрой фанеры, лёгкий выгиб не играет значительной роли (конечно, если выпуклость не такая, что об неё задевает лазерная головка!) и не ухудшает точность реза. Другое дело, когда лист фанеры предназначен под гравировку. Тут даже малейшее искажение плоскости ведёт к ухудшению изображения. Особенно сильно страдает качество при попытке гравировать небольшие изображения (с массой мелких деталей) на неровном листе фанеры.

В этом случае совет лишь один — работать только с сухой и ровной фанерой. При необходимости лучше хранить фанерные листы (предварительно раскроенные в размер стола) в горизонтальном положении и прижатые стопкой гнёта (к примеру, листами органического стекла).

Приспособление для прижима фанеры

Добиться плотного прижима неровного листа фанеры к плоскости стола лазерного станка с ЧПУ можно при помощи нехитрого самодельного приспособления. Оно представляет собой металлическую рамку (общим весом 3-5 кг) с тремя точками прижима по длинной, и двумя точками — по короткой стороне. Рамку лучше изготовить из стали методом сварки.

Однако более продуктивным решением является использование нескольких неодимовых магнитов. Они с лёгкостью притягиваются к металлическим ячейкам рабочего стола станка даже через толстые фанерные плиты. При этом выдерживают нагрузку (обеспечивают прижим) свыше 10 кг. Этого достаточно чтобы надёжно прижать лист фанеры к плоскости стола именно в локальных местах изгиба (причём в нескольких — неограниченно). При этом толщина магнитов не препятствует движению лазерной головки над заготовкой.