Замена расходных материалов для лазерных станков с ЧПУ

Современные лазерные станки с ЧПУ обеспечивают высокую точность и быстроту обработки заготовок. Достоинством бесконтактной обработки лазером является минимальная тонкость реза и аккуратность шва, отсутствие твёрдых отходов (в виде пыли и стружки), низкие шумы и вибрации при работе, малый износ станочного оборудования, возможность осуществлять фигурную резку и обработку сложного контура (вплоть до создания 3D-изделий). Удобные в эксплуатации и простые в обслуживании лазерные станки с ЧПУ способны работать с широкой номенклатурой материалов, в том числе с тонкими и непрочными, такими как ткань или бумага.

Всё это делает лазерный станок с ЧПУ привлекательным оборудованием не только в рамках промышленного производства, но и для малого предприятия (художественного или рекламного ателье, частной мастерской и т. п.). Однако для получения максимальной отдачи, лазерный станок необходимо обслуживать — аккуратно соблюдая порядок и периодичность регламентных работ.

Перечень «расходных материалов»

При грамотной эксплуатации, лазерные станки с ЧПУ достаточно надёжны и не требуют замены «всего и вся». Однако ряд узлов имеет ограниченный ресурс работы — и это никак не связано с качеством компонентов, а лишь с физическим принципом их функционирования. Так лазерная трубка рассчитана на 10-15 тыс. часов непрерывной работы. Спустя это время трубку всё равно придётся менять — как бы аккуратно с ней не обращались. То же относится и к узлам трения (ролики каретки, приводные ремни электродвигателей и пр.) — их износ неизбежен в процессе работы.

Таким образом, к перечню узлов лазерного станка с ЧПУ, подлежащих периодической замене, можно отнести:

• лазерную трубку;
• линзу излучателя;
• блок питания лазерной трубки;
• ролики подвижной каретки лазерного излучателя;
• эластичные приводные ремни электродвигателей.

Остальные узлы или детали также могут подлежать замене (например, при случайном повреждении), но к «расходным материалам» их относить всё же не стоит.

Необходимость замены «расходников»

Для поддержания лазерного станка с ЧПУ в исправном состоянии необходимо придерживаться рекомендаций производителя по срокам замены «расходных материалов». Однако требуемая периодичность замены сильно зависит от конкретных условий эксплуатации оборудования. Поэтому ориентироваться следует не только на сроки плановой замены, но и на фактическое состояние компонентов (выявляемое по рядку косвенных признаков).

Так «неисправности» лазерной трубки могут быть связаны не с её дефектом, а с выходом из строя блока питания. Поэтому перед заменой лазерной трубки следует обязательно убедиться в работоспособности блока питания (например, подключив к его выводам заведомо исправную лазерную трубку).

Необходимость замены самой лазерной трубки может быть выявлена при явных снижениях её характеристик. Это становится очевидным когда станок, к примеру, «не хочет» обрабатывать тот или иной материал на обычном (многократно проверенном) режиме, а «требует» корректировки параметров (например, увеличения мощности лазера). Однако и в этом случае делать однозначный вывод о «садящейся» трубке нельзя — падение мощности может быть связанно с загрязнением линзы в головке излучателя или отражающих зеркал оптической системы станка.

Таким образом, оценить действительный ресурс лазерной трубки порой оказывается непросто — ведь качество обработки зависит не только от её характеристик, но и от множества иных факторов. Ориентироваться следует на номинальный ресурс, указываемый производителем, а также «не запускать» остальные системы станка — тогда вывод о необходимости замены лазерной трубки будет более обоснован.

Замена отражающих зеркал, а также линзы излучателя может потребоваться в случае, когда их очистка (специальной жидкостью и безворсовыми салфетками) не даёт результата. Кроме того, при неаккуратном обращении линза излучателя может быть поцарапана (она покрыта тончайшим защитным покрытием) — в этом случае поможет только замена.

Как «продлить жизнь» компонентам лазерного станка

Все система лазерного станка с ЧПУ имеют расчётный срок службы. Как правило, «расходные материалы» требуется менять гораздо раньше, чем состарятся прочие детали и узлы оборудования. Однако при грамотной эксплуатации даже «расходные материалы» могут служить гораздо дольше, чем им «предписано» производителем.

Так для продления ресурса лазерной трубки крайне важна эффективность системы охлаждения. Даже незначительное повышение температуры охлаждающей жидкости сверх рекомендованной (25 °С) может привести к существенному падению ресурса трубки. Для улучшения функционирования системы охлаждения можно заменить «пассивную» ёмкость-теплообменник для хранения запаса воды на специальное устройство — чиллер. Чиллер позволяет гибко задавать и автоматически (с большой точностью) поддерживать необходимую температуру охлаждающей жидкости.

Для повышения ресурса отражающих зеркал рекомендуется при юстировке оптической системы «пристреливать» лазер не по центру, а с небольшим смещением к краю зеркала. Для первого и второго (считая от лазерной трубки) зеркала такое смещение не приведёт к нарушению геометрии хода лучей. Зато смещение лазерного луча позволит обойтись без замены зеркала — как только на поверхности станет заметно неудаляемое салфетками «пятно», зеркало можно перевернуть на 90 град. и эксплуатировать дальше. Подобная операция позволит несколько раз провести «переворот» и сэкономить на замене зеркал.

Увеличить ресурс подшипников каретки инструментального портала можно простым способом — повысив их защиту от пыли и загрязнения. Этому же будет способствовать применение качественных смазок и строгое соблюдение периодичности замены и восстановления смазочного слоя.

Приводные ремни электродвигателей прослужат дольше, если для каждого вида обработки проводить «тонкую настройку» параметров — с тем чтобы избежать значительных нагрузок при высоких скоростях/ускорениях движения излучателя. Конечно, когда «агрессивные» настройки необходимы для обеспечения высокой производительности обработки, «щадящим» режимом логично пренебречь (производительность важнее). Однако в других ситуациях — особенно когда режимы станка выставлены «случайно» (без оптимизации под конкретные условия обработки) — снижение нагрузки на инструментальный портал может не повредить производительности. Зато приведёт к ощутимому снижению износа станка.