Трубка для лазерного станка

Лазерные станки с ЧПУ пользуются заслуженной популярностью для обработки заготовок из самого разного материала. Свою «репутацию» лазерные станки оправдывают благодаря доступной цене, высокой универсальности и крайне простым приёмам эксплуатации и обслуживания. Эффективное использование лазерных станков с ЧПУ возможно не только в промышленном производстве, но и на небольших частных предприятиях. Причём персоналу необязательно быть с техническим образованием — короткий период обучения и управляться с лазерным станком с ЧПУ будет не сложнее, чем с ксероксом.

Однако есть известная поговорка, что профессионал отличается от любителя знанием деталей. В случае эксплуатации лазерного оборудования учёт нескольких важных деталей позволит дополнительно улучшить качество обработки и повысить период безотказной работы оборудования.

Принцип лазерной обработки

Принцип обработки лазером очень прост — насыщенный энергии когерентный луч (лазер) воздействует на заготовку. За счёт высокой температуры в небольшой области реза, материал заготовки испаряется и луч лазера «погружается» в заготовку на определённую глубину (при достаточной мощности лазера и/или небольшой толщине материала заготовка прорезается насквозь). «Лишний» материал при этом испаряется (газообразные отходы удаляются штатной системой вытяжки станка), а заготовка получает новую форму.

Под управлением системы ЧПУ лазерная головка может совершать сложное перемещение, воплощая фигурную траекторию реза — в полном соответствии с программой обработки. А в качестве программы выступает обычный компьютерный эскиз — графическое изображение (или 3D-модель) готового изделия. Таким образом, подобно принтеру, лазерный станок с ЧПУ позволяет «вывести» созданный на компьютере дизайн-эскиз и изготовить на его базе реальное изделие.

Благодаря широкому спектру настроек (мощности излучения, скорости обработки и пр.) лазерные станки с ЧПУ способны работать с деревом, пластиком, стеклом, кожей, камнем, тканью, плёнкой, бумагой, резиной и даже металлами. Что и определяет их высокую универсальность и большую популярность.

Лазерная трубка станка

Как известно, для генерации лазерного излучения требуется активная среда, энергия накачки и оптический резонатор. В качестве источника излучения в лазерных станках с ЧПУ распространены газовые стеклянные трубки. Смесь газа (азота, СО2 и гелия) при подаче внешнего напряжения излучает когерентные фотоны, т. е. лазерный луч. Газовые лазеры очень стабильны в работе и отличаются низкими энергозатратами — поэтому их применение в «бюджетных» моделях станков с ЧПУ более чем оправдано.

Конструктивно источник лазерного излучения — это продолговатая стеклянная трубка небольшого диаметра и длиной порядка 0,6-1,4 м. Внутри запаянной трубки находится газовая среда, внешняя энергия к которой (в виде тока высокого напряжения) подводится двумя электродами. Также трубка оснащена парой штуцеров для закачки охлаждающей воды внутрь специальной полости (между двойными стеклянными стенками).

Один из концов трубки «слепо замкнут», другой же имеет полупрозрачную линзу для выхода лазерного луча. В зависимости от режимов обработки (и грамотности эксплуатации лазерного станка), ресурс трубки может составлять до 15 тыс. часов, или примерно год работы при пятидневной восьмичасовой загрузке станка. Это значительно меньше, чем ресурс станочного оборудования в целом. Поэтому лазерные трубки можно отнести к категории «расходных материалов».

Кроме того, лазерные трубки имеют разную номинальную мощность излучения. А значит, лазерный станок с ЧПУ может поддаваться «апгрейду» — при замене трубки на более мощную станок получает дополнительные технологические возможности (к примеру, способность обработки более толстых заготовок, или возможности работать с большими скоростями).

Следует только учесть, что при желании поставить трубку большей мощности необходимо одновременно менять и блок питания (эти агрегаты должны иметь равные характеристики мощности).

Правила установки трубки

Лазерная трубка устанавливается горизонтально — позади рабочего отсека станка. При транспортировке и распаковке стеклянной трубки следует соблюдать известную осторожность — чтобы не повредить хрупкий корпус. Кстати, нарушения в работе станка могут быть связаны именно с повреждением лазерной трубки. Чтобы убедиться в этом рекомендуется иметь в запасе заведомо исправную «контрольную» лазерную трубку — и проверять работоспособность станка с ней.

Установка лазерной труби на станок не представляет особых трудностей. Необходимо открутить удерживающие винты специальных «пастелей», уложить в них трубку (ориентируя излучающий конец в сторону зеркала внутри рабочего отсека), вернуть на место скобы пастелей и затянуть винты. Далее следует припаять высоковольтные провода к соответствующим выводам трубки и надёжно заизолировать их. Последний этап — подключение гибких шлангов системы охлаждения к встроенным патрубкам трубки.

Некоторые трубки содержат ясную надпись на корпусе «this side up». Другие модели такой маркировки не имеют. Между тем каждая лазерная трубка с водяным охлаждением должна устанавливаться выходным штуцером для воды вверх. Это делается для естественного удаления из системы охлаждения водяных пробок. Поэтому, даже если трубка не имеет соответствующей маркировки, следует всё равно располагать её правильно (выходным штуцером вверх).