CNC лазер и неговите приложения в промишлеността и науката

Лазерната технология направи революция в света на производството и проектирането, като позволява прецизно рязане и гравиране с невероятна скорост и точност. Лазерната машина с ЦПУ предлага несравнима точност и повторяемост, което я прави ценен инструмент както за производители, така и за занаятчии и любители. Много индустрии разчитат на CNC лазери за рязане и гравиране на различни материали с прецизност и ефективност. Тази технология съчетава мощността на лазерния лъч с гъвкавостта на машината с ЦПУ, което позволява с лекота да се правят сложни гравировъчни проекти и комплексни разрези. Най-ефективният тип CNC лазери се основава на технологията на синия лазер. Разбирането на начина на работа на тази технология и нейните приложения може да даде представа за широкото ѝ използване в различни отрасли.

Определение за CNC лазер

CNC лазерът е инструмент, който използва мощна лазерна глава или лазерен модул за прецизно рязане, гравиране, гравиране или маркиране на материали. Най-често словосъчетанието CNC лазер се отнася за комплект за надграждане на син лазер, настроен на машина с ЦПУ, като например Shapeoko Pro или X-Carve Pro. Лазерите с ЦПУ обикновено се използват в производството, прототипирането и художествените приложения, но могат да се използват и в науката и изследванията. В производството, създаването на прототипи и артистичните приложения лазерният лъч се използва за рязане, гравиране, гравиране и маркиране. В науката и изследванията лазерът може да се монтира на високопрецизна машина с ЦПУ, за да се премести на определено място над образец или обект, след което лазерният лъч да се използва за оптично напомпване, предизвикване на флуоресценция или като оптична пинсета. По-голямата част от приложенията на лазерите с ЦПУ обаче са в производството.

В производството има различни видове лазери, които се използват в машините с ЦПУ. В исторически план CO2 лазерите с ЦПУ са разработени отдавна и следователно сега се предлагат в множество оптични лазерни мощности. В днешно време обаче CO2 CNC лазерите са остаряла технология по няколко причини. На първо място, всеки CO2 CNC лазер губи 95-96% от подаваната електрическа мощност, като същевременно обикновено има малко по-лоша абсорбция от синия лазер върху повечето обработвани материали. Освен този очевиден недостатък, CO2 CNC лазерите също така изискват обременяващо и често калибриране и са много по-тежки и с по-големи размери, което затруднява преместването им при необходимост. Всъщност, ако погледнем само от гледна точка на пространството, можете да поберете приблизително 100 сини лазерни глави в същото пространство, в което се намира една CO2 CNC лазерна машина.

В днешно време е много по-ефективно да се използва син CNC лазер, отколкото CO2 или влакнест лазер. Сините CNC лазери се предлагат в два варианта - като сини галво CNC лазери или CNC машини, оборудвани с комплект за надграждане на лазера. Синята лазерна глава, монтирана на машина с ЦПУ, работи изключително добре както за рязане, така и за гравиране, и е особено ефективна в ролята на CNC лазерен нож. За разлика от тях сините галво CNC лазери съдържат по-голям модул за син лазер и придвижват лазерния лъч със специални галво огледала, което позволява светкавично бързо cnc гравиране (например 79 инча в секунда или 2 m/s), въпреки че могат да се използват и за рязане на много тънки материали. Ефективно синият галво лазер е много ефективен CNC лазерен гравьор.

Синята лазерна глава се отнася до лазерен модул, който излъчва фокусиран лазерен лъч със син цвят. Сините лазери са известни с високата си енергийна ефективност, по-високата си абсорбция върху повечето материали и прецизните си способности за рязане и гравиране, което ги прави идеални за повечето приложения. Лазерният лъч карбонизира, изпарява или разтопява материала, създавайки прецизни срезове или детайлни гравюри според заданието за проектиране.

Opt Lasers е водещ производител на сини лазерни глави за машини с ЦПУ, както и на сини галволазерни глави. Известни сме с висококачествените лазерни модули, които предлагат превъзходна производителност и надеждност, като издържат 20-200 пъти по-дълго от другите сини лазери на пазара. Машината с ЦПУ, оборудвана със синя лазерна глава, може да реже и гравира с лазер различни материали, включително дърво, кожа, тъкани, въглеродни влакна, акрил и други пластмаси, както и хартия, и това са само няколко примера. Той може също така да гравира или маркира с лазер определени метали, като неръждаема стомана, въглеродна стомана, волфрам, титан и анодизиран алуминий (но не и гол алуминий).

Например представените по-долу бутони водят до специализирани категории за машини с ЦПУ (за редица популярни машини с ЦПУ), в които са изброени специализирани лазерни комплекти за тези машини с ЦПУ. Задаването на лазерен комплект на тези машини ги превръща в лазерна машина с ЦПУ, освен основната им функционалност за фрезоване с ЦПУ. В случай че вече притежавате машина с ЦПУ, но от друг производител, трябва да отидете в категорията "Други машини с ЦПУ и роботи", където можете да закупите универсален лазерен комплект, който може да се инегрира на почти всяка машина с ЦПУ.

Разбиране на машините с ЦПУ

Основи на машините с ЦПУ

Сърцето на всяка машина с ЦПУ е нейната система за цифрово управление, която позволява прецизен контрол на движенията на оборудването. Машините с ЦПУ работят въз основа на набор от инструкции, които се изпращат под формата на G-код към контролера на машината с ЦПУ. Контролерът с ЦПУ указва на машината как да насочи инструмента по правилния път, за да създаде желания компонент или продукт. Контролерът с ЦПУ отговаря и за изпращането на сигнала за лазерна модулация (управление), който указва на лазера кога да стреля, с каква мощност и за колко време.

Интегриране на лазерната технология в CNC

По отношение на машините с ЦПУ интегрирането на лазерната технология доведе до революция във възможностите на тези машини. Чрез добавяне на лазерна глава към оборудването с ЦПУ потребителите могат да извършват лазерни срезове и гравиране с несравнима точност и скорост. Самият син лазер може да бъде с точност до 0,00039" (0,01 mm). Лазерната машина с ЦПУ разпалва лъча при дадена мощност практически мигновено, за разлика от шпиндела или ендшпила, които изискват незабележимо време, за да го ускорят. Нещо повече, лазерната обработка е безконтактен метод. Лазерът обработва материала от разстояние, за разлика от трионите и фрезите, които в крайна сметка се затъпяват поради контактната обработка. В същото време затъпяването на режещите инструменти може да бъде особено проблематично за някои процеси, например CNC рязането на кожа. Освен предишните предимства на използването на лазери в машини с ЦПУ, лазерът може да достигне и много по-високи скорости.

Интегрирането на лазерната технология в машините с ЦПУ отвори свят от възможности за индустрии като производство, създаване на прототипи и дори артистични начинания. Възможностите на лазерните глави с ЦПУ предоставят на потребителите възможността да работят с материали като дърво, кожа, акрил, текстил и дори метали с лекота и точност, които преди това са били немислими.

Комплекти за син лазер от Opt Lasers

Характеристики на сините лазерни глави на Opt Lasers

Някои от впечатляващите характеристики на сините лазерни глави на Opt Lasers включват висока прецизност на рязане и гравиране, по-висока абсорбция от типовете лазерни глави за повечето материали, висока енергийна ефективност, както и компактен и лек дизайн за лесно интегриране в CNC машини и безпроблемна работа. Това, което отличава Opt Lasers от другите компании, предлагащи сини лазери, е, че лазерните глави на Opt Lasers са изработени с висококачествени компоненти, използват щателно разработени конструкции и ефективно издържат 20-200 пъти по-дълго, отколкото средно издържат конкурентните продукти. Това от своя страна е много полезно и от финансова гледна точка, тъй като можете да използвате една единствена синя лазерна глава на Opt Lasers, вместо да закупувате 20-200 сини лазерни модула от различни производители, които като цяло струват много повече. Високото качество на Opt Lasers също така позволява на нашите продукти да служат непрекъснато 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата.

Приложения и съвместимост

С дължина на вълната от 445 nm сините лазери са идеални за рязане и гравиране на различни материали. Повечето материали, обработвани с ЦПУ, абсорбират сините лазери много по-ефективно от други видове лазери. Ето защо обикновено е по-полезно да се говори за материали с отклонения, отколкото за такива, за които сините лазери са отлични. Най-често споменаваният материал, който сините лазери понастоящем не могат да гравират, е голият алуминий (въпреки че сините лазери могат да гравират анодизиран алуминий). Пластмасите, с огромното си разнообразие от различни полимерни състави, също са категория, в която сините лазери не винаги са най-добрият вариант (въпреки че често са). Според нашия опит сините лазери са с най-добра ефективност за приблизително 80 % от пластмасите, за които ни беше отправено запитване и с които извършихме тестове за лазерно рязане и гравиране за нашите клиенти.

Съвместимостта на синия лазер с редица машини с ЦПУ го прави универсален инструмент за професионалисти от различни индустрии, включително кожарски кожарски заводи, дървообработващи фабрики, производители на мебели, текстилни фабрики, производители на бижута и табели. Приложенията на сините CNC лазерни глави са обширни и включват гравиране на дизайни върху бижута, етикети върху плодове и зеленчуци, етикети EPAL и GMA върху дървени палети, рязане и гравиране на шаблони върху дърво или акрил и брандиране на изделия с персонализирани лога, снимки или съобщения. Съвместимостта му с популярни машини с ЦПУ го прави ценно допълнение към всяко производствено предприятие, офис или работилница, които искат да разширят възможностите си в областта на рязането, гравирането, гравирането и маркирането.

Обработка на материали с лазери с ЦПУ

Видове материали, подходящи за лазерно рязане и гравиране

Сега нека разгледаме различните материали, които са подходящи за обработка с помощта на CNC лазери. От дърво и акрил до кожа и метал, лазерите с ЦПУ могат да режат и гравират широка гама от материали, като получават първокласни гравюри и разрези с равномерни и добре дефинирани характеристики. Синята лазерна технология предлага гъвкавост при обработката на материали, което я прави най-добрият избор за много индустрии. Информацията за примерни материали, които могат да се обработват с CNC лазер, може да бъде разпределена в следната таблица:

Горната таблица показва гъвкавостта на лазерите с ЦПУ при обработката на различни материали за процеси на рязане и гравиране.

Предимства на използването на сини лазерни глави при обработката на материали

Включването на сини лазерни глави в обработката на материали предлага множество предимства. Прецизността и точността, осигурени от сините лазери, водят до чисти разрези и детайлни гравюри. Освен това високата енергийна плътност на сините лазери позволява ефективно отстраняване на материала, което намалява необходимостта от вторична обработка. Тази технология повишава общата производителност и качеството на крайните продукти, което я прави безценен инструмент за предприятията, търсещи прецизност в производствените си процеси.

Разбирането на ползите от използването на сини лазерни глави при обработката на материали може да помогне на предприятията да вземат информирани решения при избора на правилната технология за техните операции. С подобрената си ефективност, точност и гъвкавост лазерите с ЦПУ със сини лазерни глави революционизират начина, по който се режат и гравират материали в различни индустрии.

Потенциални бъдещи приложения и технологии

Приложенията на лазерите с ЦПУ са многобройни и продължават да се разширяват. От сложни дизайни на бижута до широкомащабно промишлено производство, лазерите с ЦПУ имат потенциала да революционизират различни индустрии. Първата в света 15 W CNC лазерна глава с три лазерни диода беше пусната на пазара през 2021 г. от Opt Lasers. Това беше последвано в началото на 2024 г. от друго пускане на първия в света 45 W син лазер, с 8 сини лазерни диода, и също беше осъществено от Opt Lasers. В бъдеще можем да очакваме напредък в автоматизацията, по-високи скорости на рязане и възможност за работа с още по-широк спектър от материали.

Бъдещото развитие на лазерните технологии с ЦПУ може да включва и напредък в областта на устойчивостта и екологичните практики. Тъй като светът преминава към по-екологични технологии, сините CNC лазери са най-добрата технология за минимизиране на отпадъците и потреблението на енергия, което ги прави още по-привлекателни за широк спектър от приложения.

Поддръжка и безопасност

Правилна поддръжка на CNC лазерна машина

Редовната поддръжка на лазерна машина с ЦПУ е от решаващо значение за осигуряване на оптимална работа и дълготрайност на оборудването. Важно е редовно да се почиства фокусиращата леща, за да се предотврати натрупването на остатъци, които могат да повредят покритието на лещата и в крайна сметка да повлияят на качеството на рязане и гравиране. Освен това използването на въздушен асистент и въздушен компресор с добавен филтър и маслен сепаратор позволява на потребителя да почиства лещата 10 пъти по-рядко.

Предпазни мерки за безопасност при работа с CNC лазери

При работа с CNC лазер трябва да се спазват подходящи предпазни мерки, за да се предотвратят злополуки и наранявания. Операторите трябва да носят подходящи предпазни средства, като предпазни очила и ръкавици, за да предпазят очите си от лазера и отломките. Най-важното е, че предпазните очила за лазер трябва да имат възможно най-висок ОД за специфичната дължина на вълната на лазера. Ако спецификацията на OD на предпазните очила за вашия лазер за дължината на вълната е 0, това означава, че очилата не предлагат никаква защита срещу вашия конкретен лазер, като по същество ви оставят толкова незащитени, колкото ако изобщо не носехте предпазни очила. Ефективността на предпазните очила за лазер се увеличава с по-висока спецификация на OD за съответната дължина на вълната на лазера. Например сините предпазни очила за лазер, включени в лазерните комплекти на Opt Lasers, се отличават с рейтинг OD7+ за сини лазерни вълни с дължина 440-455 nm, като ефективно блокират над 99,9999 % от синята лазерна светлина. Препоръчително е да се избягват предпазните очила за лазерно гравиране, които имат рейтинг OD4+ за дължини на вълната 405 nm и 445 nm, тъй като те пропускат почти 0,01 % от лазерната светлина при 445 nm или 405 nm, като предлагат значително по-малка защита.

Важно е също така да се осигури подходяща вентилация на работното място, за да се разпръснат изпаренията, генерирани по време на процесите на рязане и гравиране. Разбирането на потенциалните опасности, свързани с работата с лазер с ЦПУ, е важно за безопасното му използване. Операторите трябва да бъдат обучени как правилно да боравят с оборудването, включително за аварийни процедури в случай на неизправност. Спазването на указанията за безопасност и оперативните процедури ще сведе до минимум рисковете и ще осигури сигурна работна среда.

В заключение

Разбирането на това какво представлява лазерът с ЦПУ и как работи той, предоставя неограничени възможности за прецизно и ефективно рязане и гравиране на различни материали. Тази технология съчетава мощността на лазера с прецизността на машината с ЦПУ, като предлага универсално решение за различни отрасли - от дървообработването до металообработването. Като използват възможностите на лазера с ЦПУ, производителите могат да постигнат първокласни гравюри на дизайна и ефикасно рязане на широк набор от материали, което революционизира начина, по който се изработват, променят и персонализират продуктите.

CNC лазер - често задавани въпроси