Laserul CNC și aplicațiile sale în industrie și știință

Tehnologia laser a revoluționat lumea fabricației și a designului, permițând tăierea și gravarea de precizie cu o viteză și o precizie incredibile. O mașină cu laser CNC oferă precizie și repetabilitate de neegalat, ceea ce o face un instrument valoros pentru producători, artizani și amatori deopotrivă. Multe industrii se bazează pe laserele CNC pentru a tăia și grava diverse materiale cu precizie și eficiență. Această tehnologie combină puterea unei raze laser cu versatilitatea unei mașini CNC, permițând realizarea cu ușurință a unor modele de gravură sofisticate și a unor tăieturi complexe. Cel mai eficient tip de lasere CNC se bazează pe tehnologia laserului albastru. Înțelegerea modului în care funcționează această tehnologie și a aplicațiilor sale poate oferi o perspectivă asupra utilizării sale pe scară largă în diferite industrii.

Definiția laserului CNC

Un laser CNC este un instrument care utilizează un cap laser de mare putere sau un modul laser pentru a tăia, grava, grava sau marca materiale cu precizie. Cel mai frecvent, expresia laser CNC se referă la un kit de upgrade pentru laser albastru, configurat pe o mașină CNC, cum ar fi, de exemplu, Shapeoko Pro sau X-Carve Pro. Laserele CNC sunt utilizate în mod obișnuit în producție, prototipare și aplicații artistice, dar pot fi utilizate și în știință și cercetare. În producție, prototipuri și aplicații artistice, fasciculul laser este utilizat pentru tăiere, gravură și marcare. În știință și cercetare, laserul poate fi montat pe o mașină CNC de înaltă precizie pentru a deplasa laserul într-o locație specifică deasupra unui specimen sau obiect și apoi pentru a utiliza fasciculul laser pentru pomparea optică, inducerea fluorescenței sau ca pensete optice. Cu toate acestea, majoritatea aplicațiilor laserului CNC se regăsesc în producție.

În producție, există diferite tipuri de lasere utilizate pe mașinile CNC. Din punct de vedere istoric, laserele CNC CO2 au fost dezvoltate cu mult timp în urmă și, prin urmare, sunt acum disponibile într-o multitudine de puteri optice ale laserului. Cu toate acestea, laserele CNC CO2 sunt o tehnologie învechită în zilele noastre din mai multe motive. În primul rând, orice laser CNC CO2 irosește 95-96% din energia electrică furnizată, în timp ce are, de asemenea, o absorbție puțin mai slabă decât un laser albastru pe majoritatea materialelor prelucrate. Pe lângă acest dezavantaj evident, laserele CNC CO2 necesită, de asemenea, calibrări împovărătoare și frecvente și sunt mult mai grele și de dimensiuni mai mari, ceea ce face dificilă deplasarea lor atunci când este necesar. De fapt, dacă luăm în considerare doar spațiul, în același spațiu în care se află o singură mașină laser CNC CO2 pot încăpea aproximativ 100 de capete laser albastru.

În zilele noastre, este mult mai eficient să se utilizeze un laser CNC albastru decât un laser CO2 sau cu fibră. Laserele CNC albastre sunt oferite în două variante, fie ca un laser albastru galvo cnc, fie ca o mașină CNC echipată cu un kit de upgrade laser. Un cap laser albastru montat pe o mașină CNC funcționează extrem de bine atât pentru tăiere, cât și pentru gravură și este deosebit de eficient în rolul de tăietor laser CNC. În schimb, laserele CNC galvo albastre conțin un modul laser albastru mai mare și deplasează fasciculul laser cu ajutorul unor oglinzi galvo speciale, permițând gravarea cnc la viteza fulgerului (de exemplu 79 de inci pe secundă sau 2 m/s), deși pot fi utilizate și pentru tăierea materialelor foarte subțiri. Efectiv, un laser galvo albastru este o gravură laser CNC foarte eficientă.

Un cap laser albastru se referă la un modul laser care emite un fascicul laser concentrat de culoare albastră. Laserele albastre sunt cunoscute pentru eficiența energetică ridicată, absorbția mai mare pe majoritatea materialelor și capacitățile precise de tăiere și gravură, ceea ce le face ideale pentru majoritatea aplicațiilor. Fasciculul laser carbonizează, vaporizează sau topește materialul, creând tăieturi de precizie sau gravuri detaliate în conformitate cu datele de proiectare.

Opt Lasers este un producător de top de capete laser albastre pentru mașini CNC, precum și lasere galvo albastre. Suntem cunoscuți pentru modulele laser de calitate superioară care oferă performanță și fiabilitate superioare, durând de 20-200 de ori mai mult decât alte lasere albastre de pe piață. Un CNC echipat cu un cap laser albastru poate tăia și grava cu laser o varietate de materiale, inclusiv lemn, piele, țesături, fibră de carbon, acril și alte materiale plastice, precum și hârtie, pentru a numi câteva exemple. De asemenea, poate grava sau marca cu laser anumite metale, cum ar fi oțelul inoxidabil, oțelul carbon, tungstenul, titanul și aluminiul anodizat (dar nu aluminiul gol).

De exemplu, butoanele prezentate mai jos conduc la categorii dedicate mașinilor CNC (pentru o serie de mașini CNC populare) care enumeră kituri laser dedicate pentru aceste mașini CNC. Configurarea unui kit laser pe aceste mașini le transformă într-o mașină laser CNC, pe lângă funcționalitatea lor de bază de frezare CNC. În cazul în care dețineți deja o mașină CNC, dar de la un alt producător, ar trebui să accesați categoria "Other CNC & Robots", unde puteți achiziționa un kit laser universal care poate fi integrat pe aproape orice mașină CNC.

Înțelegerea mașinilor CNC

Principiile de bază ale mașinilor CNC

Inima oricărei mașini CNC este sistemul său de control numeric computerizat, care permite controlul precis al mișcărilor echipamentului. Mașinile CNC funcționează pe baza unui set de instrucțiuni care sunt trimise sub forma unui cod G către controlerul mașinii CNC. Controlerul CNC spune mașinii cum să ghideze unealta pe calea corectă pentru a crea o componentă sau un produs dorit. Controlerul CNC este, de asemenea, responsabil pentru trimiterea semnalului de modulare (control) a laserului, care indică laserului când să tragă, cu ce putere laser și pentru cât timp.

Integrarea tehnologiei laser în CNC

În ceea ce privește utilajele CNC, integrarea tehnologiei laser a revoluționat capacitățile acestor utilaje. Prin adăugarea unui cap laser CNC la echipament, utilizatorii pot efectua tăieri și gravuri cu laser cu o precizie și o viteză de neegalat. Laserul albastru în sine poate fi la fel de precis ca 0,00039" (0,01 mm). O mașină cu laser CNC laserizează fasciculul la o anumită putere practic instantaneu, spre deosebire de fus sau de freză, care necesită un timp ne-neglijabil pentru a-l accelera. În plus, prelucrarea cu laser este o metodă fără contact. Laserul prelucrează materialul de la distanță, spre deosebire de ferăstraie și freze care, în cele din urmă, se tocesc din cauza prelucrării prin contact. În același timp, ascuțirea uneltelor de tăiere poate fi deosebit de problematică pentru anumite procese, de exemplu, tăierea CNC a pielii. Pe lângă avantajele anterioare ale utilizării laserelor pe mașinile CNC, laserul poate atinge și viteze mult mai mari.

Integrarea tehnologiei laser în utilajele CNC a deschis o lume de posibilități pentru industrii precum producția, prototiparea și chiar pentru activități artistice. Capacitățile unui cap laser CNC oferă utilizatorilor posibilitatea de a lucra cu materiale precum lemnul, pielea, acrilicul, textilele și chiar metalele, cu o ușurință și o precizie inimaginabile anterior.

Kiturile cu laser albastru de la Opt Lasers

Caracteristici ale capetelor laser albastru de la Opt Lasers

Unele dintre caracteristicile impresionante ale capetelor laser albastre Opt Lasers includ capacități de tăiere și gravare de mare precizie, absorbție mai mare decât alte tipuri de laser pe majoritatea materialelor, eficiență energetică ridicată și un design compact și ușor pentru o integrare ușoară în mașinile CNC și o funcționare fără întreruperi. Ceea ce diferențiază Opt Lasers de alte companii care oferă lasere albastre este faptul că capetele laser Opt Lasers sunt fabricate cu componente de cea mai bună calitate, utilizează modele meticulos proiectate și durează efectiv de 20-200 de ori mai mult decât produsele concurente în medie. Acest lucru, la rândul său, este, de asemenea, foarte util în ceea ce privește banii, deoarece puteți utiliza un singur cap laser albastru Opt Lasers în loc să cumpărați 20-200 de module laser albastru de la producători diferiți care, în total, acumulează costuri mult mai mari. Calitatea ridicată a Opt Lasers permite, de asemenea, ca produsele noastre să funcționeze continuu 24/7.

Aplicații și compatibilitate

Cu o lungime de undă de 445 nm, laserele albastre sunt ideale pentru tăierea și gravarea unei varietăți de materiale. Majoritatea materialelor prelucrate CNC absorb laserele albastre mult mai eficient decât alte tipuri de lasere. Prin urmare, este de obicei mai util să vorbim despre materialele aberante, mai degrabă decât despre cele pentru care laserele albastre sunt excelente. Cel mai frecvent menționat material pe care laserele albastre nu îl pot grava în prezent este aluminiul gol (deși laserele albastre pot grava aluminiu anodizat). Materialele plastice, cu multitudinea de compoziții diferite de polimeri, sunt, de asemenea, o categorie în care laserele albastre nu sunt întotdeauna cea mai bună opțiune (deși adesea sunt). Din experiența noastră, laserele albastre sunt cele mai eficiente din punct de vedere al eficienței pentru aproximativ 80% din materialele plastice despre care am fost întrebați și cu care am efectuat testele de tăiere și gravură cu laser pentru clienții noștri.

Compatibilitatea laserului CNC albastru cu o gamă largă de mașini CNC îl face un instrument versatil pentru profesioniștii din diverse industrii, inclusiv tăbăcării de piele, fabrici de prelucrare a lemnului, producători de mobilă, fabrici de textile, producători de bijuterii și producători de semnalistică. Aplicațiile pentru capetele laser CNC albastre sunt vaste și includ gravarea de modele pe bijuterii, etichete pe fructe și legume, etichete EPAL și GMA pe paleți de lemn, tăierea și gravarea de modele pe lemn sau acril și marcarea articolelor cu logo-uri, fotografii sau mesaje personalizate. Compatibilitatea sa cu mașinile CNC populare îl face un accesoriu valoros pentru orice fabrică, birou sau atelier care dorește să își extindă capacitățile de tăiere, gravură și marcare.

Prelucrarea materialelor cu lasere CNC

Tipuri de materiale potrivite pentru tăierea și gravarea cu laser

Acum, să explorăm diferitele materiale care sunt potrivite pentru prelucrare cu ajutorul laserelor CNC. De la lemn și acril la piele și metal, laserele CNC pot tăia și grava o gamă largă de materiale, producând gravuri și tăieturi de înaltă calitate cu caracteristici uniforme și bine definite. Tehnologia laserului albastru oferă versatilitate în prelucrarea materialelor, ceea ce o face cea mai bună alegere pentru multe industrii. Informațiile despre exemplele de materiale care pot fi prelucrate cu laserul CNC pot fi defalcate în tabelul următor:

Tabelul de mai sus arată versatilitatea laserelor CNC în manipularea diferitelor materiale pentru procesele de tăiere și gravură.

Avantajele utilizării capetelor laser albastre în prelucrarea materialelor

Încorporarea capetelor laser albastre în prelucrarea materialelor oferă numeroase avantaje. Precizia și acuratețea oferite de laserele albastre rezultă în tăieturi curate și gravuri detaliate. În plus, densitatea mare de energie a laserelor albastre permite îndepărtarea eficientă a materialului, reducând nevoia de prelucrare secundară. Această tehnologie îmbunătățește productivitatea generală și calitatea produselor finite, fiind un instrument neprețuit pentru întreprinderile care caută precizie în procesele lor de fabricație.

Înțelegerea beneficiilor utilizării capetelor laser albastre în procesarea materialelor poate ajuta întreprinderile să ia decizii în cunoștință de cauză atunci când aleg tehnologia potrivită pentru operațiunile lor. Datorită eficienței, preciziei și versatilității îmbunătățite, laserele CNC cu capete laser albastre revoluționează modul în care materialele sunt tăiate și gravate în diverse industrii.

Aplicații și tehnologii viitoare potențiale

Aplicațiile laserelor CNC sunt vaste și continuă să se extindă. De la desene complicate pe bijuterii la fabricarea industrială pe scară largă, laserele CNC au potențialul de a revoluționa diverse industrii. Primul cap laser CNC de 15 W din lume cu trei diode laser a fost lansat în 2021 de Opt Lasers. Aceasta a fost urmată la începutul anului 2024 de o altă lansare a primului laser albastru de 45 W din lume, cu 8 diode laser albastre, și a fost realizată tot de Opt Lasers. În viitor, ne putem aștepta să vedem progrese în automatizare, viteze de tăiere mai mari și capacitatea de a lucra cu o gamă și mai largă de materiale.

Evoluțiile viitoare ale tehnologiei laser CNC pot include, de asemenea, progrese în materie de durabilitate și practici ecologice. Pe măsură ce lumea se îndreaptă către tehnologii mai ecologice, laserele CNC albastre sunt cea mai bună tehnologie pentru a minimiza deșeurile și consumul de energie, ceea ce le face și mai atractive pentru o gamă largă de aplicații.

Întreținere și siguranță

Întreținerea corectă a unei mașini laser CNC

La o mașină laser CNC, întreținerea regulată este esențială pentru a asigura performanța optimă și longevitatea echipamentului. Este important să curățați în mod regulat lentila de focalizare pentru a preveni acumularea de reziduuri care pot deteriora acoperirea lentilei, afectând în cele din urmă calitatea tăierii și gravurii. În plus, utilizarea unui asistent de aer și a unui compresor de aer cu filtru adăugat și separator de ulei permite utilizatorului să curețe lentila de 10 ori mai rar.

Precauții de siguranță la operarea laserelor CNC

Precauțiile de siguranță adecvate trebuie respectate la operarea unui laser CNC pentru a preveni accidentele și rănile. Operatorii trebuie să poarte echipament de protecție adecvat, cum ar fi ochelari de protecție și mănuși, pentru a-și proteja ochii împotriva laserului și a resturilor. Cel mai important, ochelarii de protecție pentru laser trebuie să aibă un diametru exterior cât mai mare posibil pentru lungimea de undă specifică a laserului. Dacă specificația OD a ochelarilor de protecție laser pentru lungimea de undă a laserului dvs. este 0, înseamnă că ochelarii nu oferă nicio protecție împotriva laserului dvs. specific, lăsându-vă în esență la fel de neprotejat ca și cum nu ați purta deloc ochelari de protecție. Eficacitatea ochelarilor de protecție împotriva laserului crește cu o specificație OD mai mare pentru lungimea de undă relevantă a laserului. De exemplu, ochelarii de protecție pentru lasere albastre incluși în kiturile de lasere Opt Lasers au o clasificare OD7+ pentru lungimile de undă ale laserului albastru între 440-455 nm, blocând în mod eficient peste 99,9999% din lumina laserului albastru. Este recomandabil să se evite ochelarii de protecție laser comercializați pentru gravura cu laser care au o clasificare OD4+ pentru lungimile de undă de 405 nm și 445 nm, deoarece aceștia lasă să treacă aproape 0,01% din lumina laser la 445 nm sau 405 nm, oferind o protecție mult mai redusă.

De asemenea, este important să se asigure o ventilație adecvată în spațiul de lucru pentru a dispersa fumul generat în timpul proceselor de tăiere și gravură. Înțelegerea pericolelor potențiale asociate cu operarea unui laser CNC este importantă pentru utilizarea în siguranță. Operatorii ar trebui să fie instruiți cu privire la modul corect de manipulare a echipamentului, inclusiv cu privire la procedurile de urgență în cazul unei defecțiuni. Respectarea ghidurilor de siguranță și a procedurilor de operare va minimiza riscurile și va asigura un mediu de lucru sigur.

Pentru a încheia

Acum, înțelegerea a ceea ce este un laser CNC și a modului său de funcționare oferă posibilități nelimitate pentru tăierea și gravarea diferitelor materiale cu precizie și eficiență. Această tehnologie îmbină puterea unui laser cu precizia unei mașini CNC, oferind o soluție versatilă pentru industrii care variază de la prelucrarea lemnului la fabricarea metalelor. Exploatând capacitățile unui laser CNC, producătorii pot realiza gravuri de design de înaltă calitate și tăieri eficiente pe o gamă largă de materiale, revoluționând modul în care produsele sunt fabricate, modificate și personalizate.

Laser CNC - Întrebări frecvente