Principiul de funcționare și principalele tipuri de mașini de tăiere cu laser cu CNC

Un fascicul laser (sau pur și simplu, „laser“) este o emisie stimulată monocromatică coerentă de mare directivitate în mediul activ declanșată de un factor extern de energie (electrice, optice, chimice, etc.).
Fizic, fenomenul se bazează pe capacitatea materialului de a emite anumite energii fotonice (lungime de undă) într-o coliziune cu un alt atom coerent ( „copie exactă“) fără absorbție de fotoni. Format în acest fotonii „extra“ sunt purtătorii de fascicul laser.

Astfel, o diagramă schematică a emițătorului cu laser cuprinde:

• mediu activ;
• sursă de energie externă;
• un amplificator optic (rezonator).

Simplist, generarea fasciculului laser poate fi descrisă ca o sursă de energie servește la „pompă“ mediul activ (de exemplu, rubin cristal) în afara unei anumite fotoni de energie. Acești fotoni sunt „rupte“ din substanța activă atomi medie a „gemeni“ lor, dar ei nu se absoarbe. Un rezonator optic (în cel mai simplu caz - două oglinzi paralele) saturează suplimentar mediul activ, cauzând fotony- „geamăn“ (de energie egală) se ciocnesc în mod repetat cu atomii și să sprijine apariția unor noi fotoni. Una dintre oglinzile rezonatorului este realizată în mod obișnuit semi-transparent și transmite fotoni în direcția axei optice sub forma unui fascicul laser focalizat.

varietate constructiva de lasere este destul de vastă. In cele mai multe lasere sunt clasificate prin referire la mediul activ (solid, gaz, semiconductor) tipul de energie a pompei (cu putere constantă sau puls), mărimea și puterea radiației la destinație, etc.

Tehnologia de prelucrare cu laser

Raza laser focalizat poartă o densitate de energie suficientă pentru a penetra materialul semifabricatului. Sub acțiunea materialului fasciculului în zona de prelucrare se pot topi, se evaporă, se aprinde sau a modifica structura sa, de fapt, dispărând. În acest caz, procesul de tratament este similar cu tăierea mecanică cu singura diferență fiind aceea că scula de tăiere este înlocuită cu o grindă, iar deșeurile de material nu este descărcat sub formă de așchii, iar „evapora“. Atunci când puterea suficientă (și / sau o grosime mică a materialului), fasciculul laser este capabil de tăiere prin. Atunci când mai puțină energie - pe suprafața de a lăsa o pistă clară (gravură model).

Avantajul tratamentului cu laser este secțiune foarte subțire, cu un mic „interferență câmp“ din material (inclusiv temperatură și sarcină deformare minimă), astfel încât prelucrarea piesei de prelucrat se realizează cu o calitate foarte înaltă. În plus, laserul este capabil de manipulare, practic, orice materiale de construcție și eboșe de diferite forme și dimensiuni (inclusiv subtile sau ușoare, nu poate fi măsurată datorită acestei prelucrări tăietor - de exemplu, hârtie, cauciuc, polietilenă, etc.).

Avantajele tehnologiei de prelucrare cu laser pentru prelucrare a dus la apariția unor mașini cu laser-gravură. Principiul de funcționare al acestor mașini sunt foarte similare cu mașini de frezat CNC. Masina cu laser are, de asemenea, un corp monolitic, o masă de operație orizontală, care este situată deasupra capului un instrument de portal mobil cu transmițătorul cu laser (ax analogic cu freze). Moțiunea portalului (și, prin urmare, a capului radiatorului) este prevăzut motoare pas cu pas, sub influența impulsurilor de control generate de sistemul NC (în conformitate cu programul memorat al mașinii de prelucrare). Procesorul CNC controlează, de asemenea, puterea fasciculului laser și operează celelalte componente ale mașinii.

Sistemul optic al aparatului constă dintr-un tub cu laser și oglinzi care să reflecte emitor cap cu o lentilă de focalizare. Tubul are o structură complicată „straturi“ și cuprinde mediul activ (pentru mașinile moderne - amestecul de gaz de CO2, azot si heliu). Atunci când se aplică o tensiune externă (printr-un transformator ridicător) este inițiat de un fascicul laser într-un mediu gazos. Sistemul de oglinzi și o lentilă de focalizare direcționează capul traductorul fascicul de pe suprafața materialului. Capul traductorului mișcare deasupra piesei permite procesarea conform unui algoritm predeterminat pe cele mai dificile (cu două sau trei dimensiuni) traiectoria. Pentru a răci tubul laser, prevăzut pentru circulația fluidului (apă) în autostrăzi speciale de către o pompă externă.

Tipuri și caracteristici de mașini cu laser

cu laser Mașini moderne CNC face față cu succes prelucrarea practic orice material (lemn, metal, plastic, sticlă, piele, cauciuc, hârtie, polietilenă, piatră, etc.). Dar, în ciuda versatilitatea considerabile, fiecare model are de „specializare“ (sau gama de modele).

gravori cu laser Desktop. Ca o regulă, de dimensiuni mici, nu necesită instalare în hala de producție (potrivite pentru un birou sau chiar un apartament - în cazul în care există o astfel de necesitate). Gravori echipat cu elemente optice bune, dar capacitatea sa este relativ mic. Cu toate acestea, gravorului capabile să execute gravura mare (cauzând plan de imagine volumetrică și suprafața), iar semifabricatele prin feliate, grosime mică a majorității materialelor (cu exceptia metalelor) doar ușor inferior în cuiburi de performanță și de tăiere modele de „senior“ de mașini cu laser.

mașini de gravat cu laser sunt în versiunea desktop, și „afară“, și prezintă o foarte mare varietate de dimensiuni desktop - de la o jumătate de metru la un an și jumătate sau două și mai sus. Utilajele sunt proiectate pentru instalarea într-o cameră specială și concepute pentru munca grea într-un mediu de producție. Fiecare mașină are un corp monolitic, care oferă o stabilitate structurală și vibrații eficiente de stingere care apar în timpul funcționării. Scopul principal al acestor modele este de tăiere cu laser și a materialelor de tăiere (inclusiv în format mare la viteză mare) și de înaltă calitate, suprafețe de gravură spații. Pentru a crește productivitatea și calitatea tratamentului, mașini cu laser au un design special. De exemplu, instalarea a două tuburi cu laser paralele - pentru prelucrarea simultană a două piese, tubul laser sau plasarea pe un portal mobil - pentru a exclude pierderile de putere fasciculului în timpul dispersiei sale „în calea“ spre radiator etc.

Markerii compact gravare cu laser destinate pentru imagini de înaltă calitate la viteză mare. Marcatorii pot fi aplicate produselor tridimensionale gravură (bijuterii, brelocuri, pixuri, etc ..), chiar și cu cele mai mici detalii ale modelului obținut în mod clar, iar imaginea este diferită de durabilitate. Acest lucru se realizează datorită unei (așa-numita „două axe“) design special marker al sistemului optic. Unele obiective au posibilitate de deplasare reciprocă, astfel încât fasciculul laser generat de tubul este format într-un plan bidimensional și este îndreptată în orice punct al piesei la unghiul dorit. Atunci când acest cap emițător se concentrează fascicul obiectiv non-plană, și o lentilă specială, menținerea stabilității cu laser în orice condiții de prelucrare.

Markerii laser au o zonă de lucru relativ mic, dar de regulă, deja în versiunea de bază echipat cu un microcomputer built-in cu tot ce ai nevoie pentru a opera software-ul. Acest lucru asigură o mobilitate ridicată a mașinii - conexiuni externe suplimentare (cu excepția sursei de alimentare) nu sunt necesare.