Устройство лазера для станка

Для получения лазерного луча необходимо наличие:

·источника энергии извне;

·активной среды;

·оптического резонатора.

Источник энергии вносит в активную среду (кристалл) фотоны, несущие определенный заряд. Фотоны вытягивают из активной среды аналогичные себе частицы. Усилитель заставляет фотоны двигаться активнее, чаще сталкиваться с атомами среды и выбивать все новые фотоны. Через полупрозрачное стекло резонатора фотоны пропускаются наружу в виде узкого луча.

Существует множество конструкций лазеров по металлу и дереву, которые делятся по мощности и размерам, типу внешней энергии и активной среды.

Лазерный луч, сфокусированный в одной точке, обладает высоким содержанием энергии, достаточным для проникновения в любой материал. В месте попадания материал начинает плавиться или гореть. Отличие от обычной резки в отсутствии отходов, которые испаряются. Если материал небольшой толщины или луч достаточно мощный, возможна сквозная резка металла.

Преимущество лазерной резки в тонком резе и малой «травматизации» материала, отсутствии деформации и перегрева. Обрабатывать можно детали любых размеров и форм из любых материалов, например, мягких, которые невозможно обработать резцами или очень твердых металлов.

Принцип действия лазера

В состав лазера, генерирующего световое излучение, входит рабочее тело, генератор накачки, резонатор и другие вспомогательные элементы.

Лазеры бывают следующих видов:

· твердотельный лазер;

· газовый;

· волоконный.

В твердотельном лазере в качестве генерирующего тела используется твердотельный элемент, например, рубин. Лампа накачки вырабатывает световое излучение, которое поглощается рубином, атомы которого возбуждаются и выделяют большое количество световой энергии.

В газовом лазере рабочим телом является газ. Этот газ проходит через газоразрядную лампу, в которой происходит электрический разряд, возбуждающий атомы газа. Наиболее эффективными являются газовые лазеры на углекислом газе.

Волоконный лазер состоит из генератора накачки на светодиоде, световода, в котором происходит генерация, и резонатора.

Оптическая составляющая лазерного оборудования включает:

·лазерную трубку;

·головку излучателя;

·зеркала-отражатели;

·линзу фокусировки.

В трубку закачивается газовая смесь из гелия, диоксида углерода и азота. Устройство ее включает несколько слоев. Через повышающий трансформатор в газовую среду подается напряжение и формируется луч. Он фокусируется линзой, зеркалами направляется в нужную точку. Головка излучателя перемещается над материалом, проводят обработку по любым направлениям. В процессе работы трубка постоянно охлаждается водой, прогоняемой насосом.

Обзор лазерных трубок

Лазерная трубка из ЧПУ-гравера

Мощность и качество лазерной трубки во многом определяет работу станка. Поэтому рассмотрим несколько видов относительно недорогих китайских трубок, используемых в установках для обработки дерева, пластика и других материалов по мере возрастания цены и качества.

Безымянные изделия производства Поднебесной — производятся из стекла и отличаются минимальным сроком действия (20 — 1500 часов);

Трубки марки «Ченду» — изготовлены из стекла, более стабильны и отличаются более качественной вставкой линз. Тепло отводится за счет охлаждающего латунного кожуха. Выдерживает от 1600 до 3000 часов работы.

Трубки «RECI» — не оснащены системой охлаждения, более толстые и короткие. Габариты важны при выборе под определенный станок. Чувствительны к температуре воды, поэтому желательно дополнять его фреоновым чиллером. Контакты не припаиваются, а вставляются в клеммы, хорошо заизолированы. Достаточно мощные по сравнению с аналогичными моделями других производителей. Если эксплуатировать трубки в соответствии с инструкцией, вырабатывают до 10000 часов, но в среднем около 6500 часов.

Трубки «RF-tube» и «SYNRAD» — приблизительно равные по качеству, но первые обладают меньшим ресурсом и стоимостью.

Брендовые трубки обычно идут с инструкциями и подробными описаниями, они намного дороже китайских, но далеко не всегда лучшего качества.

Особенности конструкции