Станок для лазерной резки фанеры – рейтинг популярных моделей, советы по выбору

Технология лазерной резки

Обработка осуществляется сверхтонким лучом высокой энергии. Попадая на поверхность, он испаряет частички вещества, образуя тонкий и ровный режущий шов. При этом сама заготовка не нагревается, так как режущий луч довольно быстро перемещается вдоль линии разреза.

Преимущества и недостатки технологии

Преимущества такой технологии:

• отсутствуют крепежи заготовки;
• нет пыли и шума, экономится время на уборку;
• возможность вырезать тонкие детали, узоры;
• быстрота обработки;
• ювелирная точность;
• можно использовать дома.

Основной недостаток – необходимость специального оборудования. Конечно оно довольно дорогостоящее, но окупает себя высокой производительностью и качеством работы.

Как происходит процесс

Последовательность действий при работе на лазерном оборудовании такая же, как на любом ЧПУ. Это легко можно освоить самостоятельно. Для полностью настроенного станка, с установленным на ПК специальным ПО, процесс резки фанеры довольно простой:

1. По чертежу или эскизу выполняем цифровой рисунок в специальных компьютерных программах-проектировщиках (CorelDRAW, AutoCAD и др.).
2. Устанавливаем параметры: скорость движения головки, мощность излучателя, фокусное расстояние, силу обдува линзы.
3. Располагаем заготовку на рабочем столе.
4. Запускаем и наблюдаем.

Возможные проблемы

• Лист может прорезаться не до конца. Такое происходит, когда не хватает мощности излучателя или неправильно установлен режим. Недорез может появляться и при дефектах материала: влажности, искривлении, плавающей толщине, сучковатости.
• Появление нагара на поверхности шва. Возникает в основном от недостаточного обдува линзы, неправильного соотношения скорости и мощности лазера.
• «Факелы» и «отстрелы». «Факелами» называют стойкие очаги возгорания на обратной стороне листа при сквозной резке. Происходит обугливание краев по линии разреза. «Отстрел» — это отражение режущего луча от рабочего стола, что также приводит к подгоранию тыльной стороны.

Темный нагар потом приходится зачищать вручную. Тратятся дополнительные силы, а также время и средства.

Лазер для резки дерева и фанеры своими руками: миф или реальность?

Простейший лазерный резак можно сделать из подручных средств, однако он не справится с древесиной и толстыми листами фанеры. Для создания целого станка потребуется закупка дорогостоящих деталей:

• шаговые двигатели или электромоторы от принтера для перемещения устройства по осям;
• транзисторы и платы для управления двигателями;
• регулятор DC-DC;
• кулер для излучателя;
• электронная плата с цифровым дисплеем для вывода информации;
• контроллеры;
• лазер мощностью не менее 30 Вт;
• концевые выключатели;
• зубчатые ремни и шкивы;
• корпус;
• компьютер и USB-кабель для связи с контроллером резака;
• доски для изготовления рабочей рамы аппарата;
• металлические стержни диаметром 10 мм.

Кроме того, понадобятся подшипники, болты, стяжки, винты и т. д. Станок для лазерной резки является устройством челночного типа. Его подвижные элементы и направляющие служат для перемещения рабочей головки по двум осям, регулируют глубину резки. Шаговые двигатели, двигающие лазерную головку, крепятся на неподвижных частях рамы каркаса и соединяются с подвижными деталями посредством зубчатых ремней.

Для выполнения гравировки по фанере и дереву на ПК загружают специальную программу, передающую команды на контроллер. Он регулирует перемещение каретки с лазером, подгоняя движения рабочей головки под выбранный рисунок. Профессиональное ПО позволяет нанести на фанеру изображения любой сложности с высокой точностью, присущей технологии лазерной резки.

Таким образом, при должной подготовке и наличии необходимых деталей можно самостоятельно собрать лазерный станок средней мощности, способный резать тонкие листы древесины или фанеры.

Как выбрать фанеру

Этот композит представляет собой слои шпона из древесины, склеенные специальным веществом (смола или лак). В зависимости от типа клея, бывают такие виды:

• ФК – на карбамидной смоле, используется в помещении;
• ФСФ – на фенольной смоле, водоупорная, для использования снаружи;
• ФБ – пропитана бакелитовым лаком, для использования в агрессивных и влажных средах.

Лучше выбирать ФК. Карбамидная смола наименее термостойкая. Она легче и быстрее режется, меньше пригорает. Поэтому можно резать лист большей толщины.

Водостойкие виды (ФСФ, ФБ) плотнее и прорезается труднее. Например, чтобы разрезать 4 мм ФСФ, используется тот же режим, как для 12 мм ФК.

Легче обрабатывается материал из обессмоленного хвойного шпона. Плотность его невелика, и потому он легко прорезается. Шпон из лиственных пород гораздо плотнее, что замедляет процесс. Оптимальная толщина заготовки — 4-6 мм. Толстая (более 6 мм) требует больше усилий и чаще пригорает. Для качественной работы фанера должна быть:

• хорошо просушена,
• ровная,
• без сучков,
• не покрыта ЛКМ!

Обрабатываемые материалы [ править | править код ]

Для лазерной резки подходит любая сталь любого состояния, алюминий и его сплавы, другие цветные металлы. Обычно применяют листы из таких металлов:

• Сталь от 0,2 мм до 30 мм
• Нержавеющая сталь от 0,2 мм до 40 мм
• Алюминиевые сплавы от 0,2 мм до 25 мм
• Латунь от 0,2 мм до 12,5 мм
• Медь от 0,2 мм до 16 мм

Для разных материалов применяют различные типы лазеров.

Лучше всего обрабатываются металлы с низкой теплопроводностью, так как в них энергия лазера концентрируется в меньшем объеме металла, и наоборот, при лазерной резке металлов с высокой теплопроводностью может образоваться грат.

Также могут обрабатываться многие неметаллы — например, дерево.

Как правильно выбрать станок

И все-таки главным остается вопрос выбора оборудования. От него зависит и удобство, и качество работы, и производительность. А многие проблемы просто не возникнут. При выборе важно учитывать надежность, точность, простоту использования. Подбирать нужно под конкретные задачи, чтобы не переплачивать за лишние опции, но и не упустить всего необходимого. Основное:

• мощность излучателя,
• размер рабочего поля.

Какую выбрать лазерную трубку

Этот элемент представляет собой стеклянную трубку, наполненную углекислым газом СО2. При подаче напряжения она индуцирует излучение.

Для фанеры, подбирается из расчета 10 Вт на 1 мм толщины. Так, например, если вы собираетесь резать толщину в 10 мм, нужна трубка не менее 100 Вт. Но оптимальным считается режим работы режущего элемента на 80% от максимума.

Размер рабочего поля

Выбирается под те масштабы, которые планируете выполнять. Например, для производства мелких элементов или изделий, может подойти станок с рабочим полем 500х300 мм. Для более масштабных задач (мебель, рекламные щиты) — 1200х900, 1600х1000 или даже 2000х3000 мм.

Примеры выбора оборудования

Например, для производства небольших иконок на подставке из тонкой фанеры вполне подойдет станок настольного типа Elixmate NG 0503 M, с трубкой 50 Вт и полем 500х300. А если вы занимаетесь встраиваемой мебелью, оформлением витрин или залов кафе, то подойдет мощный Rabbit Flat Bed 1220, с трубкой 100-130 Вт и размером рабочего поля 1200х2000 мм.

Эти бренды хорошо себя зарекомендовали и предлагают широкий выбор станков СО2 ЧПУ под любую задачу.

Какие преимущества дает применение лазеров при работе с деревом и фанерой

Лазерная резка считается выгодным методом обработки материала. Она обладает следующими достоинствами:

• высокая скорость реза (точные показатели зависят от толщины листа материала, который раскраивает лазер и мощности аппарата);
• точность обработки, позволяющая получать качественные детализированные рисунки на фанере;
• ровный рез, не требующий последующей шлифовки;
• возможность получения плавных форм и линий.

Еще одним преимуществом лазерной резки является сравнительно низкая цена — от 100 руб. за обработку 1 погонного метра фанеры. Конечная стоимость зависит от толщины материала и условий исполнителя. Но стоимость на данный вид услуг редко бывает завышенной при учете высокого качества конечного продукта.

Лазерные станки имеют низкую потребляемую мощность, работают в режиме многозадачности и не оставляют отходов. Данный метод обработки фанеры и древесины гарантирует рациональное использование материала.

Как избежать нагара

Эта проблема чаще всего появляется, когда не хватает ресурсов станка. Либо не верно подобраны установки:

• скорость головки,
• мощность луча,
• фокусировку луча,
• подачу воздуха для обдува линзы.

Важно! Эти параметры взаимосвязаны. Если вы меняете хотя бы один из них, нужно подбирать соответствующие другие.

Установка скорости

Этот параметр подбирается экспериментально, учитывая:

• плотность и толщину заготовки,
• мощность излучения.

Чем толще лист, тем медленнее происходит процесс. Водостойкие виды материала также замедляют обработку. Чем выше энергия луча, тем быстрее он режет. А значит и скорость нужно выбирать такую, чтобы луч успевал прорезать, но не обугливал.

Мощность луча

Подбирается так, чтобы станок резал, но не жег. Если позволяет излучатель, этот параметр подбирается для максимальной скорости перемещения головки. Важно! Сила светового потока зависит от состояния лазерной трубки. Она имеет ограниченный ресурс. Со временем садится, а излучение слабеет.

Фокусировка

Излучение трубки с помощью призмы перенаправляется на линзу, которая фокусирует его на рабочую поверхность. Чтобы процесс шел чисто и быстро, луч должен быть хорошо сфокусирован на поверхности заготовки, быть максимально тонким. Это достигается настройкой фокусного расстояния. Фокусировка также зависит от состояния фокусирующей линзы:

• температурного режима,
• чистоты поверхности линзы.

Обдув линзы

Охлаждение производится потоком воздуха. Если обдув линзы прекращается или слабеет, она начнет нагреваться. Площадь пятна лазера становится шире. Появляется нагар. Для толстого листа используют обдув в 1,5-2 атмосферы. Это обеспечивает светлую и чистую поверхность разреза.

На что способен 2.1 Вт лазер?

2.1 Вт лазер — это относительно небольшая мощность для лазера. Её достаточно для эффективной резки бумаги, картона, фанеры, тёмного акрила толщиной до 1–1.5 мм. Хоть этот лазер скорее оптимален для гравировки, но всё же резка возможна на относительно хорошей скорости. Картон и бумага практически не обугливаются при скорости резки 200–300 в программе CNCC LaserAxe.

Конечно, играет немалое значение, цвет материала и сама структура. Когда мы говорим про эффективную резку, мы имеем ввиду чистый не обугленный срез. Опять же хочется напомнить, что многие китайские лазеры не имеют заявленной мощности и очень сильно не соответствуют заявленным параметрам.

Оборудование

Можно купить заводской станок или сделать лазерный резак для фанеры самостоятельно.

Готовое устройство

Для правильного выбора требуется оценка нескольких основных параметров.

По мощности выделяют следующие варианты:

1. Бытовые или ручные (4–8 Вт). Это самые простые приборы, которые работают за счет диодного лазера. Хорошо подходят для гравировки, но могут применяться и в качестве резака.
2. Настольные или отдельно стоящие (до 80 Вт). Рекомендуются для несложных процессов и раскроя небольших заготовок.
3. Профессиональные. Позволяют обработать детали разного формата и вырезать нужную фигуру за короткий промежуток времени.
4. Промышленные. Такие устройства имеют высокую мощность и используются на крупных предприятиях с особыми требованиями к качеству, где есть постоянная линия резки.

Принцип действия и перечень основных узлов во всех лазерных агрегатах похожи, разница заключается лишь в мощности, размерах и способности резать материалы с разной плотностью
По площади рабочего поля:

• 500 х 300 мм;
• 600 х 900 мм;
• 1000 х 600 мм;
• 1200 х 900 мм;
• 1600 х 1000 мм.

Этот показатель позволяет сразу определить предельный размер обрабатываемого изделия.

Сборка лазерного резака своими руками

Самодельный инструмент можно изготовить разными способами. Например, в домашних условиях реально сделать лазер из DVD-привода. Понять процесс изготовления такого оборудования поможет видео.

Учитывается, что устройства, изготовленные из DVD-привода, не являются полноценной рабочей моделью и подходят исключительно для выжигания узоров.

Для получения функционального приспособления, которое позволит осуществлять распил фанеры, понадобятся следующие комплектующие:

• Контроллеры. Это «мозг» резака. Применяются преимущественно варианты типа Arduino, M2 Nano или автономные разновидности. Дополнительно требуется прошивка или подходящие драйверы.
• Программы. Необходимы для составления схемы. Должны иметь функцию преображения в нужный формат. Это исключит необходимость использования дополнительных приложений при загрузке на станок.
• Лазер. Диодное приспособление с малой мощностью или трубка на основе углекислоты, которые имеют разные характеристики. Учитывается, что СО2 лазеры нуждаются в охлаждении, для этого подходит вода.
• Линзы. Диодные варианты уже оснащены необходимым элементом, для более мощных устройств используются детали, которые производятся из селенида цинка (ZnSe) и арсенида галлия (GaAs). Нужно правильно выбрать диаметр: для гравировки подходят короткофокусные, для резки – длиннофокусные линзы.
• Зеркала. Служат для передачи излучения. Предпочтительны разновидности из молибдена.
• Компрессор для обдува или кулер. Подача воздуха необходима для нейтрализации испарений, рассеивающих луч, и улучшения качества реза.
• Рельсы типа MGN/SBR или каретка с направляющими.
• Профиль для гипсокартона или брус под раму.
• Ремни HTD (15 мм).
• Источник ВВ-напряжения. Блок питания подбирается под мощность трубки.
• Лазерная головка. Передает излучение за счет установленных отражающих и преображающих элементов.
• Насос и датчик для воды.
• Шаговый электромотор, оснащенный ремневой передачей и редуктором.
• Расходники, метизы.

Если не брать в расчет изготовление корпуса, то создание лазерного станка с ЧПУ основано на узловой модульной сборке
Технология сборки:

1. Формируется рама и корпус. Размеры подбираются индивидуально, но с учетом кареток.
2. Закрепляются направляющие для поперечного хода устройства. Все проверяется на точность, для этого постоянно проводятся замеры.
3. К основным передвижным деталям фиксируется элемент для рельсы, который понадобится для монтажа каретки под лазерную головку.
4. Осуществляется установка электромотора. Похожие агрегаты используются в принтерах и плоттерах. Для простоты и синхронности можно задействовать только один мотор, который подключается к валу на всю длину передвижения головки.
5. Подсоединяется блок питания и управляющие платы, устанавливаются драйверы.
6. В разделенном отсеке выставляется трубка с подведенным охладителем.
7. Проводится тестирование и настройка оборудования.

Важно избежать ошибок при подключении питания, в противном случае механизмы могут сразу выйти из строя.