Технология лазерной резки и гравировки
Что такое лазер? Лазер – это устройство, которое преобразовывает энергию накачки(электрическую, световую, тепловую и т. д.) в энергию узконаправленного потока излучения. Излучение может быть как непрерывным, с заданной мощностью, так и импульсным. Существует большое разнообразие видов лазера, которые по-разному устроены и используются в разных отраслях промышленности. Для нас наиболее интересен углекислотный лазер, один из наиболее распространенных в легкой промышленности.
Технология
Углекислотный лазер(СО₂-лазер) – лазер на углекислом газе, один из первых типов газовых лазеров. КПД достигает 20%, что делает его одним из самых мощных лазеров с непрерывным излучением. Длина волны инфракрасного излучения – от 9,4мкм до 10,6мкм. В основном используются для резки и гравировки неметаллических материалов, таких как ткани, кожа, бумага, картон, фанера, дерево, пластик, резина, акрил и множество других. Кроме этого СО₂-лазер может также использоваться для гравировки стекла, мрамора, керамики, кафеля, анодированного алюминия и металлов с покрытием. Кроме этого есть возможность гравировать даже медь, сталь, титан и другие металлы, если их предварительно обработать специальным спреем.
Схема СО₂-лазера:
Принцип работы можно сравнить с фокусировкой солнечных лучей с помощью увеличительного стекла. С помощью высоковольтного блока питания генерируется ток высокого напряжения (10-35кВ), который подается на неподвижную стеклянную лазерную трубку, заполненную газообразной смесью. На выходе получается мощный узконаправленный поток светового излучения. С помощью системы специальных зеркал, поток перенаправляется в лазерную головку с оптической линзой, которая, в свою очередь, фокусирует световой луч перпендикулярно материалу. В итоге получается мощный световой луч, шириной от 0,05мм до 0,2мм, с эффективным фокусным расстоянием до 20мм. Лазер может работать в непрерывном и импульсном режимах.
Луч с большой скоростью может резать тонкие неметаллические материалы, а также гравировать очень детальные изображения. Чем толще и плотнее материал, тем медленнее скорость реза. Точность движения головки составляет 0,1мм, края реза получаются очень плавными и ровными. При использовании короткофокусной головки с шириной луча 0,05мм, гравировка получается крайне детальной, что дает возможность гравировать изображения высокого разрешения.
Преимущества
1. Полностью автоматизированный технологический процесс
2. Высокая точность и скорость обработки материала
3. Отсутствие механического воздействия и минимальные деформации
4. Широкая область применения
5. Невысокие стартовые вложения
6. Низкие энергозатраты и затраты по обслуживанию и эксплуатации
Недостатки
1. Ограничение по спектру обрабатываемых материалов
2. Ограничение по толщине материала из-за фокусного расстояния
Распространенность
На сегодняшний момент в мире существует большое количество производителей углекислотных лазеров, так как выросла потребность в этой простой и эффективной технологии для резки и перфорации материалов, гравировки и маркировки изделий и т. д. Углекислотные лазеры широко используются в текстильной промышленности. Отсутствие механического воздействия на материал, минимальные деформации, высокая скорость и точность – все это сделало СО₂-лазеры очень привлекательными в сфере обработки тканей, кожи и других материалов. Также станки стали удобным решением в области обработки древесных материалов, акрила, резины и т. д. Станки занимают мало места, не требуют сложных условий эксплуатации, поэтому это может даже стать решением для бизнеса «на дому».
