Лазерная резка фанеры: особенности и оборудование

Лазерная резка фанеры: особенности и оборудование

Фанера часто используется для отделочных мероприятий. Она обладает отличными эксплуатационными свойствами и с легкостью поддается обработке. Но фигурная резка не во всех случаях позволяет добиться хорошего результата. Потому была придумана лазерная резка фанеры. Это инновационная методика, с помощью которой можно делать сложные узоры и объемные рисунки.

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.

Вот пример того, что можно вырезать 2.1 Вт лазером.

Конструктивное исполнение

Итак, как устроен самодельный лазер для резки фанеры?

Основа станины – алюминиевая профтруба размером 40х60, скрепленная мебельным уголком и саморезами по металлу. Корпус собран из недорогой ЛДСП – он не испытывает значительных нагрузок в процессе работы.

Обратите внимание: по периметру корпуса пущена 12-вольтовая светодиодная лента. Подсветка позволит визуально контролировать процесс резки.

Направляющие для каретки.

Непосредственно на трубах станины закреплены направляющие, обеспечивающие движение кареток по поперечной оси.

Крепление направляющей для продольной оси.

К кареткам прикручена продольная труба с еще одной направляющей – уже под каретку, обеспечивающую непосредственно движение головки.

Лазерная головка на каретке.

А вот и сама лазерная головка для резки фанеры. Фольга использована для герметизации соединения трубки с штуцером.

В качестве привода кареток использованы шаговые электромоторы с ременной передачей и редуктором. Их можно извлечь из неисправного сканера или струйного принтера с безнадежно засохшими соплами.

Вал привода кареток поперечной оси.

Использование двух приводов на каретках, обеспечивающих перемещение головки по поперечной оси, создало бы проблему их точной синхронизации. Вместо этого использован один шаговый мотор с редуктором и вал длиной во весь ход головки, гарантирующий синхронное движение обеих кареток.

На фото – крышка станка.

Массивная крышка тоже изготовлена из ЛДСП; она поднимается на мебельных лифтах. Между крышкой и корпусом остается небольшой зазор, обеспечивающий поступление воздуха; отвод дыма организован снизу.

Отсек с электроникой.

В отдельном отсеке разместились блок питания, драйвер шаговых моторов и контроллер DSP, обеспечивающий управление станком.

Отсек с лазерной трубкой.

Лазерная трубка установлена с использованием пластиковых крепежей, позволяющих менять ее положение. Рядом с ней видна трубка водяного охлаждения. Воду через нее прокачивает маломощная помпа для домашнего фонтанчика.

Накопительный бак системы охлаждения.

Охлаждение организовано с использованием обычной пластиковой 100-литровой бутыли с водой.

Разновидности оборудования

Различные образцы лазерных станков могут отличаться по своему функционалу, способу управления, мощности и габаритам.

По функционалу

По заявленным функциональным возможностям существует следующее разделение. Во-первых, это гравировальные станки с относительно слабым световым лучом, достаточным лишь для выполнения поверхностных операций. В случае их перенастройки, сопровождающейся увеличением длины волны, такие мини-агрегаты могут использоваться для резки фанерных листовых заготовок, шпона.

И, во-вторых, это оборудование с повышенной мощностью лазерного пучка, способного не только резать дерево, но и фрезеровать его. Они также располагают функцией гравировки, которая реализуется за счёт перенастройки лазерного луча по мощности.

По типу управления

Согласно этому признаку все известные образцы лазерных станков для резки делятся на следующие классы:

  • станки для обработки древесины с ручным управлением, относящиеся к категории самых простых, дешёвых и доступных агрегатов. Несмотря на это, с их помощью могут изготавливаться уникальные изделия;
  • более дорогие устройства с числовым управлением, обеспечивающие высокое качество обработки и гравирования;
  • универсальные станки.

Последний тип оборудования совмещает в себе возможности ручного и автоматического управления.

По мощности и размеру

По этим параметрам выделяются следующие три типа оборудования для резки фанеры.

К первому типу относят компактный настольный прибор для гравировальных работ с заявленной мощностью до 80 Ватт. Этот станок предназначен для производства небольших по размерам изделий из разряда сувениров, он также может использоваться для резки не очень толстых листов фанеры.

Обратите внимание! Такие лазерные мини-станки могут применяться на небольших по размеру заводских площадках. Для работы в домашних условиях целесообразно выбирать именно их.

Профессиональные модели мощностью от 80 до 195 Ватт и стоимостью от 150 тысяч рублей предназначены для резки дерева и фанеры. Они имеют значительные габариты и применяются для производства серийных изделий в виде небольших партий.

И, наконец, образцы промышленного оборудования для обработки древесины, способные не только вырезать фанеру, но и растачивать заготовки и гравировать поверхности. Эти станки имеют довольно внушительные размеры и могут устанавливаться на крупных деревообрабатывающих производствах.

Отдельные рейтинговые образцы лазерной техники могут совмещать в себе сразу несколько функций, существенно облегчающих процесс обработки изделий из фанеры.

Как выбрать станок для лазерной резки/гравировки. Мой опыт Комментариев: 3

Здравствуйте всем! Это Михаил из XTLASER. прочитал Ваш текст, все написано верно.Наша компания была основана в 2004 году. Она является профессиональным производителем станков для лазерной резки, лазерной маркировки, лазерной очистки и лазерной сварки. Если кто-то хочет купить станок, можете обратить внимание на нашу продукцию. Спасибо!

Здравствуйте, «Михаил»! Маловероятно, конечно, что вас в Китае зовут Михаилом)))

Для резки лазерным станком подойдет так называемая фанера для помещений или ФК (аббревиатура расшифровывается как «фанера + карбамидоформальдегидный клей»).

Влагостойкую фанеру или ФСФ для лазера лучше не брать. Она очень тяжело поддается раскройке лазером. Так, эта фанера толщиной 4 миллиметра режется на таких же параметрах, как обычная фанера ФК толщиной 12 миллиметров. В других случаях она просто горит. А оно, как говорится, вам надо? Такую фанеру проще обрабатывать фрезерным станком.

Помимо этого существует бакилитовая фанера для изготовления, к примеру, проставок. Она режется либо фрезером, либо гидроабразивом, либо оборудованием для алмазной резки. При этом в идеале лучше использовать гидроаброзив, потому что у того же фрезера при обработке бакилитовой фанеры горят фрезы (читаем — тратим много денег на расходники), а все из-за того, что она пропитана и покрыта специальным укрепляющим химическим составом, в некоторых случаях эпоксидными смолами.

Есть еще специальные сорта облегченной авиационной фанеры. Это просто космос для лазерщика. Ее плюс в том, что она режется очень хорошо, и при этом очень прочная, потому что предназначена для авиамоделирования. Одним словом, она идеальна. Такая фанера выпускается толщиной от 2-х миллиметров.

Чем качественнее фанера, тем проще вам будет ее обрабатывать. Выбирайте фанеру с минимальным количеством сучков. Они препятствуют нормальному резу.

Читайте также  Аппарат для самокруток

Фанеру для резки на лазерном станке необходимо заказывать в специализированных компаниях. В обычных строительных магазинах и гипермаркетах продается фанера, которая не пригодна для обработки лазером.

Рейтинг лазерных станков: какой лучше и почему

На самом деле выбрать однозначно наилучшую модель практически невозможно, так как цели по использованию оборудования могут быть разные, как и отведенный на покупку бюджет, предполагаемые объемы выпускаемой продукции или приоритетные материалы для работы. Однако обобщенную классификацию на основании производителей, габаритов и еще нескольких параметрах вполне можно составить.

Мощность лазера

Мощность лазерного станка зависит от излучателя, который в нем установлен. Чем выше мощность трубки, тем более толстые материалы и с большей скоростью может обрабатывать оборудование. Устройства на 40-60 Вт подходят для работы с тонкими фанерами, пластиками и прочими материалами. Если попытаться прорезать на таком станке фанерный лист толщиной 8 мм, велика вероятность, что луч не сможет пройти его насквозь с первого раза. Либо будет делать это крайне медленно. Высокомощные трубки (100-120 Вт) могут качественно и быстро кроить материалы любой толщины, допустимой для лазерной обработки. Но на тонких или деликатных поверхностях, вроде ткани, фанеры 2 мм, декоративного картона такой луч будет оставлять пережженный, оплавленный край даже на минимальных параметрах реза. Поэтому универсальными и наиболее популярными считаются колбы мощностью 70-90 Вт, которые в зависимости от выбранного режима могут работать в широком диапазоне толщин.

Материал обработки

Существует несколько технологий формирования лазерного излучения. Часть из них (в химической или плазменной среде, с использованием неодимового стекла и т. д.) очень сложная и дорогостоящая, и встретить такое оборудование можно только в научно-исследовательских центрах или в узких производственных нишах.

Если же говорить о более-менее доступных станках, то это будут оптоволоконные и углекислотные лазеры. Первые предназначены преимущественно для обработки различных металлов и некоторых видов пластиков. Вторые могут резать и гравировать все остальные поверхности (дерево, бумага, кожа, ткани, пластмассы, резина и многое другое).

В сравнении с волоконными, газовые лазеры значительно дешевле и более универсальны, поэтому именно они занимают основной сегмент рынка лазерного станочного оборудования и используются практически повсеместно. Такие аппараты можно встретить в стоматологическом протезировании, рекламных, ювелирных и мебельных мастерских, на упаковочных предприятиях, в раскройных цехах ателье и даже в школах или на домашнем столе.

Производители

Выбрать лазерный станок можно также, отталкиваясь от бренда и страны, которая его произвела. Как уже говорилось, оборудование, использующее луч лазера в качестве режущего инструмента, является приоритетным в металло-, деревообработке и прочих производственных сферах. Поэтому производством таких станков и комплектующих для них занимается все больше компаний, специализирующихся на поставках станочного оборудования для резки и гравировки материалов. Всех этих производителей можно объединить в три большие группы:

Компании по выпуску оборудования класса “люкс”

Сюда входят заводы, расположенные в Тайвани, США, Японии и странах Европы. В список наиболее известных брендов можно включить: SCHULER (Германия), Trotec (Австрия), FARLEY LASERLAB (США), LaserStar (Исландия-США), EuroLaser (Германия), GCC (Тайвань).

Продукция этих компаний отличается безупречным качеством комплектующих и сборки, высокой производительностью и надежностью. Газоразрядные трубки обычно керамические или упакованы в металлический корпус, а их эксплуатационный период может доходить до 100 000 часов. Приобрести такое оборудование может позволить себе далеко не каждое предприятие, так как цена станков и расходных элементов для них очень высока.

Китайские брендовые компании

Слава о продукции китайского производства сложилась не самая лучшая, однако эти суждения не совсем объективны. Крупные производители стремятся выйти на мировой рынок и закрепиться на нем, поэтому вкладывают все средства и мощности в исследования лазерных технологий, внедрение их в свои продукты и строгий контроль за качеством на всех производственных этапах. Лазерные станки таких брендов, как KING Rabbit, WATTSAN, Raylogic, HGLASER, HSG LASER имеют очень высокие эксплуатационные характеристики, низкое количество гарантийных возвратов и вполне уверенно составляют конкуренцию более дорогим брендам. Именно китайское люксовое оборудование и лидирует в рейтинге наиболее покупаемых станков, так как соотношение цена-качество у него оптимальное.

Лазерные станки-”реплики”

Выпускаются теми самыми китайскими компаниями, благодаря которым продукция этой страны стала синонимом низкого качества. Обычно такие станки собираются на скорую руку, а комплектующие могут быть заведомо неработоспособными. Название моделям либо не дается вообще, либо выбирается максимально созвучным с известными марками в расчете на невнимательность покупателей или их плохую осведомленность в вопросе. В большинстве своем это очень дешевые низкосортные станки с плохим качеством луча и недолговечными лазерными трубками.

Размеры

Еще один аспект, позволяющий оценить популярность тех или иных моделей оборудования, о котором идет речь в данной статье. В большинстве случаев выбор лазерного станка падает на среднеформатные аппараты. Рабочая зона таких устройств колеблется от 900×600 мм до 1600×1000 мм (в зависимости от модели могут быть и другие пропорции). Такой стол позволяет работать с листовыми и рулонными материалами, обрабатывать габаритные заготовки и может использоваться как для выпуска единичных крупноразмерных изделий, так и для резки мелкой серийной продукции (детали конструкторов из фанеры, резиновые прокладки и прочее).

Если же говорить о малогабаритных (в среднем 500×300 мм) или широкоформатных (3000×2000 мм) лазерах, то такие станки покупают реже в силу того, что они менее универсальны по размерам и мощности. Первые используют преимущественно для гравировки или мелкосерийного производства небольших изделий, а стоимость вторых очень далеко выходит за рамки бюджетной.

Подводя итог можно сказать, что на текущий момент список популярных лазерных аппаратов возглавляют среднеформатные станки мощность около 100 Вт проверенных китайских производителей, заслуживающих уважения и доверия.

Детальный видеообзор на профессиональный лазерный станок Wattsan 6040. Внутренее устройство и технические характеристики оборудования.

Побывали в гостях на производстве предприятия «АЛЬТАИР», которое успешно занимается производством деревянных игрушек и сувенирной продукции.

Видео с производства компании Пластфактория — наш уже постоянный клиент, который занимается POS-материалами и работает с крупными косметическими брендами.

Лазерные станки

Вырезание из фанеры лазером на станке
Резка фанеры лазером представляет собой точечное воздействие высокоэнергичного луча на поверхность материала, тем самым осуществляя его бесконтактную обработку. В точке соприкосновения луча и древесины происходит мощное повышение температуры, которое вызывает испарение обрабатываемого материала. Данная технология приобретает популярность, благодаря маленькой площади реза – шов может иметь ширину от 0,01 мм .
Лазерная порезка фанеры (например, шпонированной) имеет очень аккуратные края реза, что также является существенным преимуществом. Это особенно актуально для гравировки или вырезания мелких ажурных деталей. Однако стоит отметить, что края шва приобретают темный оттенок вследствие обугливания под воздействием высокой температуры. Данный недостаток частично компенсируется системой обдува и вытяжки продуктов горения.
В качестве источника лазерного излучения чаще всего используется газовая трубка в которой запаяна смесь СО2, азота и гелия – при подаче напряжения от трансформатора она инициирует монохромное излучение, которое посредством системы зеркал направляется на обрабатываемую поверхность. Номинальная мощность лазера для резки фанеры должна составлять не менее 20 Вт, хотя в некоторых установках может использоваться аналоги с пониженной мощностью.
Трубка, генерирующая лазерное излучение фото
Еще одним преимуществом лазерной технологии является высокая точность – для осуществления резки или гравировки нет необходимости прилагать какие-либо физические усилия. Этому способствует малый диаметр луча и наличие ЧПУ – компьютеризированного числового программного управления.
Наличие ЧПУ позволяет осуществлять сложные операции посредством программного управления, что существенно упрощает процесс резки и гравировки – достаточно наличие эскиза составленного в цифровом формате. Данное обстоятельство выгодно отличает станки данного типа от аналогов с ручным управлением.

Читайте также  Станок для выпрямления проволоки

Дополнительное оборудование

В состав станка также может входить дополнительное оборудование для лазерной резки фанеры, которое обеспечивает его нормальное функционирование и повышает качество обработки материала.
Среди них следует отметить:
Чиллер

  • Чиллер – агрегат, играющий роль активного охлаждения для лазерной трубки. Стеклянная колба с газом существенно нагревается во время работы – для ее охлаждения используется вторичная оболочка, через которую осуществляется непрерывная циркуляция жидкости. Чиллер содержит в своей конструкции водяной насос и охлаждающий агент (фреон), который не дает циркулирующему составу (вода) нагреваться;

Обратите внимание! Средняя цена чиллера составляет около 30тыс рублей – вполне закономерно возникает вопрос: можно ли заменить его обычной емкостью с водяным насосом, в которой охлаждение поступающей воды, будет осуществляться посредством смешивания с общей массой жидкости в основной емкости? Для поддержания нужной температуры при данных условиях емкость должна содержать в себе не менее 100л жидкости, что едва ли является уместным.

  • Система обдува и вытягивания – необходима для удаления продуктов горения и охлаждения поверхность заготовки. Без нее края реза будут сильно обугливаться и возможно возникновение открытого пламени на месте реза;

Обратите внимание! Активное воздушное охлаждение также подается на фокусирующую линзу, однако данное оборудование входит в базовый состав станка и не относится к дополнительному оборудованию.

Выбор прибора

При выборе лазерного ЧПУ необходимо учитывать следующие показатели:

  1. Параметр точности. Он определяет качество изготовления текстурных элементов.
  2. Мощность. Этот показатель определяет производительность аппарата. Станки с высокой мощностью способны обрабатывать большое количество деталей за малый временной промежуток.
  3. Функциональность. При покупке станка важно узнать, подойдет ли аппарат для гравировки или фрезеровки фанеры.
  4. Материал. Рабочие механизмы и угловые части станка должны быть изготовлены из нержавеющей стали.

При покупке лазерного прибора важно обращать внимание на марку производителя. По состоянию на 2020 г. наибольшей популярностью среди покупателей пользуются устройства следующих брендов: Kokie, Mazak, Trumpf, ESAB и Bystronic. Они отличаются высоким сроком службы и многофункциональностью. Лазерные установки собираются также на территории России. Ведущим российским производителем является научно-производственный центр “Лазеры и аппаратура”, расположенный в Московской области.