Как работать на лазерном станке: Как работать на лазерном станке с ЧПУ

Опубликовано: 18.06.2023 в 22:45

Автор: admin

Содержание

Как работать на лазерном станке с ЧПУ

Лазерный станок ЧПУ является универсальным высокотехнологичным оборудованием, которое работает с очень большим перечнем материалов и практически самостоятельно производит их раскрой, гравировку и еще некоторые операции.

Единственным инструментом, который использует в своей работе лазерно-гравировальный станок, является луч лазера, сфокусированный линзой в крохотную точку на поверхности материала

По мере совершенствования лазерных технологий и нахождения путей для упрощения станков, работающих по этому принципу, их стоимость снижается, причем на качестве работы оборудования это никак не сказывается. Еще десять лет назад производители лазерных станков могли только мечтать о лазерных резаках, теперь же его можно встретить даже частной домашней мастерской, не говоря уже о крупных промышленных предприятиях. Такая распространенность и популярность объясняется множеством преимуществ лазеров перед прочими станками, например:

очень высокая скорость перемещения луча (для резки предел составляет 500 мм/с, для гравировки он доходит до 700 мм/с) и, соответственно, более высокие производственные показатели;

точность позиционирования луча на плоскости настолько высока, что отклонения невозможно заметить невооруженным глазом. Погрешность не превышает 0, 01 мм, поэтому все серийные изделия, вырезанные на лазерном станке, совершенно идентичны;

ассортимент материалов, с которыми может работать лазерно-гравировальный аппарат, включает в себя все, используемые при производстве нужных людям товаров, от бумаги и меха до металлов и дерева;

лазерный луч является самым тонким режущим инструментом из существующих на текущий момент. При помощи фокусирующей линзы его можно сузить до диаметра 0,1-0,01 мм. При таких параметрах для него не составляет проблем аккуратно вырезать заготовки, расположенные встык, острые углы на миниатюрных элементах узоров или детально воспроизвести при гравировке мех животного;

принцип работы лазерного инструмента заключается в прожигании материала в точке воздействия и как таковое физическое усилие в этом процессе не присутствует, поэтому нет необходимости прижимать и удерживать заготовки во время раскроя и гравировки. Это исключает расходы на покупку различных крепежных зажимов и временные потери на их установку;

поверхность в зоне реза не подвергается никаким воздействиям, в том числе и термическим, несмотря на очень высокую температуру луча, поэтому брак в виде вздутий, царапин, трещин и т. д исключен;

минимальное количество отходов материала благодаря тому, что все заготовки можно размещать вплотную друг к другу.

Работа на станке с ЧПУ

Так как все лазерное оборудование функционирует при помощи электронных компонентов, команды которым отдает компьютерная программа, то и работа за такими станками начинается не у рабочего стола, а за компьютером. Независимо от того, какую операцию планируется выполнять (гравировку, резку, маркировку и т. д.), необходимо сначала создать модель заготовки или изделия в цифровом формате в каком-либо из графических редакторов, например, в CorelDraw. В нем, помимо, собственно, контуров, указывается также тип материала, с которым будет работать станок, и его толщина. Готовый чертеж сохраняется в одном из форматов, которые может читать станок.

Эскиз будущей вешалки из фанеры, создаваемый в CorelDraw

Прежде чем импортировать файл в систему станка, следует подготовить аппарат к работе: убедиться в чистоте оптики, разложить материал на поверхности стола, включить оборудование. Пока устройство прогревается, запустить программу управления станком, идущую в комплекте, и выгрузить в нее модель, сохраненную на компьютере.

Меню настройки у разных программ может различаться, но общим для всех станков будет предварительный выбор единицы измерения, точки входа, ширины реза, типа операции («вектор» для резки и «растр» для гравировки), мощности луча и скорости его перемещения. После этого необходимо проверить фокусировку и выставить высоту лазерной головки на нужном уровне.

Убедившись в корректной работе системы вентиляции и водоохлаждения можно нажимать кнопку запуска, после чего ждать окончания выполнения программного цикла.

Свежее:

Как выбрать лазерный гравировальный станок?
Лазерный маркиратор: как он работает и что может делать?
Можно ли лазером разрезать дерево?
Сферы применения лазерных станков с ЧПУ
Лазерный сварочный аппарат

Инструкция для новичков при работе с лазерным оборудованием

Гравировка и порезка материалов с помощью лазера — перспективное направление деятельности, и при наличии стартового капитала можно организовать доходный бизнес. Лазерный станок с ЧПУ является простым в эксплуатации, с его обслуживанием легко справится даже новичок. Но перед началом использования оборудовании для обработки материалов следует ознакомиться с некоторыми правилами работы на нем.

Все системы лазерного ЧПУ гравера управляются с помощью компьютера (контроллера). Алгоритм обработки задается в специальной программе, основой которой является графический файл с электронной моделью изделия. Режущий инструмент — это лазерный луч. Обработка происходит без механического воздействия на материал, поэтому заготовку достаточно правильно расположить на рабочей поверхности, не применяя жесткую фиксацию.

Первый запуск станка

Обычно установку купленного оборудования и пуско-наладочные работы производят специалисты фирмы-продавца. Если же вы отказались от профессиональной помощи и решили выполнить установку самостоятельно, следует четко придерживаться инструкции производителя. Это сложная работа, так как предстоит:

подсоединить станок к электросети, не забыв о заземлении;
проверить способность беспрепятственного перемещения инструментального портала;
надежно закрепить лазерную трубку и провести юстировку оптической системы;
собрать систему охлаждения и вытяжку;
подключить компьютер и установить необходимые софты.

Когда станок собран и проверено подключение всех узлов и систем можно попробовать провести тестовые работы. От правильности действий во время подготовки к эксплуатации зависит долговечность станка. Поэтому лучше, чтобы первый запуск производил опытный наладчик.

Этапы работы

Работа по обработке начинается за компьютером. Для выполнения подготовительных работ потребуется специальное программное обеспечение: графический редактор для создания электронной модели и идущая в комплекте со станком управляющая программа.

Подготовка макета

Сначала в графическом редакторе, например, CorelDraw, AutoCAD или другом, создается электронный макет. В зависимости от того, какую работу предстоит выполнять — контурную резку, маркировку или объемную гравировку, изготавливают двухмерную или 3d модель. Готовый чертеж нужно сохранить в формате, который будет понятен станку (_.dxf, _.iso, _.stl, _.rlf). Создать графическую модель, не имея опыта, непросто. Поэтому для начала можно пользоваться готовыми файлами, идущими в комплекте с программным обеспечением, или скачанными в Интернете.

Загрузка параметров резки/гравировки

Далее готовый макет необходимо загрузить в программное обеспечение лазерного гравера и установить параметры обработки: мощность лазера и скорость реза. Следует понимать, что настроенный на один режим гравер не одинаково ведет себя при резке/гравировке материалов с разными параметрами. Чем тверже и толще заготовка, тем больше времени потребуется на прожигание ее поверхности лучом, иногда приходится выполнять резку в несколько проходов. Существуют таблицы с параметрами резки для разных наименований материалов, но на практике лучше проводить тестовую резку на небольшом образце. Чтобы продлить жизнь лазерной трубки, важно не использовать ее на максимальной мощности.

Фокусировка лазера на поверхности материала

Качество реза и гравировки зависит не только от характеристик станка, но и от правильной фокусировки лазера на обрабатываемой поверхности. Толщина заготовок может изменяться, а фокусирующая линза гравера способна концентрировать луч только на фиксированном расстоянии. Поэтому приходится регулировать расстояние между головой лазера и обрабатываемой поверхностью под разную высоту объекта. Таким образом добиваются максимально высокого качества обработки и минимально тонкой линии реза. На станках, где есть автофокус, эта настройка производится автоматически. В других случаях коррекцию фокуса нужно проводить вручную, ориентируясь на мерный брусок или другой мерный инструмент. Пробный прожиг позволит вам оценить качество фокусировки.

Размещение на рабочем столе и позиционирование заготовки

Для раскроя листовых материалов оптимальным является реечный стол. Работая с небольшими заготовками, мягкими или тонкими материалами лучше использовать ячеистый стол, а для фиксации заготовок — вакуумный прижим. Не менее важным для лазерной резки и гравировки является точное позиционирование заготовки. Ее нужно разместить на рабочей поверхности таким образом, чтобы луч точно попал в точку начала обработки.

Работа лазерного станка с ЧПУ в автоматическом режиме

Когда все подготовительные работы закончены, можно приступать к самой обработке. Этот этап станок с ЧПУ может выполнить самостоятельно. Но перед тем, как нажать кнопку запуска, не лишним будет проверить функциональность систем вентиляции и охлаждения. Если все в порядке, смело запускайте станок в работу.

Правила безопасности и ухода за лазерным станком

Для экономичного и безопасного пользования лазерным гравером следует периодически проверять состояние электрических составляющих, системы охлаждения, проводить своевременную чистку и смазку движущихся частей. Так как оптическая система является одной из важнейших элементов лазерного станка, необходимо особое внимание уделять чистоте фокусирующей линзы и зеркал. Уход за оптикой требует осторожности и аккуратности. Периодическая чистка проводится не менее раза в неделю, а при интенсивной нагрузке оборудования даже чаще.

Правильная работа всех компонентов станка важна не только для качества обработки, но и для безопасности использования. Исправность электрической части уменьшит вероятность несчастного случая от поражения током. Чистота рабочей поверхности, отсутствие мусора не позволит возникнуть пожару. Отсутствие пыли и нагара на оптике позволит избежать перегрева и повреждения линзы.

Важно: Профилактику и уборку станка проводить при выключенном питании.

Не забывайте о технике безопасности при работе на лазерном станке с ЧПУ:

Помните, что лазерное излучение опасно для глаз, а при попадании на кожу вызывает ожоги.
Не проводите обработку материалов, при нагревании которых выделяются токсичные вещества.
Не храните рядом со станком легковоспламеняющиеся предметы и горючие вещества.
Вовремя устраняйте неполадки в работе оборудования.

Тогда вы сумеете избежать различных неприятностей и добиться высокой производительности лазерного ЧПУ станка.

Как начать работу с лазерной резкой? — Руководство для начинающих

Лазерные резаки — отличные инструменты, с помощью которых можно создавать самые разные вещи. От простых коробок до гравировки детализированной графики на дереве или создания сложных трехмерных объектов.
В этом руководстве для начинающих я объясню основы работы лазерного резака, покажу вам несколько примеров того, что можно сделать с помощью лазера, и как создавать рисунки для лазерной резки или гравировки. Вы также узнаете, какой материал можно использовать и как получить доступ к лазерному резцу.

Что такое лазерный резак?

Лазерный резак — это машина с компьютерным управлением, использующая лазерный луч для точной резки или гравировки материала. Лазер — это просто сильно сфокусированный, сильно усиленный свет. Лазерный луч заставляет материал локально гореть, плавиться или испаряться. Тип материала, который может резать лазер, зависит от типа лазера и мощности конкретной машины.

Термин «лазер» является аббревиатурой от «усиление света за счет стимулированного излучения». Лазерная технология была разработана в 19 в.60-е годы.

Существуют различные типы лазерных резаков. В этом руководстве основное внимание будет уделено газовым лазерам и, в частности, CO2-лазерам, поскольку этот тип чаще всего используется любителями и малым бизнесом. Другими типами являются, например, волоконные или кристаллические лазеры, которые в основном используются в промышленности.

CO2-лазерные резаки способны резать и гравировать широкий спектр неметаллических материалов, таких как дерево, бумага, акрил, текстиль и кожа. Дополнительные материалы и подробности смотрите здесь.

Как работает лазерный резак?

В станке для лазерной резки CO2 лазерный луч создается в трубке, заполненной газом CO2. Далее с помощью зеркал и линз лазерный луч направляется на лазерную головку и фокусируется на поверхности материала. Двигатели с электронным управлением перемещают лазерную головку, чтобы вырезать или выгравировать желаемую форму на материале заготовки. Форма определяется входным файлом, который может быть векторным или растровым изображением.

Когда лазер попадает на материал, очень небольшая площадь нагревается за очень короткий период времени, в результате чего материал плавится, горит или испаряется.

Что можно сделать с помощью лазерного резака?

В целом лазерный резак может выполнять три задачи: резка, гравировка и маркировка.

Резка

Когда лазерный луч проходит через весь материал заготовки, он создает надрез. Лазерная резка, как правило, очень точная и чистая. Внешний вид обрезанных кромок зависит от материала. Например, края спила обычно имеют более темный коричневый цвет, чем исходная древесина. Края акрила не меняют цвет и после лазерной резки имеют приятный глянцевый блеск.

Прорезь лазерного резака очень мала. Термин пропил относится к ширине канавки, сделанной во время резки. Это варьируется от материала к материалу, а также зависит от конкретных настроек лазера. Для многих материалов пропил будет где-то между 0,05 мм (0,002 дюйма) и 0,5 мм (0,02 дюйма).

Гравировка

Это называется гравировкой, когда лазерный луч удаляет части верхнего материала, но не прорезает материал полностью.

Маркировка

Маркировка – это когда лазер не удаляет материал, а, например, меняет цвет материала. С помощью СО2-лазеров маркировка в основном используется при работе с металлами.
Маркировочный раствор (например, CerMark или Enduramark) наносится на поверхность заготовки. После высыхания разметочного раствора выполняется гравировка. Тепло от лазера связывает раствор с металлом, в результате чего остается неизгладимая метка.

Как начать работу с лазерной резкой в 4 шага

Итак, вы хотите вырезать лазером свой собственный дизайн?
Вот пошаговый обзор того, что вам нужно учитывать, чтобы это произошло.

1. Получите доступ к лазерному резаку
2. Выберите материал для резки или гравировки
3. Создайте свой дизайн
4. Вырежьте или выгравируйте его

1. Нужно ли покупать лазерный резак?

Во многих случаях ответ будет отрицательным – вам не нужно покупать лазерный резак. Есть масса других вариантов получить доступ к лазерному резаку:

Makerspaces

Если вы хотите получить практический опыт работы с лазерным резаком, я рекомендую поискать местную мастерскую. Makerspaces — иногда также называемые maker lab или hackerspace — это совместные рабочие места для творчества и обучения. Они предлагают разнообразное оборудование, такое как, например, 3D-принтеры, станки с ЧПУ, паяльники и очень часто лазерные резаки!

Большим преимуществом мастерских является то, что другие люди там обычно очень полезны, и они часто также предлагают курсы по управлению их машинами. Существует множество различных типов рабочих мест, некоторые из которых являются некоммерческими, другие работают на основе членства или взимают плату за использование оборудования. Проверьте, есть ли поблизости место для творчества. Сайт themakermap.com — хорошее место для начала поиска.

Школы, колледжи и университеты

Особенно, если вы студент, школы, колледжи и
университеты также являются хорошим местом для поиска лазерного резака.

Услуги лазерной резки

Третий вариант — использование услуги лазерной резки. При работе со службой лазерной резки вы просто отправляете им свои файлы, выбираете материал, а затем компания выполняет резку и отправляет вам готовые детали.
Ниже вы можете найти некоторые онлайн-услуги лазерной резки или просто найти местный магазин лазерной резки.

Sculpteo
Ponoko
Formulor (Германия/Европа)
Cut Laser Cut (Великобритания)

Покупка лазерного резака

Если вы рекомендуете сначала попробовать один из вариантов лазерной резки рассматривая возможность покупки лазерного резака, чтобы получить некоторый опыт и выяснить, какие функции наиболее важны для вас.

Даже если рассматривать только CO2-лазеры, существует широкий выбор различных лазерных установок, и их выбор постоянно растет. Диапазон цен велик: китайский импорт начального уровня начинается примерно с 500 евро/долларов США, а машины профессионального уровня стоят несколько 10 000 евро/долларов США.
В этом руководстве я не буду вдаваться в подробности, но я планирую написать обзор различных типов, доступных на рынке, и наиболее важные функции, которые следует учитывать при покупке лазерного резака, в следующем посте.

2. Какие материалы можно резать или гравировать лазером?

Установки с CO2-лазером предназначены для резки и гравировки различных материалов. Однако есть материалы, которые нельзя обрабатывать. Это может быть связано с тем, что лазер не может прорезать материал, или с образованием токсичных газов. Также нельзя использовать легковоспламеняющиеся материалы.

В зависимости от мощности и других характеристик используемого вами станка максимальная толщина материала, который можно разрезать, будет различаться. Мощность лазерных резаков измеряется в ваттах. Типичные уровни мощности находятся в диапазоне от 30 Вт до 120 Вт. Лазеры большей мощности в основном используются только в промышленных целях.

Материал	Резка	Гравировка	Комментарий
Дерево	x	x
Фанера	x	x	Лазеры могут с трудом резать фанерные листы с наружным клеем. Используйте фанеру с внутренним клеем.
MDF	x	x
Cork	x	x
Cardboard	x	x
Paper	x	x
Leather	x	x	Use vegetable-tanned for best results
Felt	x	x
Cotton	x	x
Acrylic (Plexiglas)	x	x
Delrin (POM, ацетал)	x	x
.0116 (x)	Кромки плохо плавятся. Смотрите внимательно — легко загорается.
Polypropylene (PP)	x	x	Melts somewhat
Granite		x
Marble		x
Slate		x
Каменная плитка		x
Керамика, фарфор		x
Glass		x
Stainless Steel		(x)	Can be marked
Aluminum		(x)	Can be marked

Материалы, которые нельзя резать или гравировать с помощью лазера

Существуют материалы, которые нельзя обрабатывать с помощью лазера, поскольку это приведет к образованию токсичных газов или пыли, которые также могут повредить машину.

Эти
материалы включают (но не ограничиваются):

Кожа и искусственная кожа, содержащие хром (VI)
Углеродные волокна (углерод)
Поливинилхлорид (ПВХ)
Поливинилбутираль (ПВБ)
Политетрафторэтилены (ПТФЭ/ Тефлон)
Оксид бериллия
Любой материал, содержащий галогены (фтор, хлор, бром, йод и астат), эпоксидные или фенольные смолы

3. Как создать дизайн для лазерной резки или гравировки?

Большинство лазерных резаков на углекислом газе работают так же, как обычные струйные принтеры. Лазерный резак поставляется со специальными драйверами, которые преобразуют изображение с компьютера в формат, который может прочитать лазерный резак.

При работе с лазерными резаками важно знать разницу между векторными и растровыми изображениями. Оба типа файлов изображений могут быть обработаны, но растровые изображения можно использовать только для гравировки, а не для резки.

В векторном изображении все линии и цвета хранятся в виде математических формул. Растровые изображения основаны на пикселях. Это означает, что изображение состоит из множества маленьких квадратиков. Векторные изображения можно масштабировать без потери качества, в то время как растровые изображения начинают «пикселизироваться» при определенном увеличении.

Типы векторных файлов: SVG, EPS, PDF, DXF, DWG, CDR (CorelDRAW), AI (Adobe Illustrator)

Типы растровых файлов: JPG, PNG, GIF

выбор, если вы экспортируете файл в подходящем формате. Ниже приведены некоторые примеры программного обеспечения для графического дизайна.

2D-дизайн:

Inkscape (бесплатно, с открытым исходным кодом)
QCAD (бесплатно, с открытым исходным кодом)
CorelDRAW
Adobe Illustrator
AutoCAD

3D-дизайн:

Autodesk Fusion 360 (бесплатно для любителей и малого бизнеса)
Blender (бесплатно, с открытым кодом)
FreeCAD (бесплатно с открытым исходным кодом) 3 бесплатно)
Solidworks
Onshape

Общие настройки

Первое, что следует учитывать, это размер вашего материала / максимальный размер, который может разместиться на лазерной платформе. Это определяет максимальный размер вашего дизайна. В общем, рекомендуется установить рабочую область такого размера.

Цветовой режим должен быть установлен на RGB. Различные цвета обычно используются для обозначения различных процессов. Например, красный цвет можно использовать для всех деталей, которые будут вырезаны, а черный — для гравировки.

Создание файла для лазерной резки

Как объяснялось ранее, во время операции резки лазер выпускает непрерывный луч на материал, разрезая его. Чтобы знать, где резать, лазерному станку нужен векторный путь в качестве входного файла.
Лазер будет резать только векторную графику с минимально возможной толщиной линий (это зависит от используемого вами программного обеспечения). Вся остальная графика, например сплошные фигуры или более толстые линии, не будет вырезана.

При вырезании текста или других сложных форм следует учитывать, что несоединенные средние части, например, внутренняя часть буквы «О», выпадут. В зависимости от желаемого дизайна вы можете предотвратить это. Для текста можно, например, использовать трафаретный шрифт, в котором все внутренние части букв соединены с внешними частями.

Создание файла для лазерной гравировки

При лазерной гравировке различают векторную и растровую гравировку. Векторная гравировка в основном аналогична резке с той лишь разницей, что для гравировки мощность ниже, так что лазер просто удаляет части материала, а не прорезает.

Для растровой гравировки входным файлом может быть либо векторный файл, либо растровое изображение. При растровой гравировке изображение гравируется лазером строка за строкой, пиксель за пикселем. Этот процесс похож на то, как струйный принтер наносит чернила, но вместо нанесения чернил материал удаляется лазерным лучом.

Гравировка простых форм, а также сложных изображений. Фотографии должны быть преобразованы в изображения в градациях серого для гравировки.

4. Как пользоваться лазерным резаком?

Когда ваш дизайн готов, наступает время для последнего шага – лазерной резки. Лазерные резаки — очень мощные машины. Вы можете создавать с ними замечательные вещи, но они также потенциально опасны, поэтому сначала предупредим.
Перед использованием лазерного резака обязательно прочтите и усвойте все инструкции по технике безопасности, прилагаемые к нему. Кроме того, имейте в виду, что длина волны CO2-лазера находится в инфракрасной части светового спектра, поэтому он невидим для человеческого глаза. Красная точка, которую вы видите на многих машинах на поверхности материала, является лишь средством позиционирования, а не лазерным лучом, который фактически выполняет резку.

Подготовка

Прежде всего, убедитесь, что ваш материал помещается в рабочей зоне лазерного резака, и при необходимости обрежьте его по размеру. Кроме того, будьте готовы сделать несколько пробных вырезов или гравировок и возьмите с собой запасной материал.

При работе с лазерным резаком дополнительные инструменты не обязательно нужны, но по моему опыту могут пригодиться следующие инструменты:

Универсальный нож : Для резки материала, который не был отрезан полностью с помощью лазерного резака или для резки бумаги и картона по размеру.
Малярный скотч/Малярный скотч : Используйте его для маскировки поверхности вашего материала, чтобы предотвратить появление пятен от ожогов и для фиксации легких материалов.
Рулетка/Штангенциркуль: Для измерения размеров и проверки правильности размера конечных объектов.

Настройки

Четыре самых важных параметра лазерного резака: мощность, скорость, частота и фокусное расстояние.

Мощность: Определяет выходную мощность лазера. Обычно можно установить от 0 до 100% (максимальная мощность). Высокая мощность используется для резки толстых материалов, а более низкая мощность используется для гравировки и резки тонких материалов, таких как бумага.
Скорость: Определяет скорость движения лазерной головки. Для гравировки и резки тонкого материала скорость обычно устанавливают (близкую) к максимальной.
Частота (Гц, PPI): Параметр частоты определяет количество лазерных импульсов в секунду. Частота полностью зависит от используемого материала. Например, лучше всего резать дерево при частоте от 500 до 1000 Гц, а для акрила — от 5000 до 20000 Гц, чтобы получить гладкий край.
Фокус: Как объяснялось ранее, внутри лазерной головки находится фокусирующая линза. Точка фокусировки (там, где лазерный луч самый тонкий) должна быть на поверхности материала или чуть ниже в большинстве случаев. Для этого материал должен находиться на определенном расстоянии от линзы. Точное расстояние зависит от типа используемой фокусирующей линзы.
Многие лазерные станки имеют моторизованную платформу, которую можно перемещать вверх и вниз для установки фокусного расстояния. В качестве альтернативы положение поверхности материала a необходимо отрегулировать вручную.

Итак, теперь, когда у вас есть общее представление о доступных настройках, вы можете спросить себя, как найти правильные настройки для ваших проектов? Хорошей отправной точкой является руководство по лазерной резке. Часто вы найдете рекомендуемые настройки для многих материалов. Если вы работаете с общим лазером в makerspace, обычно доступны списки с рекомендуемыми настройками.

Время резать!

Наконец, вы должны быть готовы сделать свои первые надрезы. Может потребоваться несколько попыток, чтобы найти идеальные настройки для вашего материала.
Всегда изменяйте только один параметр в процессе тестирования. Например, начните с мощности, проверяя различные значения с шагом 5-10%. Когда вы будете довольны результатами, не забудьте записать свои настройки для дальнейшего использования.

Полезные ресурсы

Учебные пособия — Класс лазерной резки
Лазерная резка Subreddit
Отличная серия Youtube о запуске и использовании лазерного резака
Коллекция онлайн-генераторов файлов для лазерной резки

Понравилось это руководство?

Подпишитесь на рассылку новостей и будьте в курсе похожих материалов!

Как пользоваться лазерным резаком: Руководство для любителей

Лазерная резка — это нетрадиционная технология обработки, в которой используется высокоэнергетический лазер для воплощения ваших идей в жизнь.

Однако использование лазерного резака для выполнения сложных надрезов с высоким качеством поверхности может оказаться довольно сложным для начинающих.

Более того, работа с лазером без надлежащих мер предосторожности может быть опасной, и для облегчения работы требуется правильное руководство.

Процесс использования лазерного резака состоит из выбора подходящего материала с последующей подготовкой проекта и выполнением тестовых прогонов для определения оптимальных параметров перед выполнением фактической резки. Кроме того, регулярное техническое обслуживание лазерного резака играет важную роль в получении высококачественных результатов.

В этой статье содержится подробное руководство по эксплуатации станка для лазерной резки с ЧПУ и что необходимо для начала работы.

Что в этой статье?

Как пользоваться станком лазерной резки с ЧПУ?
Что требуется для лазерной резки
Лазерный резак и его применение
Часто задаваемые вопросы (FAQ)

MellowPine поддерживается считывателем. Когда вы покупаете по ссылкам на моем сайте, я могу получить партнерскую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас.

Как пользоваться станком лазерной резки с ЧПУ?

Станок для лазерной резки фокусирует высокоэнергетический лазерный луч на поверхности материала для испарения и получения необходимого разреза.

Лазерный резак с ЧПУ — это автоматизированный станок, который использует дизайн и параметры в качестве входных данных и производит желаемый результат.

Для улучшения результатов на лазерном станке с ЧПУ требуется некоторый практический опыт, поскольку каждый материал ведет себя по-разному при обработке лазером.

Однако основные этапы любого процесса лазерной резки остаются неизменными.

Шаг 1: Подготовка дизайна

Подготовка дизайна в LightBurn

Подготовка дизайна — один из самых важных этапов лазерной резки, поскольку он воспроизводит окончательный результат в цифровом файле.

Хороший дизайн должен воспроизводить окончательный результат и обеспечивать сохранение структурной целостности изделия после лазерной резки.

Как правило, каждый элемент конструкции должен иметь ширину, превышающую толщину разрезаемого материала, чтобы сохранить его структурную целостность.

Существует различное программное обеспечение для лазерной гравировки/резки и программное обеспечение для раскроя, которое можно использовать для подготовки дизайна, оптимизации макета дизайна и преобразования дизайна в G-коды.

Вы также можете использовать бесплатные файлы для лазерной резки, которые легко доступны на различных веб-сайтах.

Существует два метода удаления материала лазерным резаком, следовательно, два типа файлов дизайна: растровые и векторные.

Вектор против растра (Источник: CorelDraw)

Растр

Растр обычно используется для лазерной гравировки и работает аналогично тому, как лазерный принтер печатает чернила на листе бумаги.

В этом методе лазерная головка начинает гравировку сверху или снизу гравировки и следует однородному рисунку слева направо на каждой линии.

Лазер работает в режиме непрерывного включения и выключения, печатая крошечные точки на поверхности материала, подобные пикселям в изображении JPEG или PNG.

Количество точек на дюйм (DPI) определяет разрешение гравировки, и, как правило, чем выше разрешение, тем выше качество гравировки.

Vector

Vector обычно используется для лазерной резки, но также может использоваться для гравировки линий и узоров.

Векторное изображение не состоит из пикселей. Вместо этого он состоит из геометрических кривых и линий, основанных на математических уравнениях.

Эти изображения можно легко масштабировать без искажения изображения.

При векторной резке лазер не обязательно начинает работу сверху или снизу, а начинается с заданной по умолчанию или выбранной вручную точки проекта.

Вместо того, чтобы следовать шаблону слева направо, он отслеживает всю кривую или линию (элемент дизайна), а затем переходит к следующему элементу дизайна.

Это позволяет установить последовательность вырезания элементов дизайна, и, как правило, рекомендуется убедиться, что самый внутренний элемент дизайна вырезается первым.

В отличие от растровой гравировки, при которой прорисовывается весь узор, векторная гравировка/резка обводит контур рисунка, что делает ее идеальной для лазерной резки.

Кроме того, при разработке векторного файла рекомендуется поддерживать толщину контура на уровне около 0,001 дюйма (0,025 мм) или меньше размера лазерного пятна.

Шаг 2: Установите параметры

После При подготовке проекта следующим важным этапом лазерной резки является установка параметров процесса.

Эти параметры играют важную роль в обеспечении высокого качества резки.

Установка оптимальных параметров приведет к идеальному качеству резки с минимальным временем цикла.

Оптимальное значение процесса варьируется от одной установки к другой, поэтому важно знать о различных факторах, связанных с лазерной обработкой.

Мощность и скорость

Параметры лазера (Источник: Instructables)

Мощность и скорость являются двумя основными взаимозависимыми параметрами лазерной резки, влияющими на качество резки.

Лазерная резка с высокой мощностью и низкой скоростью резки может привести к пережогу материала, а использование низкой мощности с высокой скоростью может привести к неполному резу.

Однако для каждого материала требуются разные настройки мощности и скорости. Например, лазерная резка акрила дает наилучшие результаты при умеренной мощности лазера и низкой скорости резки.

Принимая во внимание, что лазерная резка металла требует высокой мощности при низкой скорости резки, а лазерная резка дерева при таких настройках мощности и скорости, вероятно, приведет к пожару.

Поэтому идеальный баланс между мощностью и скоростью важен для качественного реза.

Частота

Частота — еще один важный параметр, который используется для векторной резки.

При выполнении векторного разреза лазер не прорезает материал, как непрерывное горячее лезвие.

Вместо этого он направляет лазерные импульсы на материал. Эти лазерные импульсы настолько быстры, что человеческий глаз воспринимает их как непрерывный лазерный луч.

Настройка частоты определяет количество лазерных импульсов, производимых в секунду.

По мере увеличения частоты энергия, передаваемая материалу, также увеличивается, что приводит к увеличению выделяемого в материале тепла.

Использование высокой частоты для резки легковоспламеняющихся материалов, таких как дерево и бумага, может привести к избыточному выделению тепла и стать причиной возгорания.

Точно так же при борьбе с обуглившимися краями снижение частоты иногда может улучшить качество резки.

Как правило, большинство лазерных резаков обеспечивают настройку частоты от 10 до 5000 импульсов на дюйм (ppi).

Разрешение

Влияние разрешения на растровую гравировку (Источник: Trotec)

Настройка разрешения работает аналогично частоте и обычно используется для растровой гравировки.

Определяет количество точек, напечатанных лазером на дюйм при растровой гравировке.

Увеличение количества точек на дюйм приводит к более темной гравировке с высокой контрастностью.

Однако установка слишком высокого разрешения может привести к получению темной гравировки за счет резкости рисунка.

Как правило, разрешение около 600-800 dpi дает хорошие результаты на большинстве материалов.

Air Assist

Лазерная головка с пневматическим соплом (Источник: fslaser)

Air Assist использует сжатый воздух для выдувания расплавленного материала из пропила.

Облегчает лазеру выполнение чистого реза и увеличивает скорость реза.

Кроме того, вспомогательный воздух защищает фокусирующую линзу, сдувая горячие частицы с линзы.

Использование подачи воздуха настоятельно рекомендуется для лазерной резки, особенно при резке толстых материалов.

Однако это не рекомендуется делать во время лазерной гравировки, так как сжатый воздух выдувает расплавленный материал, что приводит к образованию брызг на гравируемой поверхности.

Выхлопная система

Выхлопная система, соединенная с лазерным резаком (Источник: Instructables)

Лазерная резка таких материалов, как дерево, пластик, кожа и т. д., приводит к образованию сильного дыма, что ухудшает качество реза и может привести к образованию пятен дыма на поверхности.

Кроме того, при лазерной гравировке некоторых пластиков могут образовываться вредные пары, которые могут быть опасны для оператора при вдыхании.

Хорошая вытяжная система способствует отводу дыма от заготовки для получения чистого реза и защищает оператора от вредных паров.

Шаг 3. Выполнение тестовых прогонов

Пробные прогоны лазерной резки по дереву

Оптимальные параметры для лазерной резки варьируются от одного материала к другому и от одного станка к другому.

Например, оптимальные параметры для лазерной резки полипропилена могут отличаться от параметров для поликарбоната.

Хотя оба относятся к семейству пластмасс, они ведут себя по-разному при обработке лазером.

Аналогично, оптимальные параметры резки материала на конкретном лазерном резаке могут отличаться от оптимальных параметров такой же конфигурации лазерного резака другого производителя.

Поэтому всегда рекомендуется выполнять пробные прогоны перед лазерной резкой фактической заготовки.

Пробные прогоны позволяют понять, как ведет себя материал при различных настройках параметров, и помогают добиться наилучшего качества резки реальной заготовки.

Как правило, рекомендуется выполнять тестовые прогоны на обрезках материала, вырезая сетку из квадратов с различными настройками мощности, скорости и частоты.

Кроме того, вы также можете изучить влияние систем подачи воздуха и выхлопа, включая и выключая их во время последовательных тестовых запусков.

Шаг-4: Подготовка заготовки

Нанесение малярного скотча на поверхность заготовки (Источник: Exploratorium)

После подготовки проекта и подбора оптимальных параметров материала можно приступать к подготовке заготовки.

Очистка поверхности заготовки от пыли и частиц грязи считается хорошей практикой, поскольку эти частицы могут загореться во время лазерной резки и повлиять на качество резки.

Протирочный спирт считается хорошим чистящим средством, но не рекомендуется для таких материалов, как дерево и бумага, поскольку они могут поглощать спирт и приводить к возгоранию при обработке лазером.

Кроме того, если при лазерной резке таких материалов, как дерево и кожа, образуется сильный дым, рекомендуется покрыть поверхность материала малярной лентой, чтобы предотвратить появление пятен от дыма.

Шаг 5: Поместите заготовку на рабочий стол

Сотовые опорные штифты для удержания работы (Источник: сообщество Glowforge)

После подготовки заготовки пришло время поместить заготовку на рабочий стол.

Поместите заготовку на рабочий стол и убедитесь, что она находится в рабочей зоне фрезы.

Почти каждый лазерный резак имеет контрольный контур для изображения области разреза.

Убедитесь, что область реза лежит на заготовке в нужном месте.

Хотя лазерная резка является бесконтактной обработкой, которая не оказывает механического воздействия на заготовку, рекомендуется удерживать заготовку на месте при лазерной резке легких и гибких материалов.

Существуют различные способы удержания материала на рабочем столе, такие как магниты, ленты, зажимы, грузики, булавки и т. д.

Основной целью удерживания заготовки является обеспечение ее плоского положения на поверхности для получения наилучших результатов.

Кроме того, фиксация заготовки также гарантирует, что заготовка не прогибается под действием высокого давления, создаваемого пневматической системой.

Шаг 6. Настройка фокуса лазера

Использование инструмента фокусировки для настройки фокуса лазера (Источник: Thunderlaser)

Фокус лазера влияет на размер пятна лазера, который, в свою очередь, влияет на ширину пропила.

Как правило, большинство коммерческих станков для лазерной резки имеют функцию автофокусировки, которая устанавливает оптимальную фокусировку для получения точного разреза с узким пропилом.

Для лазерных резаков, у которых нет функции автоматической фокусировки, производитель предоставляет инструмент фокусировки для установки оптимальной точки фокусировки.

Однако при гравировке некоторых легковоспламеняющихся материалов рекомендуется расфокусировать лазер для достижения относительно большего размера пятна, снижения плотности энергии и предотвращения перегорания.

Шаг 7: Начните резку

После установки параметров и фокусировки лазера вы можете закрыть крышку (для прилагаемого лазерного резака) и начать процесс лазерной резки.

Хотя лазерная резка с ЧПУ является автоматизированным процессом, рекомендуется контролировать процесс резки во избежание несчастных случаев.

Хорошее знание функций безопасности вашего лазерного резака может помочь вам взять под контроль процесс в случае чрезвычайной ситуации и предотвратить несчастные случаи.

Шаг 8. Проверка результатов

После завершения процесса резки рекомендуется проверить результаты, не перемещая заготовку.

В случае неполного реза выполнение еще одного прохода по заготовке может помочь добиться чистого реза.

Как только вы получите желаемый разрез, вы можете снять заготовку с рабочего стола и проверить конечный результат.

Следует отметить, что лазерная резка металлов может сделать заготовку достаточно горячей, чтобы вызвать ожоги кожи при прикосновении к ней голыми руками.

Как правило, разрезы, сделанные лазерным резаком, чрезвычайно точны и не требуют дополнительной обработки для улучшения качества поверхности.

Однако рекомендуется очистить заготовку щеткой, чтобы удалить любой мусор или брызги с поверхности заготовки.

Шаг 9: Очистка оптики лазера

Обслуживание оптики лазера (Источник: Epiloglaser)

Лазерные резаки требуют минимального обслуживания, а регулярная очистка фокусирующей линзы и другой оптики машины улучшит качество резки и улучшит срок службы оборудования.

Рекомендуется использовать чистящую бумагу для объектива или ватный тампон с жидким очистителем для очистки фокусирующего объектива после выполнения каждого разреза.

Если вы используете лазер CO ₂, рекомендуется очищать и регулировать зеркала лазерной системы доставки один раз в неделю.

При очистке линз и зеркал лазерного резака рекомендуется держать чистящую бумагу для линз в держателе с закругленными концами, таком как пластиковый пинцет, чтобы свести к минимуму риск появления царапин.

Что требуется для лазерной резки

Универсальный характер лазерного резака и его способность резать различные материалы за короткое время сделали его популярным среди крупных предприятий.

Кроме того, доступность настольных и портативных лазерных граверов малого размера по доступной цене привлекает энтузиастов-любителей и представителей малого бизнеса, которые добавляют в свои мастерские лазерный резак.

Однако для начала работы с лазерной резкой требуется нечто большее, чем просто лазерный резак.

Лазерный резак

Главное требование для начала работы с лазерной резкой – наличие хорошего лазерного резака.

Хотя лазерные резаки обычно дороги, вы можете поискать недорогие лазерные резаки, которые могут резать и гравировать тонкие материалы.

Волоконные лазеры сравнительно дороже, чем CO ₂ и диодные лазеры, но идеально подходят, если вашей основной задачей является резка металла.

Имея доступ к лазерному резаку MOPA, можно даже выполнять цветную лазерную гравировку на таких металлах, как титан, нержавеющая сталь и алюминий.

Однако, если покупка нового лазерного резака не соответствует вашему бюджету, вы всегда можете поискать бывшие в употреблении лазерные резаки.

Поскольку CO ₂ лазеры существуют дольше, чем волоконные лазеры, есть больше шансов найти бывший в употреблении CO ₂ лазер по низкой цене, чем бывший в употреблении волоконный лазер.

Кроме того, если вам время от времени требуется лазерная резка и вы не готовы тратить деньги на покупку лазерного резака, вы всегда можете положиться на аутсорсинг.

Вы можете осмотреться в своем районе и найти владельцев лазерных резаков, которые предоставляют услуги лазерной резки по разумным ценам.

Кроме того, вы также можете связаться с некоторыми онлайн-компаниями, которые предоставляют услуги лазерной резки и доставляют продукт к вашему порогу.

Вот веб-сайты некоторых популярных интернет-компаний, предлагающих услуги лазерной резки в США.

Заводской
ОШ Вырез
SendCutОтправить
Магазин электронных машин
Поноко

Заготовка/материал

Получив доступ к лазерному резаку, важно знать о материалах, пригодных для лазерной резки, и о материалах, которые не рекомендуется резать или гравировать лазером.

Почти все материалы можно резать и гравировать лазером, за исключением некоторых ПВХ и винилсодержащих пластиков, которые выделяют вредные пары газообразного хлора и соляной кислоты.

Лазерная резка виниловых материалов не только опасна для человека, коррозионная природа соляной кислоты также может повредить лазерный резак.

Кроме того, лазерная резка отражающих поверхностей, таких как зеркала, может быть сложной задачей, поскольку они отражают лазер, что приводит к потере лазерной энергии.

Ознакомьтесь с этими руководствами по лазерной резке и гравировке некоторых популярных материалов.

Направляющие для лазерной резки других материалов

Программное обеспечение для лазерной резки/гравировки

Программное обеспечение LightBURN (CAD/CAM)

Станок для лазерной резки с ЧПУ принимает дизайн в качестве входных данных и выполняет требуемый разрез, контролируя движение лазерной головки по материалу.

Поэтому для выполнения лазерной резки необходим компьютер с установленным программным обеспечением CAD/CAM.

Эти программы используются для подготовки проекта (CAD), преобразования проекта в G-коды (CAM) и действуют как интерфейс для взаимодействия с лазерным резаком и управления его параметрами.

На рынке доступны различные бесплатные и платные программы для лазерной резки/гравировки.

В то время как некоторые программы выполняют все функции, другие требуют двух отдельных программ для CAD и CAM.

Инструкции по безопасности/руководство

Лазерная безопасность

Прежде чем приступить к процессу лазерной резки, настоятельно рекомендуется прочитать инструкции по технике безопасности и помнить об опасностях, рисках и мерах контроля, связанных с лазером.

Легковоспламеняющиеся материалы, такие как дерево, пластик, ткани и бумага, нельзя оставлять без присмотра во время лазерной резки, так как они могут загореться и стать причиной пожара.

Кроме того, рекомендуется носить надлежащие защитные очки при работе с лазерным резаком, особенно при лазерной резке отражающих материалов, таких как медь и алюминий, без защитного кожуха.

Лазерный резак и его применение

Лазерная резка деревянных изделий (Источник: Etsy)

Лазерный резак — универсальный инструмент, используемый для резки, гравировки или травления различных материалов.

Он использует мощный лазерный луч для сжигания, расплавления и испарения материала и получения желаемого результата.

Лазер проходит через фокусирующую линзу и сходится в узком месте.

Это позволяет лазерному резаку выполнять сложные разрезы с высокой точностью и небольшой шириной пропила.

Лазерные резаки хорошо известны своей высокой скоростью обработки и точностью, что делает их идеальными для крупномасштабных производств.

Тип лазера, используемого в станке для лазерной резки, определяет гибкость материала.

A CO ₂ лучше всего подходит для резки органических материалов, таких как дерево, пластик, бумага, ткани и т. д.

Однако мощный CO-лазер ₂ также можно использовать для резки металлов, за исключением некоторых металлов с высокой отражающей способностью, таких как медь, серебро и золото.

С другой стороны, для резки металлов рекомендуется использовать волоконный лазер. Длина волны волоконного лазера легко поглощается металлами и поэтому лучше всего подходит для производства листового металла.

Хотя волоконный лазер может маркировать и травить некоторые пластмассы, он не подходит для резки органических материалов.

Подробная статья о разнице между СО 9Лазер 0745 2 и волоконный лазер можно найти здесь — Волоконный лазер против лазера CO ₂.

Другим типом лазера, который используется в лазерных станках, является диодный лазер.

Эти лазеры можно использовать для резки как металлов, так и неметаллов, но, как правило, они доступны в вариантах с низким энергопотреблением, что делает их подходящими только для резки тонких материалов.

В последнее время появились мощные промышленные диодные лазеры, которые могут резать и гравировать практически любой материал.

Подробную статью о разнице между волоконным лазером и диодным лазером можно найти здесь — Волоконный лазер против диодного лазера.

Появление станков для лазерной резки с ЧПУ открыло двери для использования лазерного резака для различных целей.

Применение лазерного резака

Возможность управления различными параметрами лазерного резака с ЧПУ позволяет ему выполнять различные процессы на различных материалах.

Резка

Лазерная резка металла

Основным применением лазерного резака является выполнение сложной резки различных материалов.

Лазерный резак с ЧПУ можно использовать для сквозной резки различных материалов, таких как дерево, пластик, металлы, продукты питания и т. д.

Резы, производимые лазерным резаком, точны и имеют гладкую поверхность, что делает его идеальным для резки сложных узоров для таких применений, как изготовление штампов и пресс-форм, ювелирных изделий, медицинского оборудования, произведений искусства, резки тканей и т. д.

Кроме того, способность автоматизировать процесс с высоким индексом воспроизводимости делает его идеальным для крупных производственных предприятий.

Гравировка

Лазерная гравировка фотографии

Возможность управления технологическими параметрами лазерного резака с ЧПУ отличает его от всех других методов обработки.

Позволяет лазерному резчику гравировать материал без замены режущего инструмента.

Как правило, по сравнению с лазерной резкой для гравировки материала рекомендуется использовать лазер меньшей мощности и более высокую скорость резки.

Лазерная гравировка использует лазер для удаления слоев материала и создания пустот желаемой формы без выполнения сквозного реза.

Основное различие между лазерным гравером и лазерным резаком заключается в способности выполнять сквозные разрезы в материалах различной толщины.

Лазерная гравировка в основном используется для улучшения внешнего вида изделия.

С его помощью можно выгравировать рисунок или рисунок практически на любом материале. Существуют различные прибыльные проекты, такие как ножи для лазерной гравировки, которые можно изготовить с помощью лазерного гравера.

Кроме того, он также используется художниками и дизайнерами для гравировки фотографий или рисунков для создания персонализированных произведений искусства и одежды.

Маркировка

Лазерная маркировка (Источник: Trotec)

Маркировка — это еще одно применение лазерного резака с ЧПУ, которое включает изменение верхней поверхности материала для создания постоянной метки желаемой формы или рисунка.

Этот процесс не обязательно включает удаление материала. Вместо этого тепло от лазера окисляет поверхность и оставляет след, обесцвечивая материал.

Лазерная маркировка обычно используется для печати ценной информации, штрих-кодов и QR-кодов на продуктах.

В некоторых случаях лазер расплавляет верхнюю поверхность материала, и для придания маркировке контраста используются чернила для лазерной маркировки. Этот процесс часто называют Лазерное травление .

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Можно ли использовать лазерный резак для резки стекла?

Да, для резки стекла можно использовать лазерный резак. Но стекло имеет чрезвычайно высокую температуру плавления, что затрудняет резку стекла маломощными лазерами. Как правило, для лазерной резки стекла рекомендуются мощные промышленные лазеры CO ₂.

Может ли лазерный резак выполнять сварку?

Нет, лазерный резак не может выполнять сварку.