Рабочая температура со2 лазера: ✅ Охлаждение лазерной трубки станка с ЧПУ (СО2 лазера). СОВЕТЫ, лайфхаки
Содержание
✅ Охлаждение лазерной трубки станка с ЧПУ (СО2 лазера). СОВЕТЫ, лайфхаки
В данном материале мы подробно разберем вопросы охлаждения лазерной трубки станка с ЧПУ. Здесь вы точно получите ответы на вопросы:
- Как устроена система охлаждения лазерной трубки
- Какую охлаждающую жидкость применять
- Какую температуру устанавливать
- Что из оборудования лучше использовать
- Как, чем и когда очищать систему охлаждения лазерного станка
- Какой чиллер лучше, CW-3000 или CW-5200
- Эффективна ли помпа прокачки воды и как ее подключить к лазерному станку
Ну, и конечно же, какой подойдет пивной охладитель и как его можно использовать
+ Много дополнительной информации по охлаждению лазерной трубки.
Смотрите видео с тестами, примерами, инструкциями и читайте статью дальше.
ВИДЕО. Охлаждение лазерной трубки
Почему необходимо охлаждать лазерную трубку СО2?
Во-первых, при высоких рабочих температурах снижается мощность излучателя, а по-другому, теряется его производительность. Во-вторых, высокие температуры влияют на ресурс лазерной трубки. По-хорошему, чем ниже температура, тем дольше трубка проработает.
При правильных условиях эксплуатации трубки могут эффективно работать годами. Именно поэтому им необходимо принудительное охлаждение теплоотводящей жидкостью.
Какую температуру устанавливать в системе охлаждения?
Оптимальная стабильная рабочая температура — 15-17 °C при комнатной температуре от 15 °C до 25 °C. Можно меньше. Допускается и больше. Нам известны случаи работы лазерного излучателя с сохранением его рабочих характеристик при температуре охлаждающей жидкости в 26 градусов, но следует учитывать, что это не должно быть постоянной практикой.
Избегайте перегрева.
В том случае, когда вы устанавливаете в системе охлаждения температуру ниже рекомендуемой при высокой внешней, то следите за тем, чтобы на лазерной трубке, а особенно на полупрозрачном зеркале (откуда из трубки бьет луч) и контактах не выпадал конденсат. Пристальное внимание этому следует уделять, когда у вашего СО2 излучателя принудительное охлаждение глухого и полупрозрачного зеркала.
При большой разнице внешней и внутренней температур устанавливайте в системе охлаждения температуру, ориентируясь на точку росы.
Охлаждающая система лазерной трубки (СО2 излучателя)
По факту все выглядит достаточно просто. В лазерной трубке для охлаждающей жидкости предусмотрен специальный герметичный контур, в котором циркулирует жидкость. Попадает она в этот контур через специальный входной штуцер, а уходит через выходной или сливной.
Это проточная система. Жидкость попадает в контур под давлением. Протекая, она поглощает избыточное тепло и так же под давлением выходит из трубки для охлаждения.
Чистота системы охлаждения
Всю систему охлаждения необходимо держать в чистоте и проверять, чтобы там не образовывалось осадков, отложений, грязи, не возникало цветения. Именно поэтому в систему охлаждения вы должны заливать проверенную охлаждающую жидкость (мы рекомендуем дистиллированную воду), а также следить за ее герметичностью, чтобы загрязнения в нее не попадали из вне.
В процессе эксплуатации в лазерной трубке вместе с охлаждающей жидкостью не должно быть пузырьков воздуха. Устанавливайте ее таким образом, чтобы выходной (сливной) штуцер был вверху.
И еще один совет, следите за чистотой полупрозрачного зеркала с внешней стороны (откуда выходит лазерный луч).
Какую охлаждающую жидкость применять, воду, спирты или антифриз?
Мы рекомендуем применять в качестве охлаждающей жидкости дистиллированную воду, потому что она не содержит химических примесей, которые могут оседать в трубке, и если вода действительно дистиллированная, а это мертвая вода, то она цвести не должна.
В случае эксплуатации лазерной трубки при температурах ниже нуля вы можете использовать антифриз (тосол), но только на свой страх и риск. Помните, что антифриз может навредить лазерной трубке и привести ее в негодность. В зависимости от условий эксплуатации допускается разбавление антифриза водой в соответствующих пропорциях по инструкции производителя.
В чем разница между дистиллированной водой и антифризом для лазерного станка? Во-первых, у них разный коэффициент теплопередачи. У воды он больше, следовательно, она лучше забирает тепло от нагретого элемента, и лучше его отдает непосредственно в системе охлаждения лазерной трубки.
Во-вторых, вода имеет большее электрическое сопротивление, а все антифризы — меньшее электрическое сопротивление, что сказывается на падении мощности. И это особенно необходимо учитывать при эксплуатации так называемых NO NAME СО2 лазерных трубок непонятного производителя, в которых в силу конструктивных особенностей может происходить утечка высокого напряжения именно по антифризу через микротрещины.
Можно ли использовать в качестве охлаждающей жидкости спирты и другие смеси? Можно, если это не навредит лазерной трубке.
К примеру, при температуре окружающей среды выше нуля, вы можете попробовать смесь дистиллированной воды и изопропилового спирта в расчете 1 литра спирта на 5-7 литров воды.
Если температура окружающей среды ниже нуля, то попробуйте смесь дистиллированной воды и чистого пропиленгликоля в пропорции, рекомендуемой производителем спирта.
Оборудование для системы охлаждения
Для охлаждения жидкости вы можете использовать как готовые стандартные решения, так и самостоятельно сконструировать агрегаты, к примеру, из деталей кондиционера, старого холодильника, а также, пивной охладитель.
Каждое решение имеет право на жизнь. Но, делая выбор между дорогим — готовым, и дешевым — самопальным, вы должны понимать, что первое будет все-таки работать стабильнее второго, если вы не владеете навыками инженера.
Но, сэкономить можно и в том случае, если вы не Кулибин. Давайте разберемся во всем по-порядку.
Помпа прокачки воды + резервуар
Это самое простое решение, которое идет в комплекте каждого лазерного станка. Задача помпы — гонять жидкость по кругу. Они отличаются мощностью и размерами.
Для маленьких полупрофессиональных лазерных станков подойдут маломощные небольшие, а для больших — крупнее с более совершенными характеристиками. Создавая систему охлаждения с помпой прокачки воды, озаботьтесь о ее герметичности, следите за тем, чтобы в жидкость не попадало грязи. Помимо этого герметичность обеспечит нормальную влажность в помещении, где будет эксплуатироваться лазерный станок.
Какой резервуар с жидкостью следует использовать? Все зависит от мощности лазерной трубки и температуры окружающей среды. К примеру, в обычных условиях при температуре окружающей среды в 22 градуса для лазерного станка MCLaser 3020 с мощностью излучателя в 40 Вт или Kimian 4040 с лазерной трубкой в 50 Вт мы рекомендуем использовать резервуар объемом 80 литров.
Систему с помпой прокачки воды можно сделать с охлаждением, поставив, к примеру, резервуар в холодильник. Второй вариант — добавлять в резервуар лед.
Некоторые замораживают воду в пластиковых бутылках.
За температурой жидкости в данном случае можно следить с помощью погружного термометра или установить контроллер.
Помните, что менять охлаждающую жидкость в такой системе можно только при выключенном лазерном станке.
Как подключать помпу к лазерному станку — смотрите в нашем видеообзоре.
Чиллеры для лазерного станка
Чиллеры относятся к готовым решениям с принудительным охлаждением. Условно их можно разделить на домашние и промышленные. Выбирают чиллер, ориентируясь на время эксплуатации станка в рабочую смену, объемы производства, температуры окружающего воздуха, мощность лазерной трубки.
Недорогой CW-3000 представляет собой простую систему с принудительным воздушным охлаждением.
Внутри этого чиллера стоит помпа прокачки воды, резервуар, на который дует вентилятор, а также система управления и сигнализации. CW-3000 не сможет охладить жидкость ниже температуры окружающего воздуха, поэтому не получится его использовать эффективно, если в помещении жарко. Помните, оптимальная рабочая температура лазерной трубки — 15-17 градусов.
Преимущество CW-3000 над системой охлаждения с помпой прокачки воды в том, что с ним вы сразу получите герметичную систему охлаждения лазерной трубки, а также систему оповещения, если охлаждающая жидкость перестанет циркулировать + он занимает меньше места в сравнении с 80-ти литровым резервуаром.
С CW-3000 возможно сделать систему с принудительным охлаждением. Первый способ — поставить чиллер в холодильник. Второй — сделать промежуточный резервуар и установить его в холодильник. Некоторые ставят его под кондиционер.
Чиллеры CW-5000 и CW-5200 — более совершенные промышленные агрегаты с принудительным охлаждением на базе хладогента, в качестве которого выступает фреон. В этих чиллерах вы можете настраивать диапазон рабочих температур.
У CW-5000 и CW-5200 помимо системы оповещения при сбое водного потока, есть индикация и звуковой сигнал при перегреве охлаждающей жидкости выше установленного значения.
Эти чиллеры можно смело использовать для охлаждения лазерных трубок мощностью до 100 Вт, для более мощных подойдут CW-6000, CW-6100 и другие старшие модели.
Пивной охладитель
Это альтернатива чиллерам. Принцип работы у него такой же, но стоит он в разы меньше.
Свое решение
В стремлении сэкономить можно нафантазировать много чего.
Как говорится, на вкус и цвет товарищей нет. Главное, чтобы работало и давало результат.
Очистка системы охлаждения лазерного станка
Если вы столкнулись с загрязнениями в системе охлаждения, то в зависимости от их характера используйте необходимое средство. Избавиться от продуктов цветения (органики) можно, к примеру, погоняв по системе охлаждения раствор теплой щелочи. Если это налет накипи и отложения солей, то поможет теплый раствор с лимонной кислотой из расчета 100 грамм кислоты на 5 литров.
Требуется консультация по лазерным станкам с ЧПУ?
Отвечаем на все звонки, письма, сообщения и всегда рады гостям.
Пишите
[email protected]
Звоните
+7 (812) 309 50 46
+7 (499) 350 85 33
+7 (911) 972 62 63 + Viber, WhatsApp, Telegram
Заходите в гости
Санкт-Петербург, ул.
Республиканская, 22, литера Е, помещение 4Ш
Мы работаем
пн.-пт. с 9:00 до 19:00 (мск)
Больше интересного во Вконтакте
- Полезные советы по лазерной резке и гравировке
- Секреты и лайфхаки
- Обзоры лазерного оборудования
- Макеты для лазерной резки
- Актуальные акции и скидки
Подписывайтесь
Влияние температуры охлаждающей жидкости на станок с ЧПУ
Лазерные станки с ЧПУ обеспечивают отличное качество резки и гравировки заготовок из самых разных материалов. Однако при очень низкой удельной стоимости обработки для газовых лазеров (именно такие лазерные трубки используются в недорогих моделях станков) их существенным недостатком является повышенное тепловыделение.
Температура лазерной трубки напрямую влияет на стабильность генерируемого ею излучения и общую продолжительность работы (ресурс). Чем выше рабочая температура трубки, тем меньше её ресурс.
Поскольку лазерные трубки относятся к категории «расходных материалов», их замена требует финансовых затрат. Следовательно, значительное падение ресурса приведёт к необходимости более частой замены лазерной трубки, что обязательно скажется на уменьшении общей прибыли предприятия.
Практикой доказано, что мероприятия по снижению температуры лазерной трубки благоприятно сказываются на продлении её рабочего ресурса. Нормальной рабочей температурой считается 20-23 °С. Хотя в любом случае температура трубки не должна превышать 30 °С, иначе её ресурс сократиться почти вдвое!
Принудительное охлаждение лазерной трубки
Любая модель лазерного станка с ЧПУ оснащена системой охлаждения. Стеклянная колба лазерной трубки имеет двойные стенки («колба в колбе»), полость между которыми используется для прокачки охлаждающей жидкости. Подачу жидкости осуществляет водяной насос. Система имеет бак для хранения жидкости (и одновременно её охлаждения — путём смешения с основной массой холодной воды в баке) и соединительные магистрали (подающую — от насоса к лазерной трубке, и сливную — от лазерной трубки обратно в бак).
В целом, такая несложная система обеспечивает приемлемое рассеивание тепла и позволяет поддерживать стабильную температуру лазерной трубки в рамках рабочего диапазона. Однако проблемы могут возникнуть тогда, когда повышается загрузка лазерного станка. К примеру, гравировка небольшой заготовки может протекать без перегрева трубки. А вот сквозная резка толстых плит, да ещё в течение всей смены без остановки станка, уже потребует значительной интенсивности рассеивания избыточного тепла охлаждающей системой!
Следует отметить, что способность рассеивать тепло для различных систем охлаждения сильно разнится. Так называемая «пассивная система охлаждения» удаляет избытки тепла простым смешением жидкости из лазерной трубки с основной массой запаса воды в ёмкости (и/или её естественным остыванием на воздухе). При перегреве жидкости от оператора станка требуется либо остановка процесса обработки и выжидание пока вся жидкость охладиться, либо долив в бак холодной воды (с визуальным контролем температуры).
Этот процесс достаточно трудоёмкий и неудобный. Более продуктивным является использование чиллера — специального радиатора с активным охлаждением (и автоматическим контролем и поддержанием рабочей температуры жидкости). В принципе чиллер позволяет устанавливать и с высокой точностью поддерживать любую температуру (из диапазона его рабочих значений) — независимо от нагрузки на лазерный станок и, следовательно, нагрева жидкости на выходе из лазерной трубки.
А если «уйти в минус»?
Возможность поддержания (безразлично каким способом) заданной температуры жидкости в системе охлаждения лазерного станка открывает заманчивые перспективы. Что если работать со «сверхнизкими» температурами (ближе к нулю), или даже отрицательными? (к примеру, использование раствора этиленгликоля вместе воды поможет избежать его замерзания и/или появления кристаллов при низких температурах)
Идея понижения рабочей температуры лазерной трубки хорошо известна. Доказано значительное повышение мощности и стабильности излучения газового лазера при его значительном охлаждении.
Опыты с лазерными трубками советского производства позволяли увеличить мощность излучения с 20 Вт (для отслуживший срок трубки) до более чем 100 Вт (!) при понижении рабочей температуры с +20 °С до −15 °С.
Однако в конструкции таких трубок присутствовала механическая отвязка оптического резонатора. Этого нет у стеклянных СО2-трубок китайского производства (основного источника лазерного излучения для большинства моделей станков с ЧПУ). Но принципиально суть остаётся прежней — физическая закономерность увеличения мощности при понижении рабочей температуры лазерной трубки является доказанной. К тому же отрицательные температуры замедляют дегенерацию активной газовой среды, запаянной в трубке, что значительно повышает общий ресурс агрегата в целом.
Эксперименты с лазерным станком
Повышение ресурса лазерной трубки для обычного станка, используемого в коммерческих целях (к примеру, для производства рекламных материалов), безусловно, является желательным эффектом. Но достижимо ли оно за счёт понижения температуры охлаждающей жидкости ниже нуля?
На практике существенное снижение температуры жидкости достигалось при использовании самодельных систем, в которых активным охладителем служит холодильник, в который помещён теплообменник.
Сквозь этот теплообменник пропускается жидкость из системы охлаждения лазерного станка (для этого в стенке холодильника предусмотрены специальные отверстия под отводящий и подающий шланги). За счёт интенсивного охлаждения температуру жидкости можно опустить до +5-10 °С.
Работа лазерного станка с такой системой охлаждения наблюдалась в течение длительного периода (от полугода). Было отмечено повышение качества гравировки изделий, увеличение мощности уже не новой лазерной трубки (по косвенным признакам — приходилось снижать мощность обработки для многократно опробованных условий и материалов). Скорость процесса обработки заготовок также увеличивалась. И не менялась на протяжении длительного времени — что свидетельствует о повышении общей стабильности излучения, генерируемого лазерной трубкой.
Проблемы дальнейшего охлаждения
Однако работа с отрицательными температурами для большинства моделей лазерных станков с ЧПУ всё же оказывается невозможной.
Во-первых, не каждый источник охлаждения сможет обеспечить понижение рабочей температуры охлаждающей жидкости ниже нуля.
Если даже такое охлаждение будет возможно, затраты энергии наверняка перекроют возможный положительный эффект.
Во-вторых, сама конструкция стеклянных лазерных трубок китайского производства не допускает значительного охлаждения без отрицательного влияния температуры на оптический резонатор.
В-третьих, повышение мощности трубки при её охлаждении требует больших расходов энергии от питающего трубку «блока розжига». А повышение нагрузки на него вполне может вызвать пробой электрических компонентов — с риском ощутимого взрыва блока!
И в-четвертых, понижение температуры трубки при определённом давлении и влажности в рабочем помещении может вызвать образование конденсата (при достижении точки росы для данных условий), что негативно скажется на отражающей способности зеркал лазерного станка и нарушит его юстировку. Конечно, для удаления конденсата можно сконструировать автономную систему подогрева зеркал оптической системы. Но будет ли оправдана столь серьёзная модификация компактного и в целом недорогого лазерного станка с ЧПУ?
Таким образом, эксперименты с охлаждением лазерной трубки нельзя доводить до крайностей.
Если речь идёт о коммерческом использовании, гораздо важнее позаботиться о стабильном температурном режиме системы охлаждения (нагрев воды не выше 17-23 °С при любых режимах и продолжительности эксплуатации лазерного станка с ЧПУ в течение смены).
Свежее:
- Что такое лазерный гравировальный станок по дереву?
- 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
Популярное:
- Что такое чиллер для лазерного станка с ЧПУ?
- Диагностика и ремонт блока питания лазерного станка с ЧПУ
- Особенности лазерной резки пенокартона
- Как выбрать лазерный станок
- Способы качественного раскроя ткани на лазерном станке с ЧПУ
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.
Популярные категории товаров
Лазерные станки по фанере
Газовый маркер
Волоконный маркер
Лазерные станки по дереву
Лазерные станки Zerder
Лазерный маркиратор
Лазерные станки по металлу
Лазерные станки Rabbit
Лазерные станки для гравировки
Лазерные станки WATTSAN
Индивидуальный запрос
Имя
Телефон
Отправляя контактные данные — вы даете согласие на их обработку в целях
оказания услуг
Оцените информацию на странице
Средняя оценка: 3,7
Голосов: 4
Получить консультацию специалиста
Оставьте свои контактные данные и наши специалисты ответят на любой интересующий вас вопрос
Имя
Телефон
Отправляя контактные данные — вы даете согласие на их обработку в целях
оказания услуг
Как делают лазеры? – Потребности в лазерной обработке и охлаждении
Усиление света за счет стимулированного излучения (ЛАЗЕР) остается новаторским технологическим изобретением с момента его открытия и первого использования.
За прошедшие годы технология лазерного луча была модифицирована и усовершенствована для использования в широком спектре приложений, включая промышленное производство, здравоохранение, исследования и технологии связи.
В этой статье рассказывается о том, как генерируется лазерный луч, а также о том, как эффективно охлаждать лазерную трубку.
Что такое лазер?
Лазер — это устройство, которое стимулирует субатомные частицы (электроны) к излучению электромагнитного излучения. Лазеры обычно производят узкий пучок света, обладающий физическим свойством, называемым «когерентностью». Это позволяет сфокусировать лазерный свет в определенном месте, что делает его весьма полезным в таких приложениях, как фотолитография и лазерная резка.
Промышленное применение лазеров
Сегодня лазерная технология стала почти незаменимым инструментом во многих промышленных процессах. Отрасли, в которых используется один или несколько видов лазеров, перечислены ниже:
- Лазерная маркировка и сверление
- Лазерная наплавка
- Фотолитография
- Лазерная резка и сварка
- Волоконная оптика
- Производство светодиодов, экранов для смартфонов и компьютеров
- Системы лазерной съемки
- Гравировка
- Лазерное соединение
- Лазерное 3D-сканирование
- Лазерная печать
- Сварка пластика
- Аддитивное производство
В зависимости от типа производственного процесса могут использоваться лазеры с различной номинальной оптической мощностью.
Обработка материалов, такая как пайка и сварка листового металла, может осуществляться с использованием лазеров с номинальной мощностью более 1 киловатта.
Обработка микроматериалов для смартфонов, компьютеров и светодиодных экранов телевизоров производится с использованием лазеров мощностью менее 1 киловатта.
Как делают лазеры?
Независимо от типа используемого лазера процесс его генерации всегда одинаков.
Для генерации лазерного луча устройство должно обладать:
- Совокупностью атомов в жидком, твердом или газообразном состоянии, которые можно стимулировать для поглощения энергии.
- Средство для стимуляции возбудимых частей этих атомов (электронов)
Принцип производства лазера требует введения энергии в виде электрического импульса в резонатор лазера. Это производит фотонную энергию, которая быстро поглощается присутствующими внутри электронами, заставляя их совершать квантовый скачок и переходить в более высокое энергетическое состояние.
Эта активность носит временный характер и происходит в течение нескольких миллисекунд, когда электроны быстро возвращаются в свое базовое энергетическое состояние.
Одновременно электроны, возвращающиеся на базовые энергетические уровни, будут испускать фотоны света, которые могут в равной степени стимулировать другие электроны в их базовом состоянии, тем самым повторяя и еще больше усиливая первоначальную реакцию.
Лазерные устройства обычно включают в себя зеркала внутри лазерной трубки, которые помогают поддерживать устойчивый поток фотонов при создании концентрированного лазерного луча.
Почему лазеры выделяют тепло?
Изучив, как генерировать лазерные лучи, становится ясно, что производство световой энергии всегда связано с некоторой степенью выделения тепла. Учитывая, что лазерный свет представляет собой усиленную форму световой энергии, отсюда следует, что количество выделяемого тепла при его создании будет значительно выше.
Промышленные лазерные устройства выделяют огромное количество тепла, которое может повредить обрабатываемый материал, а также сами компоненты лазера.
В результате операторы промышленных лазеров должны поддерживать свои устройства в оптимальном диапазоне температур, используя соответствующее охлаждающее устройство.
Оптимальные температуры CO2-лазера
Работа CO2-лазеров при высоких температурах снижает их точность и стабильность. Повышенная тепловая нагрузка повредит компоненты лазера, что приведет к дорогостоящему ремонту или полной замене оборудования. Кроме того, воздействие неконтролируемых лазерных температур на чувствительные материалы изменит производственный процесс, что приведет к дефектам конечных продуктов.
Большинство промышленных CO2-лазеров можно безопасно и эффективно эксплуатировать в диапазоне температур от 59 °F до 77 °F.
Как поддерживать работоспособность трубки CO2-лазера
Самый эффективный способ поддерживать эффективную работу вашего CO2-лазера как можно дольше — это установить охлаждающее устройство для лазера. Эти промышленные охладители воды обеспечат терморегуляцию, необходимую для предотвращения выхода из строя компонентов или повреждения продукта, за счет устранения избыточной тепловой энергии, выделяемой во время работы лазера.
Как работают промышленные лазерные чиллеры?
Итак, как работают чиллеры, чтобы поддерживать стабильность вашей лазерной технологии?
Стандартные чиллеры для лазерной воды имеют холодильную установку, которая направляет хладагент в трубку технологического лазера, где происходит теплообмен, охлаждающий лазер до оптимальных температур. Нагретая охлаждающая жидкость возвращается по трубопроводу в холодильную установку, где отводится поглощенное тепло, регенерируя охлаждающую жидкость для нового цикла теплообмена с лазерным устройством.
Большинство производителей промышленных лазерных чиллеров предлагают устройства мощностью от 600 Вт до нескольких киловатт.
На что обратить внимание при покупке лазерного чиллера
Некоторые ключевые факторы, которые следует учитывать при выборе лазерного чиллера, включают:
- Номинальная мощность лазера в сравнении с производительностью чиллера
- Стоимость покупки и установки
- Особые потребности в охлаждении различных лазеров
- Дополнительные функции лазера
Поддерживайте температуру лазерной резки CO2 с помощью охладителей Cold Shot
Компания Cold Shot Chillers производит и устанавливает высококачественные охладители, совместимые с широким спектром промышленных процессов.
Наши изготовленные на заказ лазерные охладители предназначены для обеспечения оптимального регулирования температуры для всех ваших операций лазерной резки.
Свяжитесь с нами сегодня по номеру , чтобы получить подробные технические характеристики чиллера или расценки на наши промышленные чиллеры с воздушным или водяным охлаждением.
Все, что вам нужно знать о Co2-трубках: срок службы, охлаждение и качество луча.
Основная идея этого поста — дать краткий обзор различных трубок для CO2.
Многие считают, что Co2-лазеры лучше всего подходят для лазерной резки и лазерной гравировки и не вызывают никаких проблем. На самом деле, есть некоторые проблемы, на которые нужно обратить внимание.
Трубки Co2-лазера Срок службы
Лазерная трубка является одним из основных узлов любого Со2-лазера. Длина волны излучения Со2-трубки 10600 нм (10,6 мкм). Генерация лазера, позволяющая резать или гравировать выбранный вами материал, происходит внутри лазерной трубки.
Обычно лампы имеют заявленный производителем срок службы. Это что-то около 1 000 – 10 000 часов. Это меньше, чем у диода или твердотельного лазера.
Основная проблема заключается в том, что во многих случаях заявленный срок службы на самом деле намного меньше, либо мощность критически падает после того, как машина проработала 50-70% от заявленного срока службы.
Важно помнить, что долговечность лазерной трубки зависит от ее правильной эксплуатации.
Рабочая температура (18-22ºC) имеет первостепенное значение. При температуре 30ºC и выше долговечность труб снижается на 40-50%. При 40ºC трубка может выйти из строя достаточно быстро. Именно поэтому целесообразно использовать фреоновый чиллер с принудительным охлаждением. Цена на такой чиллер примерно 500-1000$.
При работе со станком
важно следить за чистотой линзы на выходе лазерного луча из трубки. Не должно быть ни пыли, ни копоти. Не используйте лазерную трубку на максимальной мощности в течение длительного периода времени, так как это сокращает срок ее службы.
Если вам нужно 100 Вт, используйте лампу на 150 Вт. Если вам нужно 60 Вт, используйте лампу на 80 Вт.
Калориметр рядом с лазерной трубкой
80-ваттный СО2-лазер Endurance с рабочей площадью 6 × 5 футов (2 × 1,7 м)
Качество излучения (лазерного луча)
Режим резонатора лазера представляет собой стоячую электромагнитную волну. Резонатор является основой лазера. Его размер зависит от длины волны излучения. В частности, длина резонатора должна быть кратна ½ длины волны.
Излучение основной моды — процесс, при котором пучок, прежде чем выйти из резонатора и стать выходным излучением, проходит точно вдоль оси резонатора (или параллельно ей) и при отражении от прозрачного и полупрозрачного зеркал набирает мощность (усиливается) пройти полупрозрачное зеркало и выйти из трубки.
Все стеклянные трубки CO2-лазера являются многомодовыми. Качество лазерного луча зависит от внутренней настройки оптического тракта трубки, выполненной на заводе-изготовителе.
Наилучший результат заявленного схватывания – пятно формы ТЕМ00. Но это редкость для дешевых трубок. В то же время такая форма луча позволяет формировать хорошо сфокусированный лазерный луч с заявленной мощностью и плотностью, а также малыми размерами пятна, что обеспечит качественную резку и гравировку материалов.
Лазерные трубки производства SPT имеют мощность менее 80 Вт и срок службы не более 3000 часов (что совсем немного).
Особенности металлических труб
Главный их недостаток – высокая цена. При этом лазеры с ВЧ-трубками считаются вечными. Они служат в 4-5 раз дольше, чем лазеры постоянного тока. Их долговечность оправдывает высокую цену радиочастотного лазера. Они имеют воздушное охлаждение. То есть нет необходимости менять воду в системе охлаждения. Это означает, что машины с металлическими трубами практически не нуждаются в обслуживании.
Радиочастотные металлические лазерные трубки с накачкой переменным током генерируют более быстрые лазерные импульсы, что обеспечивает более высокую скорость работы.
Но эти трубки не очень распространены.
Вернемся к типам лазерных трубок.
Ниже вы найдете список типов лазерных трубок с активной газовой средой производства различных производителей в порядке возрастания их цены и качества.
- Китайские «нефирменные» стеклянные лазерные трубки очень низкого качества. Их срок службы составляет 1000-1500 часов (всего несколько недель).
- Китайские стеклянные трубки производства «Chengdu» отличаются от предыдущих лучшей фиксацией линз и стабильностью работы. Имеют латунную рубашку охлаждения (обеспечивающую лучший отвод тепла) и срок службы 1500-3000 часов.
- Китайские трубки RECI не имеют охлаждения оптики. Их корпус короче, но имеет больший диаметр (учитывайте его размер при установке на конкретную машину). Они очень чувствительны к температуре теплоносителя (в системе охлаждения лазерного станка рекомендуется использовать фреоновый чиллер). Высоковольтные контакты трубок RECI крепятся к специальным клеммам (а не припаяны, как в трубках других производителей) и имеют надежную изоляцию, что значительно облегчает монтаж.
В качестве номинальной рабочей мощности для ламп RECI указывается средний стабильный максимум, а не пиковое значение. Таким образом, по сравнению со своими аналогами лампы RECI получаются немного мощнее. Срок их службы до 10 000 часов (при соблюдении требований условий эксплуатации, рекомендованных производителем). Средний ресурс, как правило, не превышает 5000-7000 часов.
- Ряд китайских производителей выпускают лампы, аналогичные RECI, но большей мощности (за счет многоконтурного газоразрядного канала).
- Китайские «РЧ-лампы» аналогичны «СИНРАД», но дешевле. Они сопоставимы по качеству, но по сроку службы уступают аналогам «СИНРАД».
- Все китайские лазерные трубки, кроме последней, предназначены для работы с их высоковольтным источником питания.
Охлаждение Со2 лазерных трубок
Зачем охлаждать лазерную установку?
В популярных лазерных установках используются достаточно дорогие лазерные трубки, срок службы которых важно максимально продлить.
Как и в любом источнике энергии, КПД лазерной трубки не может быть 100%, так как часть ее энергии переходит в теплоту в самой газовой камере, а затем тратится в системе накачки и на не совсем прозрачную линзу.
Именно поэтому в конструкцию трубы заложен обязательный подвод теплоносителя, роль которого заключается в поддержании оптимального температурного режима в системе. Наружная опока или рубашка имеет два патрубка для подсоединения шлангов подачи и отвода воды в рубашке. При этом лазерная трубка работает в оптимальном режиме, когда ее температура находится в диапазоне 10-25ºC.
25ºС – допустимая температура, но при ней снижается мощность излучения, и ресурс этого дорогостоящего компонента расходуется гораздо быстрее. Вот почему лазерные трубки в лазерных установках должны быть оснащены системами охлаждения.
Заявленный срок службы лазерных трубок лазерных граверов
- Заявленный производителями срок службы лазерных трубок лазерных граверов справедлив для практически идеальных условий: ток не более 25мА или не более 40-50% от максимальной мощности, водяное охлаждение 10 л/мин, температура воды 10°С.
- Эти условия подходят для гравировки, поэтому лазерные трубки в граверах служат несколько лет. Но для резки многие пользователи поднимают мощность до 90-100%, чтобы увеличить скорость резки и прорезать материал за один проход. Это резко сокращает срок службы лазерной трубки в лазерном гравере.
Очень важно обеспечить хорошее охлаждение, соответствующее мощности лазерной трубки для лазерных граверов. Фреоновый чиллер CW5200 — хороший выбор, чтобы оставаться независимым от температуры окружающей среды и контролировать температуру машины и расход воды.
Рабочая температура чиллера установлена на 18° C. Следует понимать, что эта температура измеряется внутри водяного бака чиллера и действительна в случае полностью работающего насоса. Если насос выйдет из строя, чиллер подаст звуковой сигнал, информируя вас о необходимости его замены. Нельзя использовать трубку, если насос чиллера неисправен.
Но если вместо чиллера использовать простую водяную помпу, и из-за процесса износа она не будет обеспечивать заявленную производительность литров в минуту, о которой вы не сможете узнать, температура в лазерной трубке будет становится намного выше, чем температура в емкости с водой.
Работа машины в таком состоянии быстро разрушит трубку.
Никогда не заливайте чистый антифриз или охлаждающую жидкость тосол. Эти охлаждающие жидкости имеют более высокую вязкость, чем вода. Из-за него насос будет быстро изнашиваться, а датчик расхода воды будет работать некорректно. В этом случае машина заведется даже при выходе из строя помпы или отсутствии циркуляции охлаждающей жидкости. Это разрушит трубку на самом первом этапе операции.
Во-вторых, тосол — агрессивная жидкость, которая со временем разъедает даже перегородки клапанной крышки в автомобиле. Таким образом, он быстро выведет из строя чиллер. Заливайте в чиллер только дистиллированную воду. Для предотвращения цветения воды можно добавить антифриз красного или зеленого цвета 100-150 г/10 л воды.
Список трубок CO2 с основными параметрами: мощность, размер.
Лазерная трубка PURI PRR-700, 40 Вт
Мощность: 40 Вт
Длина трубки: 700 мм
Диаметр: 50 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA CL-1000, 50 Вт
Мощность: 50 Вт
Длина трубки: 1000 ± 2 мм
Диаметр: 50 ± 2 мм
Лазерная трубка PURI PRR-1000, 50 Вт
Мощность: 50 Вт
Длина трубы: 1000 мм
Диаметр: 50 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA F0, 50 Вт
Номинальная мощность: 50 Вт
Максимальная мощность: 60 Вт
Длина трубки: 1000 мм
Лазерная трубка LA SEA CL-1200, 60 Вт
Мощность: 60 Вт
Длина трубки: 1200 ± 2 мм
Диаметр: 50 ± 2 мм
Лазерная трубка PURI PRR-1200, 60 Вт
Мощность: 60 Вт
Длина трубки: 1200 мм
Диаметр: 55 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA CL-1600, 80 Вт
Мощность: 80 Вт
Длина трубки: 1600 мм
Диаметр: 60 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA F 2, 80 Вт
Мощность: 80 Вт
Длина трубки: 1200 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка PURI PRR-1200, 80 Вт
Мощность: 80 Вт
Длина трубки: 1200 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA СО2 ЗС-1250, 90Вт
Мощность : 90 Вт
Длина трубки: 1250 мм
Диаметр: 80 мм
Лазерная трубка LA SEA F4, 100 Вт
Мощность: 100 Вт
Длина трубки: 1400 мм
Диаметр: 88 ± 2 мм
Лазерная трубка PURI PRR-1400, 100 Вт
Мощность: 100 Вт
Длина трубки: 1400 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA СО2 ZS-1450, 110 Вт
Мощность: 110 Вт
Длина трубки: 1450 мм
Диаметр: 80 мм
Лазерная трубка PURI PRR-1600, 120 Вт 90 264 Мощность: 120 Вт
Длина трубки: 1600 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA F6, 130 Вт
Мощность: 130 Вт
Длина трубки: 1600 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка LA SEA СО2 ZS-1650, 140 Вт
Мощность: 140 Вт
Длина трубки: 1650 мм
Диаметр: 80 мм 900 03
Лазерная трубка LA SEA F8 , 150 Вт
Мощность: 150 Вт
Длина трубки: 1800 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка PURI PRR-1800, 150 Вт
Мощность: 150 Вт
Длина трубки: 1800 мм
Диаметр: 80 ± 2мм
Лазерная трубка LA SEA СО2 ZS -1850, 160 Вт
Мощность: 160 Вт
Длина трубки: 1850 мм
Диаметр: 80 мм
Лазерная трубка LA SEA F10, 180 Вт
Мощность: 180 Вт
Длина трубки: 2000 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка PURI PRR-2000, 180 Вт
Мощность: 180 Вт
Длина трубы: 2000 мм
Диаметр: 80 ± 2 мм
Лазерная трубка / композитный CO2-лазерный излучатель / TS220 200 Вт
Номинальная мощность: 220 Вт
Размеры корпуса излучателя: 1600 * 245 * 148 мм 300 300 Вт
Номинальная мощность : 300 Вт
Размеры корпуса излучателя: 1810 * 245 * 148 мм
Лазерная трубка / композитный CO2-лазерный излучатель / TS500 500 Вт
Номинальная мощность: 500 Вт
Размеры корпуса излучателя: 1870 * 355 * 148 мм
9 0002 Лазерная трубка / композитный CO2-лазерный излучатель / TS620 620W
Номинальная мощность: 620W
Размеры корпуса излучателя: 1870 * 400 * 215 мм
Система водяного охлаждения An Endurance (вода + чиллер TEC Peltier) — чиллер для вашего лазера
Тепловыделение для 80-ваттной СО2-трубки (лабораторный эксперимент Endurance)
Текущие условия
Комнатная температура 30 градусов
Температура воды в чиллере 19,5 градусов
Скорость насоса 2 литра в минуту
Объем воды в самой трубке составляет ~200 мл
Установлены 3 датчика тремора до и после трубки
Как измерить распределение тепла трубки Co2.
Избегайте перегрева.
Это проточная система. Жидкость попадает в контур под давлением. Протекая, она поглощает избыточное тепло и так же под давлением выходит из трубки для охлаждения.
Во-вторых, вода имеет большее электрическое сопротивление, а все антифризы — меньшее электрическое сопротивление, что сказывается на падении мощности. И это особенно необходимо учитывать при эксплуатации так называемых NO NAME СО2 лазерных трубок непонятного производителя, в которых в силу конструктивных особенностей может происходить утечка высокого напряжения именно по антифризу через микротрещины.
Для маленьких полупрофессиональных лазерных станков подойдут маломощные небольшие, а для больших — крупнее с более совершенными характеристиками. Создавая систему охлаждения с помпой прокачки воды, озаботьтесь о ее герметичности, следите за тем, чтобы в жидкость не попадало грязи. Помимо этого герметичность обеспечит нормальную влажность в помещении, где будет эксплуатироваться лазерный станок.
Некоторые замораживают воду в пластиковых бутылках.
Внутри этого чиллера стоит помпа прокачки воды, резервуар, на который дует вентилятор, а также система управления и сигнализации. CW-3000 не сможет охладить жидкость ниже температуры окружающего воздуха, поэтому не получится его использовать эффективно, если в помещении жарко. Помните, оптимальная рабочая температура лазерной трубки — 15-17 градусов.
Как говорится, на вкус и цвет товарищей нет. Главное, чтобы работало и давало результат.
Республиканская, 22, литера Е, помещение 4Ш
Причем именно внутри газоразрядной трубки мы можем визуально наблюдать свечение в процессе розжига газовой смеси. Средний (второй) стеклянный контур окружает газоразрядную трубку, и именно по среднему контуру в лазерную трубку подается охлаждающая жидкость.
Добавим к этому и то, что текучесть у антифриза выше, чем у дистиллированной воды. На практике это означает, что помпе будет сложнее прокачивать антифриз, а значит, повышается вероятность её поломки. В общем, антифриз для лазерной трубки СО2 не подходит.
Чаще всего, оптимальная температура для лазерной трубки находится в диапазоне 15-19 °C.
Разберем их все по порядку и выясним, чем лучше охлаждать лазерную трубку.
Лазеры обычно производят узкий пучок света, обладающий физическим свойством, называемым «когерентностью». Это позволяет сфокусировать лазерный свет в определенном месте, что делает его весьма полезным в таких приложениях, как фотолитография и лазерная резка.
Эта активность носит временный характер и происходит в течение нескольких миллисекунд, когда электроны быстро возвращаются в свое базовое энергетическое состояние.
Наши изготовленные на заказ лазерные охладители предназначены для обеспечения оптимального регулирования температуры для всех ваших операций лазерной резки.
Однако пользователи часто упускают из виду важнейший элемент, гарантирующий долгосрочную функциональность их машины: эффективное охлаждение.
Зачем тратить сотни или тысячи долларов на новую трубку для CO2-лазера только для того, чтобы позволить ей перегреться из-за неадекватного оборудования для лазерного охлаждения, такого как водяные насосы для CO2-лазера в ведрах с ледяной водой? Никогда не идите на компромисс с системой охлаждения лазерной трубки — ваш кошелек скажет вам спасибо позже.
Однако для мощного лазера (100 Вт и выше) пользователям требуется рециркуляционный промышленный охладитель воды для охлаждения деионизированной воды с постоянным расходом и температурой. Мощные лазерные охладители воды гарантируют долгосрочную работу без коррозии, а стабильная функциональность лазерного водяного охлаждения продлевает срок службы вашей машины.
Однако, если вы занимаетесь лазерной гравировкой на постоянной основе, вам понадобится чиллер 5000 даже для лазерных станков мощностью 50–100 Вт.
Невозможно оценить идеальную температуру резки лазером CO2, хотя идеальный диапазон для гравировки такой же: от 60–70 ° F (16–21 ° C). Вам может быть полезно поэкспериментировать с различными температурами лазерного охлаждения в этом диапазоне, чтобы оптимизировать операции лазерной резки и лазерной гравировки.
Следуя этому принципу, вы должны следить за тем, как ваш лазер работает при различных температурах в пределах рекомендуемого диапазона, и постоянно использовать лазерный охладитель воды.
Блокирующиеся ролики обеспечивают устойчивость чиллера во время работы.
Всего комментариев: 0