I. Введение

Вы чувствуете одновременно воодушевление и лёгкое замешательство от перспективы Лазерный станок для резки— невероятной машины, способной воплотить ваши цифровые проекты в жизнь с точнейшей точностью? Не переживайте; это на первый взгляд сложное устройство вовсе не является пугающим и загадочным инструментом. Напротив, это ваш ключ к безграничному творчеству, служащий блестящим мостом между цифровыми идеями и реальными изделиями.

Будь вы полным новичком, делающим первые шаги в мире промышленного оборудования, или увлечённым мастером-любителем, желающим расширить свои навыки, это полное руководство поможет вам преодолеть все препятствия — от теории до практического применения. Мы заложим для вас прочную основу в четырёх ключевых областях: глубокое изучение науки лазерной резки, серьёзный акцент на безопасности, всестороннее понимание свойств материалов и управление критическими параметрами, а также освоение правильных методов ежедневного обслуживания.

Готовы начать? Давайте вместе систематично раскроем весь потенциал этой мощной машины, помогая вам пройти путь от осторожного оператора до умелого, творческого мастера и отправиться в путешествие эффективного, точного создания!

I. Введение

Вы воодушевлены, а может немного растеряны, от идеи иметь лазерный станок для резки? Эта машина способна превратить ваши цифровые проекты в реальные объекты с впечатляющей точностью.

Честно говоря, он не так уж страшен, как кажется. Вместо этого подумайте о нём как о билете в мир бесконечных творческих возможностей — мосте между цифровыми идеями и вещами, которые можно потрогать.

Будь вы новичком в работе с промышленными инструментами или увлечённым мастером-любителем, желающим поднять свой уровень, это руководство поможет вам пройти путь от теории к практическим навыкам. Мы сосредоточимся на четырёх основных направлениях: науке лазерной резки, безопасности, понимании материалов и параметров, а также ежедневном обслуживании.

Приступим. Вы вот-вот перейдёте от осторожного оператора к уверенному создателю. Готовы увидеть, на что эта машина действительно способна?

Ⅱ. Основы лазерных станков для резки

1. Как это работает

(1) Основной принцип

Лазерная резка использует концентрированный, высокоэнергетический лазерный луч для нагрева материала до тех пор, пока он не расплавится, не испарится или не воспламенится. Поток газа сдувает ненужный материал, оставляя точный разрез.

(2) Этапы работы

1) Генерация лазера

Генератор лазера — это сердце машины. Он использует определённую среду — например, газ CO₂, оптоволокно или кристалл твёрдого тела — возбуждаемую внешним источником энергии для создания сфокусированного лазерного луча.

Яркость, направление и когерентность луча делают его идеальным для промышленной резки.

2) Фокусировка лазера

После генерации лазерный луч проходит через оптическую систему линз и зеркал. Эта система фокусирует энергию в крошечную точку, создавая интенсивное тепло именно там, где это нужно.

Так достигаются точность и эффективность.

3) Процесс резки

Сфокусированный лазерный луч попадает на материал, который быстро поглощает энергию и превращает её в тепло. В зависимости от материала и настроек могут происходить разные процессы:

• Плавление: материал плавится, а вспомогательный газ сдувает расплавленный металл, оставляя чистый край.
• Испарение: материал переходит из твердого состояния в газ, что хорошо работает для тонких материалов.
• Горение: иногда, особенно при использовании кислорода, материал горит, ускоряя процесс резки.
• Абляция: материал нагревается настолько быстро, что мгновенно сгорает или испаряется.

4) Роль вспомогательного газа

Вспомогательный газ жизненно необходим при лазерной резке и выполняет несколько функций:

• Удаление шлака: он сдувает расплавленные или испарившиеся частицы, очищая линию реза.
• Охлаждение: охлаждает зону резки и головку лазера, предотвращая деформацию и повреждения.
• Химическая реакция: например, кислород реагирует с материалом, увеличивая скорость реза. Азот, напротив, предотвращает окисление, обеспечивая более чистый край.

2. Ключевые компоненты

(1) Генератор лазера

Генератор лазера создаёт высокоэнергетический луч, необходимый для резки.

Существует три распространённых типа: волоконные лазеры, CO₂-лазеры и твердотельные лазеры YAG.

Волоконные лазеры с длиной волны около 1,06 микрон эффективны и отлично подходят для резки металлов, таких как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий и медь. Они являются основным выбором для промышленной обработки металлов, с такими машинами, как Одностольный волоконный лазерный станок для резки ведущими в этой области.

CO₂-лазеры с длиной волны около 10,6 микрон лучше подходят для неметаллических материалов.

Лазеры YAG также работают примерно на 1,06 микрон и способны резать более толстые металлы, но они дороже и менее долговечны. Внутри лазерного блока находятся источник накачки, усиливающее волокно, отражающие решётки, комбинирующие лучи элементы, удаляющие оболочку устройства и точки спайки — всё это работает вместе, обеспечивая стабильный и качественный лазер.

(2) Оптическая система

После генерации лазер проходит к режущей головке через оптическую систему.

Эта система использует коллимирующие зеркала, отражающие зеркала и фокусирующие линзы для выравнивания и фокусировки луча.

Фокусирующая линза сжимает луч до крошечной точки, повышая плотность энергии для создания интенсивного локального нагрева. Такие параметры, как светопроницаемость, отражательная способность, фокусное расстояние и термостойкость, влияют на качество и надёжность резки.

Защитные линзы внутри режущей головки защищают чувствительную оптику от брызг и мусора, помогая машине служить дольше.

(3) Режущая головка

Режущая головка — это место, где происходит основная работа. Она содержит оптику, фокусирующую линзу, сопло, емкостный датчик высоты и защитное стекло.

Сопло направляет лазер и подает вспомогательный газ, чтобы сдувать расплавленный металл, сохраняя шов чистым.

Емкостный датчик высоты контролирует зазор между соплом и материалом, автоматически регулируя фокус. Это удерживает лазерное пятно в нужном месте даже на неровных поверхностях.

(4) Система управления движением

Система управления движением включает ЧПУ-контроллер, двигатели, направляющие и элементы передачи. Вместе они перемещают режущую головку быстро и точно.

С помощью устройств обратной связи и замкнутого контура управления система отслеживает правильный путь. Она также управляет ускорением, синхронизацией по нескольким осям и интерполяцией траектории — все это важно для точности и скорости.

(5) Система охлаждения

Большинство лазерных резаков используют замкнутую систему водяного охлаждения. Циркуляционные насосы прогоняют охлаждающую жидкость через лазерный генератор и оптику, чтобы поддерживать низкую температуру.

Система состоит из насосов, труб, резервуаров и датчиков. Стабильная температура обеспечивает надежную работу лазера и увеличивает срок службы оборудования.

(6) Система подачи вспомогательного газа

Вы будете выбирать разные газы в зависимости от материала и задачи. Существуют защитные и режущие газы.

Защитный газ, часто азот, защищает оптику от мусора. Режущий газ, например кислород для металла, способствует горению для более быстрой резки. Азот также используется для чистой резки без окисления.

(7) Датчики

Эта категория включает датчики положения, температуры и давления. Датчики положения отслеживают движение и расположение как платформы, так и режущей головки. Они помогают поддерживать точность перемещений — никаких неожиданностей. Датчики температуры следят за состоянием лазера и охлаждающей воды. Если что-то начинает перегреваться, эти датчики обнаруживают проблему до того, как она станет серьёзной. Датчики давления, в свою очередь, контролируют систему подачи газа. Они помогают поддерживать стабильность и безопасность во время процесса резки.

3. Основные концепции

(1) Типы операций

1) Векторная резка

Векторная лазерная резка использует мощный, но медленный лазерный луч, который следует заранее спроектированным векторным траекториям. Луч нагревает определённые участки материала до тех пор, пока они не расплавятся или не испарятся, создавая полные и точные разрезы.

Этот метод хорошо подходит для задач, где необходимо прорезать материал насквозь, например, для изготовления конструктивных элементов, деталей или рам. Обычно получаются чистые, гладкие края и чёткие контуры, и часто это быстрее, чем гравировка.

Чаще всего используются форматы векторных файлов AI и DXF для этих двумерных контуров.

2) Растровая гравировка

Растровая гравировка немного отличается. Здесь лазерная головка сканирует материал построчно, следуя растровому изображению.

Используется низкая мощность и высокая скорость для нанесения узоров или текста на поверхность, создавая эффект неглубокого рельефа. Интенсивность лазера изменяется в зависимости от градаций серого в изображении, что позволяет получать большое количество деталей и разнообразные оттенки.

Эта техника часто встречается в вывесках, художественном оформлении и гравировке фотографий. Для растровой гравировки стандартными являются форматы растровых изображений JPG и PNG.

Для векторной резки требуется более высокая мощность лазера и более низкая скорость, чтобы материал был полностью прорезан. Нужно тщательно отрегулировать фокус, если вы хотите получить ровные края.

В отличие от этого, растровая гравировка обычно использует меньшую мощность и более высокую скорость, травя поверхность за счет нескольких проходов. Фокус может быть немного смещен, чтобы создать различные текстурные эффекты.

(2) Ключевые параметры и их влияние

1) Мощность лазера

Мощность лазера находится в основе лазерной резки. Она определяет, сколько энергии лазерный луч передает каждую секунду.

Мощность задает верхний предел толщины, которую можно разрезать. Больше мощности означает возможность прорезать более толстый материал — подумайте, что для разрезания 20-мм пластины из углеродистой стали требуется гораздо больше усилий, чем для тонкого 1-мм листа из нержавейки.

Для любой заданной толщины увеличение мощности позволяет ускорить резку. Можно двигаться быстрее и при этом получить чистый край, что отлично для производительности.

Но увеличение мощности не всегда разумно. Тонким листам много не нужно, а слишком большое количество энергии просто расплавит материал слишком широко, испортит края и оставит стойкий шлак на обратной стороне. Это вопрос баланса — соответствие мощности материалу и толщине действительно важно для правильного выполнения работы.

Вот таблица, показывающая, какая мощность нужна для различных металлов:

2) Скорость резки

Скорость резки — это по сути то, насколько быстро лазерная головка движется по своему пути. Эта скорость определяет, как долго лазер воздействует на каждую точку материала.

Если установить слишком низкую скорость, лазер передаст слишком много энергии в каждую область. Это приводит к "пережогу", что означает, что рез становится шире, края сильно плавятся, а поверхность становится грубой.

Также вы увидите много шлака, накапливающегося внизу реза. Не лучший вариант.

Но если идти слишком быстро, у лазера не будет достаточно времени для выполнения работы. Иногда он не сможет прорезать материал полностью, или рез будет прерываться и становиться пятнистым — особенно ближе к концу.

Крайне важно точно согласовать скорость резки с мощностью лазера. При фиксированном уровне мощности существует оптимальный диапазон скорости. В этом диапазоне можно получить узкие, гладкие и практически безшлаковые резы.

Возьмем, например, нержавеющую сталь:

Чтобы изучить спецификации оборудования, которые могут повысить эффективность вашей работы, вы можете скачать наш Брошюры.

3) Позиция фокуса

Положение фокуса связано с тем, где именно лазерный луч фокусируется относительно поверхности заготовки.

Изменяя размер лазерного пятна, вы фактически управляете плотностью мощности — то есть тем, сколько энергии приходится на каждую часть материала.

Эта деталь оказывает большое влияние на чистоту и точность получаемого разреза.

4. Основные типы лазеров

В современном производстве выбор правильной лазерной технологии действительно определяет, насколько эффективным и точным будет ваш процесс. Это также влияет на то, с какими материалами вы сможете работать. Если вы хотите получить отличные результаты, нужно понимать основы и особенности различных лазерных генераторов. Это просто реальность оптимизации производственных процессов. Хотите углубиться в тему? наша Типы лазерных станков для резки рассказывает об этом более подробно. Давайте рассмотрим три наиболее распространённых типа: CO2-лазеры, волоконные лазеры и диодные лазеры.

(1) CO2-лазеры

CO2-лазеры используют смесь углекислого газа, азота и гелия в качестве активной среды. Они относятся к семейству газовых лазеров.

Обычная длина волны составляет 10,6 микрометра. Это делает их особенно эффективными при взаимодействии с неметаллическими материалами.

Честно говоря, неудивительно, что CO2-лазеры выбирают для работы с деревом, пластиком или стеклом. Они просто лучше справляются с неметаллами, чем большинство альтернатив.

(2) Волоконные лазеры

Ориентированный на пользователя выход

Копировать

Волоконные лазеры — это твердотельные лазеры, использующие в качестве усиливающей среды оптическое волокно. Обычно они работают на длине волны около 1,064 микрометра. Эта длина волны отлично подходит для обработки металлов. Вы обнаружите, что волоконные лазеры обладают высокой плотностью мощности и отличным качеством луча, поэтому они являются одним из лучших вариантов в металлообработке. Если вам нужно работать как с листовым металлом, так и с трубами, Комбинированный волоконный лазерный станок для резки обеспечивает впечатляющую универсальность.

(3) Диодные лазеры

Диодные лазеры используют полупроводниковые материалы. Они довольно компактны, лёгкие и требуют немного энергии.

Благодаря этим свойствам их часто можно встретить в портативных или миниатюрных устройствах. Их длина волны? Обычно находится в диапазоне от 800 до 980 нанометров, что на самом деле довольно широкий диапазон.

III. Руководство по эксплуатации

1. Проектирование и подготовка файлов

Создание правильного файла — это, по сути, первый важный шаг при запуске производственного процесса. Выбранный тип файла сильно влияет на возможности лазера.

Файлы обычно делятся на две категории:

(1) Векторные файлы

Векторные файлы не состоят из пикселей. Они описываются математическими точками, линиями и кривыми — по сути, "путями". Поскольку они основаны на формулах, вы можете масштабировать векторную графику без потери качества. Программное обеспечение лазерного резака считывает эти пути как инструкции для движения.

Вы встретите распространённые форматы векторных файлов, такие как SVG (Scalable Vector Graphics), DXF (Drawing Exchange Format), AI (Adobe Illustrator) и CDR (CorelDRAW). Их используют как для резки, так и для гравировки.

(2) Растровые файлы

Растровые файлы — это классические форматы изображений, состоящие из сетки маленьких пикселей, например фотографии. JPG, PNG и BMP — всё это примеры. Когда лазерный резак работает с ними, он действует немного как струйный принтер, двигаясь туда-сюда и направляя луч на каждый пиксель, чтобы создавать различные оттенки.

Люди используют растровые файлы для гравировки. Нельзя применять их для вырезания фигур; они только наносят изображение на поверхность материала.

1) Чертеж и проектирование в CAD

Вы начинаете с создания спецификаций, форм и узоров для своих деталей в CAD-программе. Всё сводится к тому, чтобы с самого начала правильно проработать детали.

2) Генерация программы CAM

Затем импортируйте свою CAD-модель в CAM-программу, такую как Mastercam или PowerMill. Программа преобразует ваш проект в машинные инструкции — обычно в G-код.

Этот код точно указывает лазерному станку, как двигаться. Каждое небольшое движение имеет значение, если вы хотите, чтобы готовая деталь совпадала с вашим дизайном.

Несколько вещей, которые стоит помнить при подготовке файлов:

• Преобразуйте весь текст в кривые. Если пропустить этот шаг, лазерный станок с ЧПУ может неправильно распознать шрифты.
• Проверьте, что все контуры замкнуты. Если оставить открытые линии, лазер может остановиться и оставить неудобные пробелы.
• Держите свои проектные файлы в порядке. Включайте только нужные для резки пути и необходимые примечания.
• Убедитесь, что масштаб указан правильно. Ошибка масштаба? Ваши детали, скорее всего, не подойдут или не будут работать должным образом.
• Проверьте формат файла и убедитесь, что он надёжный. Большинство машин принимают G-код или DXF. Всегда проверяйте, что файл полностью готов — отсутствие траекторий инструмента может испортить всю работу.

2. Подготовка и выбор материала

Выберите подходящий материал для своей задачи. Убедитесь, что он совместим с вашим лазерным станком.

Вот некоторые распространённые варианты:

• Металлы: нержавеющая сталь, углеродистая сталь, алюминий, медь, латунь и другие.
• Неметаллы: дерево, акрил, пластики, кожа, бумага и ткани.
• Специальные материалы: стекло, керамика и резина. Для них требуются особые настройки лазера.

Если вы работаете с металлом, лучше всего использовать волоконные лазерные станки. Для неметаллических материалов оптимальны CO₂-лазерные установки.

Дважды проверьте толщину, размеры и ровность материала. Если параметры не соответствуют возможностям вашего оборудования, вы рискуете повредить станок.

После выбора материала внимательно осмотрите его перед началом работы.

Убедитесь, что поверхность чистая. Протрите масло, пыль, разделительные агенты, липкие вещества, краску и все остальное, что может испортить результат или повредить машину.

Подумайте также о покрытиях или защитных пленках. Если пленка несовместима с вашей машиной, снимите ее. Некоторые покрытия — например, цинковый слой на оцинкованной стали — могут образовывать странный шлак при резке, поэтому стоит решить, оставить их или удалить.

Внимание: не используйте лазерный резак для следующих материалов:

3. Настройки конфигурации машины

(1) Настройки мощности и скорости

Мощность лазера: выбирайте мощность лазера в зависимости от типа материала и его толщины. Толстые материалы обычно требуют больше мощности — все просто.

Скорость резки: настройте скорость резки в соответствии с материалом и типом желаемого разреза. Тонкие материалы допускают быструю резку, но для более толстых деталей лучше немного замедлиться.

(2) Фокусное расстояние и выравнивание

Регулировка фокусного расстояния: убедитесь, что лазер сфокусирован прямо на поверхности материала. Эта небольшая деталь может сильно повлиять на качество реза.

Выравнивание траектории реза: попробуйте использовать инструменты или программное обеспечение для выравнивания, чтобы головка лазера была точно настроена на выбранный путь. Это действительно помогает сохранить точность.

4. Тестирование и предварительный просмотр

Перед тем как переходить к полномасштабному производству, разумно сделать пробный рез на материале, который точно соответствует вашему конечному изделию.

(1) Цель пробной резки

Вы выполняете пробный рез, чтобы проверить, работают ли ваши настройки мощности лазера, скорости реза и фокусного расстояния. Это способ убедиться, что качество реза соответствует вашим требованиям.

Если что-то не совсем правильно, вы можете подкорректировать настройки на основе того, что увидите в тесте. Таким образом, вы даёте себе наилучший шанс добиться идеального конечного результата.

(2) Критерии инспекции

После завершения пробного реза обратите внимание на следующие ключевые аспекты:

5. Запуск и мониторинг процесса резки

После выполнения предыдущих шагов пора перейти к этапу основной резки.

Проверьте, что траектория реза установлена, все проверки безопасности завершены, материалы загружены и выровнены по центру. Теперь перейдите к панели управления машины и приготовьтесь начать резку.

Шаги для запуска лазерного станка для резки следующие:

(1) Последовательность запуска

Возьмите руководство по эксплуатации оборудования или стандартные процедуры и включите устройство. Сначала включите систему охлаждения. Затем включите лазер и системы управления.

(2) Активация лазера

Нажмите кнопку запуска, чтобы включить лазерный станок. Лазерный луч выходит из режущей головки, фокусируется линзами и попадает прямо на поверхность материала, начиная рез.

(3) Активация системы управления

Включите систему управления. Она автоматически регулирует выходную мощность лазера, скорость резки и другие параметры в соответствии с программой.

(4) Запуск приводной системы

Переведите переключатель привода в положение “Run” («Работа»). Нажмите кнопки включения питания привода и сброса.

(5) Операция возврата в исходное положение

Обнулите оси машины. Нажмите кнопки “Axis Home” (“Домашняя позиция осей”) и «Cycle Start» («Старт цикла»).

(6) Подтверждение безопасности

Проверьте, что защитные маты работают как положено. Установите ограждения или сигнальные барьеры, чтобы никто не подходил к движущейся портальной балке.

(7) Загрузка программы

Установите заготовку на стол и зафиксируйте её. Выберите нужную программу для выполнения.

(8) Пробный запуск

Нажмите “Dry Run” (“Холостой прогон”), затем «Cycle Start» («Старт цикла»), чтобы протестировать новые программы. Этот шаг помогает выявить крупные ошибки до начала реального производства.

(9) Запуск машины

Дважды проверьте свои настройки. Когда будете готовы, нажмите кнопку “Пуск”, чтобы начать лазерную резку.

Подождите, пока дым рассеется, прежде чем открывать крышку. Дайте материалу остыть, чтобы избежать ожогов.

Аккуратно очистите вырезанные детали и отходы с рабочей поверхности. Убедитесь, что все обрезки полностью остыли — никто не хочет пожара.

Удалите заусенцы или сгладьте острые края на готовых деталях. Это важно не только для внешнего вида, но и для безопасности.

После выгрузки приведите в порядок станок и рабочее место. Смахните, соберите пинцетом или пропылесосьте мусор и убедитесь, что сотоподобное основание остается чистым и ровным.

Не забудьте свои личные вещи перед уходом. Чистое рабочее место облегчит жизнь тому, кто будет работать после вас.

IV. Вопросы безопасности

1. Осведомленность о трех основных смертельных рисках

(1) Повреждение глаз

При лазерной резке используется чрезвычайно мощный луч. Некоторые длины волн могут проникать в ткани глаза и вызывать необратимые повреждения сетчатки.

Это может привести к слепоте. Даже кратковременное воздействие может иметь серьезные последствия.

(2) Пожароопасность

Лазерная резка создает много тепла. Она может расплавлять или даже испарять материалы.

Вся эта энергия может вызвать возгорание, особенно если вы режете легковоспламеняющиеся материалы или работаете рядом с горючими веществами.

(3) Токсичные газы

При резке материалов, таких как ПВХ или поликарбонат, при высоких температурах могут выделяться токсичные газы или пары. В воздух могут попасть, например, хлороводород, угарный газ или диоксины.

Эти газы представляют серьезную опасность для здоровья операторов машины.

Для более подробного обзора потенциальных рисков и стратегий их минимизации мы рекомендуем Понимание побочных эффектов лазерного станка.

2. Обязательные процедуры безопасности

(1) Средства индивидуальной защиты

Обычные защитные очки практически не защищают от лазеров. Полный комплект средств индивидуальной защиты (СИЗ) является вашим первым — и самым важным — физическим барьером от опасности.

1）Профессиональные защитные очки для работы с лазером

Это абсолютная основа ваших СИЗ. Повреждение глаз лазером является постоянным и необратимым. Необходимо выбирать очки, предназначенные для блокировки конкретной длины волны используемого лазера. Линзы обычно маркируются диапазоном длин волн, от которых они защищают (рейтинг OD).

Например, очки для CO₂-лазеров (длина волны 10 600 нм) почти не защищают от излучения волоконных лазеров (длина волны 1 064 нм). Хотя полностью закрытый корпус лазера блокирует большую часть прямого и отражённого света, ношение правильных защитных очков обязательно при любом открытии крышки для обслуживания, калибровки или в чрезвычайных ситуациях.

2）Респираторная защитная маска

Дым, образующийся при лазерной резке, — это вовсе не безвредный пар, а аэрозоли, содержащие ультрамелкие частицы (PM2.5) и опасные химические вещества. При резке дерева выделяется дёготь, а при резке акрила — раздражающие газы.

По этой причине настоятельно рекомендуется использовать полумаску-респиратор с фильтром из активированного угля. Она эффективно поглощает летучие органические соединения (ЛОС) и фильтрует микроскопические частицы, обеспечивая реальную защиту вашего дыхательного здоровья.

3）Защитные перчатки

Ваши руки подвергаются тройной опасности: ожогам, порезам и воздействию химических веществ.

• Кожаные рабочие перчатки: Идеальны при работе с недавно разрезанными материалами, которые всё ещё горячие, или с металлическими деталями с острыми краями; они обеспечивают отличную защиту от тепла и порезов.
• Перчатки из нитрила или латекса: Лучший выбор для чистки линз или работы с материалами, покрытыми химическими веществами, предотвращая контакт кожи с вредными веществами и загрязнение оптических компонентов.

(2) Проверка безопасности оборудования и окружающей среды

Перед каждым запуском уделите несколько минут тщательному осмотру на предмет безопасности.

1）Кнопки аварийной остановки:

Убедитесь, что все кнопки аварийной остановки доступны и работают исправно. Не пропускайте этот шаг — если хотя бы одна кнопка неисправна, отремонтируйте её прежде, чем делать что-либо ещё.

Защитные ограждения:

Проверьте, что все защитные кожухи, световые завесы и двери с блокировкой находятся на месте и работают правильно. Никогда не используйте оборудование, если хотя бы один элемент защиты неисправен.

2）Системы вентиляции и вытяжки:

Убедитесь, что вытяжная система работает правильно. При резке образуются опасные пары и пыль, поэтому хорошая вентиляция крайне важна.

3) Чистота рабочего пространства:

Держите пространство вокруг оборудования чистым и организованным. Убирайте беспорядок, горючие материалы и пролитое масло, чтобы снизить риск возгорания.

(3) Основные меры предосторожности при эксплуатации

1) Никогда не смотрите прямо на источник тепла: Ни при каких обстоятельствах нельзя смотреть прямо на луч лазера или дугу плазмы. Серьёзно — никогда.

2) Соблюдайте безопасную дистанцию: Во время работы машины не допускайте посторонних лиц к рабочей зоне.

3) Наблюдайте за процессом резки: Даже при полностью автоматизированной резке оператор должен наблюдать из безопасного расстояния. Будьте внимательны к таким отклонениям, как столкновения, возгорания или некачественные резы, и будьте готовы действовать немедленно при возникновении проблемы.

(4) Пожарная безопасность перед зажиганием: создание безопасного рабочего пространства и плана действий в чрезвычайных ситуациях

Пожар — самая распространённая опасность при лазерной резке, особенно при работе с горючими материалами, такими как дерево или акрил. Продуманная система профилактики возгораний и план реагирования при чрезвычайных ситуациях — залог спокойной работы.

Эффективная вентиляционная система является основой безопасности — она должна быстро захватывать дым и удалять его на значительное расстояние.

1) Захват (всасывающая система):

Убедитесь, что встроенный вытяжной вентилятор машины достаточно мощный и работает исправно. Для мощных или длительных операций рассмотрите возможность установки промежуточного канального вентилятора на участке вытяжной трубы для усиления потока воздуха, поддержания отрицательного давления в зоне резки и предотвращения выхода дыма наружу.

2) Удаление (выпускной канал):

Держите вытяжной канал как можно короче и прямее, сводя количество изгибов к минимуму, поскольку каждый изгиб значительно увеличивает сопротивление потоку воздуха и снижает эффективность.

Выпускное отверстие должно выходить непосредственно наружу и располагаться подальше от дверей, окон или других воздухозаборных отверстий, через которые дым может попасть обратно внутрь. Все стыки воздуховодов необходимо полностью герметизировать алюминиевой лентой или хомутами, чтобы избежать опасных утечек.

(5) Выбор, размещение и использование огнетушителей

Огнетушитель с CO₂ — единственно правильный выбор для рабочего пространства лазерной резки. Он эффективно тушит возгорания твёрдых и электрических материалов, вытесняя кислород и быстро охлаждая пламя, не оставляя коррозионных или трудно очищаемых остатков.

В отличие от него, порошок из огнетушителя сухого типа проникает во все щели вашего оборудования, вызывая серьёзные вторичные повреждения оптики, направляющих и электронных компонентов.

Разместите огнетушитель на расстоянии вытянутой руки от машины, но также рядом с аварийным выходом, чтобы в экстренной ситуации вы могли мгновенно им воспользоваться.

Если вы заметили постоянное открытое пламя (а не кратковременные искры), немедленно нажмите кнопку аварийной остановки, затем направьте сопло огнетушителя к основанию огня и подавайте короткие импульсы.

3. Материалы, запрещённые к резке

Ⅴ. Распространённые проблемы и решения

1. Резка не проходит насквозь или не полностью прорезает материал

Это самая распространённая проблема, с которой сталкиваются новички. Корень проблемы часто не в том, что машине "не хватает мощности", а в том, что энергия лазера не доставляется к целевой точке эффективно и точно.

Вот как это исправить:

(1) Проверьте фокус

Это главный подозреваемый: даже незначительное отклонение в фокусном расстоянии может резко снизить плотность энергии лазера. Неправильно настроенный фокус превращает смертоносную “иглу энергии” в мягкий “тепловой пистолет”, что часто приводит к неудачным резам.

Сразу же используйте калибровочный блок фокусировки или функцию автофокуса, чтобы точно перенастроить фокус. Для более толстых материалов обычно рекомендуют устанавливать фокус примерно на одну треть толщины материала, чтобы добиться более ровных стенок реза.

(2) Проверьте оптический тракт

Чистка фактически даёт вам бесплатное увеличение мощности. Лазерный луч проходит от трубки к материалу через три зеркала и фокусирующую линзу. Любое даже малое количество дыма, масла или налёта на этом пути действует как солнцезащитные очки — поглощает и рассеивает ценную лазерную энергию.

При полностью выключенной мощности используйте специальное средство для очистки линз и безворсовые салфетки, следуя инструкциям производителя, чтобы аккуратно очистить каждое из трёх зеркал и фокусирующую линзу (сохраняя их правильное положение). Тщательная чистка часто даёт лучшие результаты, чем повышение мощности на 10%.

(3) Тонко настройте мощность и скорость

Если фокус и оптический путь находятся в отличном состоянии, проблема может заключаться в ваших параметрах.

Используя текущие настройки в качестве базы, попробуйте снизить скорость на 10% или увеличить мощность на 5%. Избегайте резких изменений. Для материалов толщиной более 6 мм, вместо стремления к однопроходной резке с высокой мощностью и низкой скоростью (что часто приводит к обугливанию и наклонным стенкам), выберите меньшую мощность, более высокую скорость и 2–3 прохода. Это часто обеспечивает более чистые и ровные разрезы.

(4) Проверка ровности материала

Лист фанеры, который кажется плоским, на самом деле может иметь лёгкое выгибание в центре. Это означает, что фактическое фокусное расстояние может изменяться при движении лазерной головки: приподнятые участки выходят из фокуса и не прорезаются насквозь.

Осторожно нажмите на центр материала, чтобы убедиться, что он плотно прилегает к рабочему столу. Используйте сотоподобные штифты, зажимы или магниты, чтобы прочно зафиксировать края и середину.

2. Обугленные или подгоревшие края

Одним из очарований лазерной резки дерева являются его тёплые, карамельного цвета края. Если вы получаете края, чёрные как уголь, это явный признак того, что тепло задержалось в зоне реза слишком долго, вызывая перегар.

Вот как это исправить:

(1) Включите и усилите воздушную подачу (Air Assist)

Воздушная подача — ключ к охлаждению и профилактике возгораний, это вовсе не дополнение. Сильный, сфокусированный поток воздуха — ваша первая линия защиты от обугливания. Он мгновенно сдувает горючие газы и тепло при их образовании, быстро охлаждая рез и активно подавляя пламя.

Убедитесь, что ваш воздушный насос включён и настроен на достаточное давление. Проверьте, чтобы сопло было чистым, и разместите его как можно ближе к поверхности материала (обычно 2–5 мм), чтобы максимально увеличить давление воздуха в зоне реза.

(2) Оптимизируйте баланс скорости и мощности

При сохранении полной глубины реза стремитесь к тому, чтобы лазер “ударял и уходил”, минимизируя накопление лишнего тепла.

Попробуйте значительно увеличить скорость резки, одновременно пропорционально увеличив мощность, чтобы найти новую точку равновесия.

(3) Очистите сотоподобное рабочее основание

Со временем нижняя часть сотоподобного основания покрывается толстым слоем смолы и дегтя. Когда лазер пробивает материал, он может воспламенить эти отложения, вызывая дым, который закопчивает нижнюю часть и края вашего реза.

Регулярно снимайте сотоподобное основание и замачивайте его с сильным чистящим средством (например, средством для чистки духовок), а затем тщательно очищайте до металлического блеска.

(4) Используйте малярную ленту

Это удивительно простой, но весьма эффективный профессиональный совет.

Перед резкой наклейте ровный слой малярной ленты на поверхность материала — особенно на дерево и фанеру. Лента поглощает большую часть дыма и тепла сверху вниз. После завершения резки просто снимите её, чтобы увидеть исключительно чистую поверхность с заметно более аккуратными краями.

3. Размытые гравировки или смещённая графика

Красиво выполненная гравировка определяется чёткими деталями и точными контурами. Если результат показывает размытость, двоение или смещённые линии, это обычно указывает на проблемы с механической точностью или неправильно настроенные параметры.

Вот ваш список для поиска и устранения неисправностей:

(1) Перефокусировка

Чёткость гравировки, как и при резке, зависит от точной фокусировки. Большое, расфокусированное пятно никогда не сможет передать чёткие детали. Действие: для задач гравировки откалибруйте фокус заново.

(2) Проверка натяжения ремней

Двоение и смещение часто возникают из-за приводных ремней по осям X и Y. Слабые ремни создают “люфт” при резкой смене направления движения головки, что приводит к появлению двойных изображений; слишком тугие ремни увеличивают нагрузку на мотор, вызывая возможную потерю шагов и смещение.

Легко щёлкните по ремню; он должен издавать низкий, похожий на гитарный, “дзинь” — натянутый, но не чрезмерно тугой. Отрегулируйте натяжение в соответствии с инструкцией к вашей машине.

(3) Понизьте ускорение

В расширенных настройках вашего программного обеспечения есть параметр “ускорение”. Высокое ускорение может вызвать переразгон и вибрацию при резких движениях гравировки, скругляя углы и искажая линии.

В настройках машины попробуйте снизить ускорение гравировки для обеих осей X и Y на 20–30 %.

(4) Очистка и смазка направляющих

Пыльные или сухие линейные направляющие увеличивают сопротивление движению, что приводит к лёгким рывкам головки — они проявляются как неровные волны на гравировке.

Протрите все направляющие безворсовой тканью, чтобы удалить пыль и мусор, затем нанесите тонкий слой подходящей смазки в соответствии с характеристиками вашей машины.

4. Матрица теста параметров

(1) Как создать и использовать матрицу теста параметров

1) Создайте файл матрицы:

В программе LightBurn или аналогичной создайте сетку из нескольких маленьких квадратов (например, 5×5). Рядом с каждым квадратом выгравируйте соответствующие настройки (например, "S:200 P:30") на низкой мощности для идентификации.

2) Установите переменные параметры:

Цель матрицы — систематически протестировать комбинации двух ключевых переменных: скорости и мощности.

Пусть каждая строка представляет фиксированную скорость, увеличивающуюся сверху вниз, а каждый столбец — фиксированную мощность, увеличивающуюся слева направо.

3）Запуск и анализ:

Запустите тестовый файл на небольшом кусочке отходов того материала, который вы планируете использовать. После завершения у вас будет справочная “библиотека” из 25 различных результатов.

Пример интерпретации простой матрицы резки для фанеры 3 мм:

Внимательно посмотрите на эту “карту сокровищ”. При резке ваша цель — определить квадрат, который использует наивысшую скорость и наименьшую мощность, при этом все еще прорезая материал насквозь и оставляя максимально аккуратные края. В приведенном выше примере 25 мм/с при мощности 60% может оказаться более эффективной и оптимальной настройкой, чем 15 мм/с при 40%.

Для гравировки создайте аналогичную матрицу гравировки и найдите квадрат, который дает именно ту глубину цвета и четкость деталей, которых вы добиваетесь.

Фотографируйте и архивируйте каждую “тестовую матрицу параметров”, которую вы создаете для каждого типа и толщины материала. Со временем вы соберете бесценную персонализированную базу данных настроек, адаптированных под вашу собственную машину — решающий шаг на пути от любителя к настоящему профессионалу.

Ⅵ. Заключение

Являясь краеугольным камнем современного производства, технология лазерной резки действительно изменила подход к работе. Ее высокая эффективность, точность и широкая применимость сделали ее одной из ключевых технологий в металлообработке. В этой статье рассматриваются принципы работы и основные типы современных лазерный станок для резки. Вы также найдете ключевые параметры настройки и рабочие процедуры.

При правильных настройках параметров и точном управлении пользователи могут максимизировать как качество резки, так и производственную эффективность. Строгое соблюдение правил безопасности и выполнение регулярного технического обслуживания не только продлевает срок службы оборудования, но и минимизирует неожиданные простои. Быстрая диагностика и устранение распространенных проблем имеют решающее значение для обеспечения бесперебойного производства.

Ежедневное обслуживание и поиск неисправностей рассматриваются отдельно, предлагая практическое техническое руководство. Если вам нужна справочная информация для работы руками, это поможет углубить ваше понимание и повысить эффективность при работе с технологией лазерной резки. Есть вопросы о поддержке вашего производства или инновациях в процессах? Честно говоря, просто связаться с нами— мы всегда рады пообщаться.