Сделайте свой собственный станок для лазерной резки

Управляемые компьютером, лазерные лучи могут фокусироваться на небольшом участке поверхности, чтобы расплавить и испарить материалы, а затем с помощью газов высокого давления выдуть их. Таким образом, резка завершается. Лазерные резаки, благодаря высокой скорости, точности и эффективности, широко используются в производстве.

Персональные станки для лазерной резки предлагают беспрецедентное удобство и творческие возможности для энтузиастов DIY и мелких производителей.

По мере развития технологий лазерные резаки DIY становятся экономичным решением. Пользователи могут выбирать и изготавливать свои станки для лазерной резки, что не только снижает порог вхождения, но и позволяет частным лицам и небольшим компаниям внедрять инновации и производить продукцию на станках.

Вообще говоря, станки для лазерной резки благодаря своей высокой точности и эффективности, а также широкому применению заняли достойное место в современном производстве. Изобретение персональных лазерных резаков открывает новые возможности для любителей лазерной резки и небольших предприятий.

Экономичные станки лазерной резки становятся мощным инструментом для инноваций и производства.

II. Понятие о станках для лазерной резки

Как работают лазерные резаки

Прежде чем начать свое выступление, я хотел бы поделиться с вами видеороликом, чтобы вы могли интуитивно усвоить абстрактные понятия.

После просмотра видео давайте углубимся, чтобы узнать кое-что профессиональное. Станок лазерной резки использует энергию высокой плотности для фокусировки на поверхности заготовки. Таким образом, температура поверхности поднимается до точек плавления и испарения. Таким образом, резка завершается.

Во время резки режущие головки, управляемые системой ЧПУ, движутся по разработанной траектории, и в то же время из сопла распыляются режущие газы, которые выдувают расплав, образуя режущий ил.

Лазерные резаки создают небольшие зоны термического воздействия, узкие илы и высококачественные срезы, что является разновидностью бесконтактного метода резки.

Типы лазерных резаков

Лазерные резаки можно разделить на различные категории в соответствии с разными критериями. В этой статье мы в основном рассматриваем такие аспекты, как тип лазера, структура, материал для резки и мощность лазера.

1. Классифицируются по типу лазера:

(1) Станки для лазерной резки CO2:

В качестве лазерной среды в них используются газы CO2, а лазеры генерируются путем возбуждения электрическим током. Лазерные резаки CO2 подходят для работы с неметаллическими материалами, такими как дерево, пластик и акрил, а также для резки металлов. Длина волны составляет около 10,6 мкм.

(2) Волоконно-лазерная резка машины:

В качестве лазерной среды в них используется оптическое волокно, легированное редкоземельными элементами. Лазеры генерируются с помощью диодной накачки. Лазерные резаки Fibe в основном используются для резки металлов, таких как углеродистая сталь, нержавеющая сталь и алюминиевый сплав. Длина волны волоконных лазеров составляет 1,06 мкм, обладая относительно высокой передачей электричества и света и скоростью резки.

(3) Станки для лазерной резки YAG:

В них используется твердотельный источник лазерного излучения, в качестве которого обычно выступает легированный неодимом иттриево-алюминиевый гранат (Nd: YAG). Этот станок в основном используется для резки металлических материалов и особенно подходит для обработки тонких металлических листов.

2. Классифицируются по структуре:

(1) Портальная машина лазерной резки:

Во время резки лазер неподвижен, а заготовка движется. Они подходят для работы с большими материалами или в тяжелой промышленности.

(2) Консольная машина лазерной резки:

В этом типе станка лазерная головка закреплена на одном конце, и станок подходит для обработки заготовок малого или среднего размера.

(3) Роботизированный станок для лазерной резки:

В станке используется роботизированная рука для выполнения лазерной резки. Он подходит для сложной или трехмерной резки.

3. Классифицируются по режущим материалам:

(1) Машина лазерной резки металла:

Они подходят для резки различных металлов, таких как нержавеющая и углеродистая сталь.

(2) Станок для лазерной резки неметаллических материалов:

Они режут дерево, пластик, бумагу и другие неметаллические материалы.

4. Классифицируются по мощности лазера:

(1) Низкая мощность лазерной резки машины:

Установки лазерной резки малой мощности подходят для тонких материалов или резки с низкими требованиями.

(2) Машина лазерной резки средней мощности:

Идеальные машины для резки материалов средней толщины, они обеспечивают баланс между скоростью резки и стоимостью оборудования.

(3) Высокая мощность лазерной резки машины:

Они используются для работы с толстыми материалами и могут удовлетворять требованиям массового производства.

Основные компоненты (лазерный источник, система управления, система перемещения, режущая станина)

1. Лазерный источник:

В качестве основных компонентов машины лазерной резки, лазерный источник генерирует лазеры в соответствии с различными средами. Станки для лазерной резки CO2 используют газы CO2; станки для лазерной резки волокна используют легированное волокно; станки для лазерной резки кристаллов используют d: YAG и Nd: YVO

2. Система управления:

Система управления, являющаяся "мозгом" станка лазерной резки, принимает инструкции и шаблоны резки, вводимые пользователем, и управляет выходом лазерного источника и движением системы перемещения для достижения точной резки. Система управления включает в себя систему управления ЧПУ и специализированное программное обеспечение.

3. Система движения:

Система перемещения включает в себя серводвигатель, направляющие, передаточные устройства и т. д. Она приводит режущую головку в движение по заданным траекториям. Точность и стабильность системы перемещения напрямую определяют качество и эффективность резки.

4. Режущая станина:

В качестве рабочей зоны для станков лазерной резки используется станина для размещения и фиксации заготовки. Размер станины должен учитывать множество факторов, таких как размер и вес материала, а также устойчивость во время резки.

Исходя из вышесказанного, тип и ключевые компоненты станка для лазерной резки определяют его производительность, применение и качество резки. Поэтому подходящие станки и понимание их компонентов выполняют свою роль в высокоточной и качественной резке.

III. Планирование лазерного резака "сделай сам

Планируя сделать собственный лазерный резак DIY, вы должны учитывать множество факторов, включая четкие требования, рассчитанный бюджет, источник и мощность лазера, площадь резки и размер станка.

Определите свои требования и бюджет.

Прежде всего, уточните свои потребности в стрижке. Это первый шаг. Какой материал вы собираетесь резать и какова его толщина - вот вопросы, которые необходимо решить. Кроме того, важны точность резки и скорость желаемого станка.

Исходя из этих требований, определяется разумный бюджет, который должен включать необходимые компоненты, материалы, дополнительные инструменты или программное обеспечение.

Выберите конструкцию лазерного резака (портальный, с ременным приводом, с реечным механизмом)

Три основных вида лазерных резаков DIY - портальные, с ременным приводом и реечные.

Портальная конструкция устойчива и подходит для выполнения масштабных задач по резке; система ременного привода имеет более низкую стоимость, простую установку и подходит для легких и среднеточных работ; зубчатый реечный привод обеспечивает более высокую точность и скорость, что делает его подходящим для точной резки.

Надеюсь, вы сможете выбрать наиболее подходящий тип, исходя из ваших требований и бюджета.

Выберите подходящий источник лазерного излучения и мощность

Лазерный источник напрямую определяет производительность резки и стоимость. К распространенным источникам лазера относятся CO2-лазер, волоконный лазер и диодный лазер. Лазерные резаки CO2 подходят для неметаллической резки, волоконный лазер может справиться с резкой металла. При выборе источника волокна следует учитывать мощность лазера. Чем выше мощность, тем выше скорость резки и способность работать с толщиной материала.

Выбор мощности и источника лазерного излучения должен основываться на основных материалах для резки и бюджете.

Учитывайте площадь резки и размер станка.

Размер зоны резки определяет физический размер станка, который также влияет на место хранения и требования к рабочему пространству. Поэтому вам необходимо определить максимальную площадь резки, чтобы выбрать подходящий станок. Большая площадь резки требует более мощного лазерного источника для обеспечения точности.

В соответствии с приведенными выше шагами, вы можете спланировать и спроектировать свой DIY станок лазерной резки систематически, чтобы осуществлять творческое производство дома или в мастерской.

IV. Сбор материалов и компонентов

Источник лазера (лазерная трубка CO2, диодный лазерный модуль)

Лазерные трубки CO2 являются наиболее часто используемым источником света для станков лазерной резки, с диапазоном мощности, как правило, между 20-180 Вт и длиной волны 10,6 мкм. Они подходят для резки неметаллических материалов, таких как дерево, акрил, ткань и т. д. Лазерные трубки CO2 имеют относительно долгий срок службы, но имеют большие размеры и требуют водяного охлаждения.

Диодные лазерные модули быстро развивались в последние годы, их мощность достигает 40 Вт, а длина волны - 445-455 нм. Они дешевле, чем лазерные трубки CO2, меньше и могут охлаждаться воздухом. Однако они подходят только для резки тонких материалов, а их скорость также ниже, чем у лазерных трубок CO2.

Система управления движением

Моторы обычно используются в качестве приводных устройств, способных точно управлять движением лазерной головки в направлениях X и Y.

Зеркала и линзы

Отражающие зеркала используются для изменения направления излучения CO2-лазеров. Обычные материалы включают кремний или медь с позолоченной поверхностью, что позволяет достичь отражательной способности более 99% для лазеров с длиной волны 10,6 мкм.

Фокусирующая линза концентрирует лазерный луч в одной точке на поверхности разрезаемого материала, в качестве которого обычно используется селенид цинка. Фокусное расстояние линзы обычно составляет 2-5 дюймов, апертура - 18-25 мм^3. Диодные лазеры обычно не требуют зеркал; необходима только фокусирующая линза.

Защитное ограждение и вентиляция

Во время резки образуется пыль и ядовитые газы. Поэтому для отвода отработанных газов в атмосферу необходимы вентиляционные системы. Но следует учитывать, что поток воздуха в вытяжной машине должен соответствовать ширине реза.

Станки для лазерной резки должны быть оснащены защитными кожухами, чтобы лазеры не повредили глаза и кожу. Защитный материал, например, стекло или акрил, может блокировать лазер рабочей длины волны. Требования к защите для синих диодных лазеров 455 нм ниже, чем для CO2-лазеров 10,6 мкм.

В целом, лазерные трубки CO2 режут быстрее и подходят для серийного производства, но требуют более высокой стоимости и обслуживания. В то время как диодные лазерные модули дешевле и портативнее, но ограничены в производительности резки, поэтому они подходят для небольших партий продукции и резки тонких материалов, которые предпочитают любители станков лазерной резки.

V. Пошаговый процесс сборки

1. Конструкция рамы

Постройте раму машины:

Используйте алюминиевые профили или стальные материалы для изготовления устойчивой рамы и обеспечьте параллельность и перпендикулярность всех элементов.
Необходимо предусмотреть место для системы перемещения, режущей станины и других деталей.

Сборка портала или системы перемещения:

Установите системы перемещения по осям Y и Y на раму, как правило, с помощью ременной или винтовой передачи.
Натяжение ремня или гайка винта должны быть отрегулированы для обеспечения стабильной работы без заиканий и застоев.
Установка конструкции для подъема и опускания лазерной головки; использование свинцовых или шарико-винтовых пар для обеспечения точности перемещения по оси Z.

Установка режущей станины:

Для поддержки заготовки в нижней части рамы должна быть установлена станина с сотами.
Станина должна располагаться ровно и вертикально по отношению к лазерной головке, а ее высота должна регулироваться.

2. Настройка лазера и оптики

Монтаж лазерного источника:

Закрепите лазерные трубки CO2 и диодный лазерный модуль на раме. Следует обратить внимание на теплоотвод и противоударную защиту, чтобы продлить срок их службы.
Подключите источники энергии высокого давления или приводные источники энергии и убедитесь, что провод правильно подключен и изолирован.

Выравнивание зеркал и линз:

На выходном устье лазера должны быть установлены отражающие зеркала. Их углы должны быть отрегулированы таким образом, чтобы лазерный луч падал вертикально.
На режущей головке установлены фокусирующие линзы, фокусное расстояние которых необходимо отрегулировать для фокусировки лазерного луча на поверхности материала.
Постоянная тонкая настройка позволяет оптимизировать траекторию света для повышения производительности резки.

Подключение водяного охлаждения (если применимо):

Оснастите лазерные трубки CO2 системой водяного охлаждения, которая подключается к трубам подачи и возврата воды.
Проверьте, плотно ли закрыто соединение водовода, чтобы обеспечить надежную и бесперебойную циркуляцию охлаждающей воды без утечек.

3. Электроника и проводка

Подключение шаговых двигателей и концевых выключателей:

Двигатели подключаются по осям X, Y и Z, чтобы убедиться в правильности соединений.
Установите концевые выключатели на обоих концах оси перемещения, а затем подключите их к плате управления, чтобы предотвратить столкновения между лазерными головками.

Подключение платы управления лазером:

Подключите плату управления лазером, блок питания и драйвер и выберите соответствующие способы подключения в зависимости от их типа.
Тщательно проверьте соединение проводов, чтобы обеспечить правильную передачу сигнала и не сжечь другие компоненты.

Настройка электропитания и аварийного останова:

Подключите соответствующий блок питания для питания лазера, платы управления и двигателя.
Оборудуйте аварийный выключатель для отключения источника энергии и обеспечения безопасности в случае чрезвычайных ситуаций.

4. Конфигурация программного обеспечения

Установка и настройка управляющего программного обеспечения:

Вы должны выбрать совместимое программное обеспечение для управления в зависимости от типа платы управления.
В соответствии с настройками программного обеспечения установите мощность лазера, скорость и параметры резки.

Калибровка лазерного резака:

Отрегулируйте относительное положение лазерной головки и режущей плиты, чтобы обеспечить точную фокусировку.
Запустите программу калибровки, чтобы проверить точность и повторяемость движений в направлениях X, Y и Z.

Выполнение тестовых разрезов:

Подготовьте тестовые материалы, такие как дерево и акрил, и закрепите их на станине для резки.
Разработайте простой шаблон для резки и отправьте его на ваш станок для лазерной резки для тестирования. Можно использовать как круглые, так и квадратные формы.
Оцените результаты резки, а затем оптимизируйте параметры резки, чтобы подготовиться к реальной резке.

Следуя шагам, которые я описал выше, вы можете сделать свой собственный станок для лазерной резки. Разве это не интересно? Следуя шагам и мерам предосторожности, которые я перечислил, я верю, что вы получите более глубокое понимание станков лазерной резки, изучая знания о станке лазерной резки. Так что без лишних слов, давайте приступим и сделаем свой собственный станок для лазерной резки вместе.

VI. Заключение

В начале статьи мы подробно рассмотрим определение станков для лазерной резки, принципы их работы и подробную классификацию, чтобы помочь вам понять эту машину и улучшить восприятие следующего материала.

Основное внимание в этой статье уделено подготовке деталей и производственному процессу изготовления станков для лазерной резки. Я верю, что после прочтения моей статьи вы получите более глубокое понимание того, как сделать лазерный резак.

Наша компания, ADH Machine Tool, обладает обширными научными знаниями в области станков лазерной резки, и у нас есть высокопрофессиональные операторы. Мы продаем станки для лазерной резки и детали для станков.

Если вам нужно сделать свой собственный станок для лазерной резки, вы можете просмотреть страница нашей продукции чтобы купить некоторые компоненты. Не стесняйтесь свяжитесь с намиесли у вас есть другие вопросы.