Станки дома В какой компании и, у какой фирмы, покупать лазерный станок?
Рынок развивается сейчас очень быстро и по сути у нас есть 4 пути. Это рынок Б/У станков, Aliexpress, “Сделай сам” — DIY или фирменные станки.
Есть станки за 100 тысяч рублей, есть аналоги за 300 000 ₽, есть за 800 000 ₽, есть за 1 800 000 ₽. Это как с машинами. Допустим, есть автомобиль за 500 тысяч рублей, а есть которые стоят в два раза дороже. Функционал один и тот же — нужно из точки A приехать в точку B.
А на станках то же самое. То есть, можно взять самый дешёвый станок, но при этом отдавать себе отчёт в том, на что вы идёте. Если вы берёте заказ, то вы можете потерять и этот заказ и дополнительно приобрести кучу различных проблем в виде ремонта, поиска комплектующих и так далее.
А если вы вдруг взяли ещё и noname, то найти комплектующие может быть достаточно сложно. То есть, вы смотрите на модель, а там 020-5328-6B47. И где это искать, совершенно не понятно, что это значит. У деталей нет имени и найти ей замену очень сложно.
Выбор помещения для лазерного станка
Помещение должно позволять поставить сам станок, хранить материал и при необходимости распиливать его.
Если помещение совсем маленькое, а у вас станок WATTSAN 1610, и всё впритык, и вы можете хранить фанеру 1000/1500 у стенки вертикально, и при этом вы сможете с ней работать.
Но если вы возьмёте станок поменьше WATTSAN 6090, казалось бы, что будет больше места. Но нет, потому что для работы с фанерой такого размера на станке WATTSAN 6090 вам придётся её распиливать, а места для распила у вас уже не останется. 
Распил опять же выливается в дополнительные расходы. Нужна паркетка, нужен пылесос, чтобы делать уборку, нужен человек который будет этим заниматься. А если это будет делать оператор, то неизвестно, будет ли он успевать.
Не факт, что WATTSAN 6090 в эксплуатации окажется дешевле, чем WATTSAN 1610. Это не значит, что один станок лучше другого. Просто всё это нужно просчитывать в зависимости от ваших конкретных условий.
Кстати, кроме того, чтобы смотреть на помещение с чисто экономической точки зрения, не забывайте про то, чтобы была физическая возможность этот станок занести внутрь.
Кроме того, чтобы была возможность его заземлить, сделать вытяжку, желательно, чтобы вокруг станка было полметра, а лучше метр свободного пространства, чтобы его было удобнее и легче обслуживать.
Ну, и не забывайте про полы. Они желательно должны быть ровными.
После того, как вы определились с тем, что вы хотите, всплывает один из самых важных моментов — цена.
Глубина опускания стола
От глубины опускания стола зависит то, насколько толстый материал вы сможете обрабатывать.
Есть столы, которые опускаются и поднимаются, а есть фиксированные столы. 
Здесь опять же всё зависит о того, что вы делаете, потому что если вы раскраиваете и гравируете только плоские материалы, то по сути эта функция вам не нужна.
Например, вы делаете сувениры, магнитики или печати на WATTSAN 0203 mini или же вы раскраиваете ткань на широкоформатнике WATTSAN 2030 Flet Bad. 
В этих случаях вам не нужно, чтобы стол поднимался и опускался, для вас это не важно.
Если же вы, к примеру, гравируете на хоккейных шлемах, то высота опускания рабочего стола будет для вас очень важна.
Вы же не сможете просто расплющить шлем, сделать гравировку и после этого вернуть его в исходное состояние.
Или, например, резка толстого поролона.
Если глубина рабочего поля не позволяет просунуть поролон между самим полем и соплом, то вы его никак туда и не запихнёте.
А если стол опускается, эта проблема сразу решается.
Регулируемый стол бывает автоматизированный и ручной.
Автоматизированный удобно выбирать в случае, если вы часто работаете с материалами разной толщины.
Если вы берёте средний или широкоформатный станок, с регулируемым столом, то мы рекомендуем сразу исключить тот вариант, когда привод опускания стола работает на ремнях.
Ремни имеют свойство растягиваться. Во-вторых, они имеют зубец 1,5-2 мм. И если под него что-то попадёт, то его просто слижет. Таким образом, зубец соскакивает, стол с одной стороны не опускается синхронно вместе со второй стороной, и его перекашивает.
Так происходит регулярно, доставляя проблемы.
Ремни постоянно приходится регулировать, раз в неделю нужно тратить, как минимум три часа, на то, чтобы привести их в порядок.
Поэтому берите станок с цепным приводом опускания стола и всё будет без проблем.
Гравировка фото на лазерном станке. мощность, скорость и другие факторы
Эти параметры зависят от возможностей вашего лазерного станка, а также от качества изображения, которого вы хотите добиться. Значения по первому фактору будут зависеть от шаговых моторов, которые установлены в первую очередь по оси X, потому что именно тут нам необходим четкий проход по всей площади без пропуска шага.
Поэтому, если у вас установлены трехфазные моторы, можете смело задавать скорость перемещения по X до 1000 мм/сек. Если трехфазные моторы с энкодером, то это значение может быть 1500 мм/сек. В случае с двухфазными шаговыми двигателями скорость выше 600 мм/сек лучше не превышать.
Что касается такого фактора, как качество, то здесь надо ориентироваться на желаемую передачу оттенков, контрастность. Принцип прост. Чем больше скорость, тем большую мощность на лазерную гравировку фотографии вам нужно будет задавать. Чем меньше скорость, тем меньше мощность.
Также лучшую детализацию обеспечат следующие условия:
Для каких целей будете использовать лазерное оборудование?
Это самый первый базовый вопрос, на который нужно себе ответить, для каких целей вы выбираете себе лазерный станок с ЧПУ, какой продукт вы будете на нём производить или какую услугу оказывать. 
Вам нужен гравировальный аппарат или раскройщик?
Это будет работа с крупноформатными материалами или вы будете изготавливать продукт с большим количеством маленьких деталей?
Вам нужен станок для крупного бизнеса или для мелкосерийного производства?
От ответов на все эти вопросы будет зависеть конфигурация станка и то, с каким материалом вы будете работать.
Как оценить компанию по продаже лазерного оборудования?
- Съездить на склад, протестировать станки
- Пообщаться с клиентами
- Оценить надёжность менеджеров компании
- Есть ли сервис и обслуживание?
- Какие комплектующие в станках?
Например, WATTSAN — не просто бренд, а конкретный завод, который производит конкретно станки WATTSAN. Завод дорожит своей репутацией и под этим брендом продаются только эти станки.
В общем, кроме всего вышеперечисленного, можно задать несколько дополнительных вопросов, например:
- Какая квалификация у сервисной службы, есть ли пусконаладка и будет ли обучение персонала ваших сотрудников?
- Сколько времени уйдёт на настройку станка, каковы стоимость и сроки доставки?
- И какой срок службы у станка при его полной загруженности?
- Также, уточните цену и наличие расходных материалов, потому что рано или поздно они всё равно вам понадобятся.
Дополнительные вопросы:
- Квалификация сервисной службы
- Есть ли пусконаладка?
- Есть ли обучение персонала?
- Время настойки
- Стоимость и сроки доставки
- Срок службы станка
Кстати, вы можете записаться на демонстрацию и прийти в наши демозалы, чтобы посмотреть, как наши станки работают на практике.
Пишите, звоните, заходите в раздел лазерных станков и покупайте качественные станки!
Корпус станка
Прежде всего обратите внимание, из чего сделан ваш станок. Это должно быть достаточно толстое и качественное железо. И для напольного станка очень важно наличие рамы. 
Это, по сути, каркас, который представляет собой трубу прямоугольного сечения, которая идёт по периметру внутри станка.
Когда рамы нет, если вы попробуете приподнять один край станка, даже пусть на несколько миллиметров, остальные три останутся стоять.
Очевидно, как это повлияет на качество резки. Особенно, если на неровном полу станок будет попросту невозможно отюстировать.
Крепление ремней
Если ремень проходит по передней части портала, то это самое уязвимое положение, потому что он может загореться от сбитого зеркала. И вообще он легче всего повредится или сгорит при возгорании. 
Каретка, линзы, направляющие, всё придётся менять, особенно, если у вас не качественные комплектующие.
Лучшее расположение ремней сверху портала, особенно, если они находятся внутри. Также обратите внимание на крепление ремней к голове. Сразу себе представьте, как вы, в случае чего будете производить замену ремня. Это может занять час, а может и три, если на станке не продуманные крепления.
Направляющие
Направляющие бывают трёх видов — роликовые, рельсовые круглые и рельсовые прямоугольные направляющие.
Ролики используются на небольших станках с рабочим полем 200/300 мм и там это допустимо как раз из-за небольших размеров самого рабочего поля и невысокой стоимости станка.
От чего зависит цена на лазерный станок
Многие задаются вопросом, почему станки с одинаковыми характеристиками по мощности и размеру рабочего поля разнятся в цене, а некоторые даже значительно. Цена в первую очередь складывается, конечно, из комплектации и качества этих комплектующих, из всего того, что мы перечислили.
Помимо самого станка, на цену влияет так же то, в какой компании вы собираетесь его покупать, то есть, какие у неё объёмы продаж. Кроме того, маленькие компании не могут выбить у заводов хорошие оптовые цены и, зачастую, просто покупают станки с менее качественными комплектующими. Имеет значение и то, как устроена логистика и прочее.
И помните, сэкономив один раз вы заплатите дважды, а то и трижды на замене комплектующих.
Подводные камни выбора лазерного станка 1610
Итак, с очевидными преимуществами широкоформатного станка мы уже разобрались выше. Пришло время поговорить о недостатках и методах их компенсации. Прежде всего – реальная жизнь не похожа на теоретический вакуум рекламы, где любой покупатель любого товара после приобретения испытывает исключительно счастье и эйфорию. Но давайте пройдёмся по пунктам.
— Толщина материалов – выше мы уже говорили, что плюс широкоформатного станка в его соответствии формату материала, но возьмём, в качестве примера, ту же фанеру 3мм толщиной. На практике это значит, что лист фанеры может быть, от 2,9 до 3,4мм и опытные владельцы цехов, которым важен этот параметр, едут выбирать фанеру только с штангенциркулем в кармане.
Решение: так как плавающая толщина фанеры влияет прежде всего на фокусное расстояние и, соответственно, качество реза, то единственным решением данной проблемы будет установка на ваш станок мощной лазерной трубки. То есть, если вы планируете купить лазерный станок с полем 1610 исключительно для резки ткани, вам вряд ли потребуется мощность лазерного излучателя более 60 Вт, но если вы планируете резать ещё и фанеру, то имеет смысл задуматься о больших мощностях.
Так, комфортный рез 3мм фанеры по всему полю вам обеспечит лазерная трубка мощностью 80 Вт, а листы толщиной 6 и более миллиметров (где и погрешность, и количество внутренних сучков будут пропорционально больше) уже потребуют установки излучателя от 100 до 120 Вт, что в свою очередь исключит возможность качественного реза некоторых видов ткани, так как минимальный порог розжига таких трубок уже может быть слишком велик и будет портить края материала при его обработке.
— Стабильность материалов – ещё один подводный камень, о который споткнулись десятки начинающих мастеров. Дело в том, что плоский лист той же фанеры совершенно необязательно будет плоским и ровным. Если вы просто положите его на пол, то поймёте о чём идёт речь.
Края с одной из сторон или центр могут быть приподняты относительно плоскости. Это происходит из-за нарушения условий хранения материала, что не особо критично на том же мебельном производстве, для фрезерного станка, но если вы режете материал лазером, да ещё и на короткофокусной линзе – то рискуете столкнуться с ситуацией, когда материал будет упираться в сопло на определённых участках и естественно, резаться не будет от слова совсем.
Решение: очевидных способов решения данной проблемы три. Во-первых, это предварительное выравнивание материала. Разместив пачку листов фанеры под достаточно тяжелым прессом (от специальных грузов, до баклажек с водой) в сухом, проветриваемом помещении, буквально через неделю вы увидите, что листы стали ощутимо ровнее и работать с ними куда приятнее.
Во-вторых, неодимовые магниты способны помочь, особенно если работаете вы на сотовом столе (так как ламели будут просто подниматься вслед за магнитом и материалом и потребуют дополнительного костыля в виде их фиксации к станку) так как они способны качественно прижимать материал при раскрое.
Но будьте осторожны! При раскрое особо неровных листов, вы рискуете тем, что края уже отрезанных частей приподнимутся и режущая головка может ударяться о них в процессе перемещения по рабочему пространству. И, наконец, в-третьих, предварительный раскрой является наиболее эффективной превентивной мерой, особенно в сочетании с первым пунктом.
Именно раскрой листа на две, четыре и более частей позволит вам наиболее комфортно работать с материалами, склонными к деформации, но именно этот пункт плавно подводит нас к тому, что если лист материала изначально меньше, то зачем вообще тогда нужно поле 1600х100мм?
Правильно ли выбирать лазерный станок «под себя»?
Если отстраниться от философии в вышеприведенном заявлении, то мы, по сути, придём к следующему. Любой широкоформатный лазерный станок с полем больше, чем 1500х900мм – это уже вполне серьёзное, профессиональное оборудование, которое с одной стороны, просто не может простаивать, так как это чревато убытками, а с другой, загрузить его работой на потоке не такая уж и простая задачка.
Наверняка вы знаете, что формат 1610 лазерного станка не случайно стал одним из самых популярных в производстве. Секрет тут в том, что чаще всего ширина листовых и рулонных материалов составляет примерно 1,5 метра. Так, стандартный лист акрила обычно это ровный квадрат со стороной в 1500мм с незначительной погрешностью.
Лист фанеры – аналогично, но уже 1525мм. Ширина стандартного рулона любой ткани, от флиса до спанбонда также составляет полтора метра. А так как ткани, фанера, электрокартон, акрил и т.п. являются наиболее широко распространёнными материалами для лазерной резки, то и формат оборудования для его обработки должен быть соответствующим.
То есть, если взять идеальный цех лазерной резки в сферическом вакууме, то мы получаем следующую картину: купить лазерный станок с рабочем полем 1600х1000мм можно для того, чтобы без лишних проблем закладывать в станок сразу целый лист материала и резать прямо по нему.
Но согласитесь, если бы всё было так просто, то, во-первых, эти станки быстро бы вытеснили все прочие модели, а во-вторых, почему не 1600х1600мм? Ведь это логичнее и удобнее! Но, как вы уже и сами поняли, а возможно и знаете из личного опыта, не всё так просто.
Рабочее поле
Лазерные CO2 станки с ЧПУ условно разделяются на настольные, среднеформатные и широкоформатные.
- Настольные — с рабочей зоной до 600/400 мм идеально подходят для работы в гараже или мастерской. Но также подойдут и для производства. Они занимают мало места, но при этом производительность позволяет делать большие партии изделий.
- Среднеформатные — с рабочей зоной от 600/900 мм до 1600/1000 мм — самый распространённый формат на рынке. Такие станки используются, как в мастерских, так и на производствах разного масштаба.
- Широкоформатные — со столом до 2000/3000 мм обычно используются для производства большого количества единиц продукции или изготовления крупных изделий.
Очевидно, что для изготовления штучной или мелкосерийной продукции, типа небольших изделий из тонкой фанеры на 3-4 мм нет смысла покупать широкоформатный лазер. Вполне хватит среднеформатного или даже настольного.
Вариантов множество. Вы можете взять один станок WATTSAN 1610 или WATTSAN 1290, или, например, вы можете взять два станка WATTSAN 6090. И в случае, если один из них выйдет из строя, то второй сможет продолжить работу.
Готовых решений здесь нет, и в каждом отдельном случае нужно индивидуально считать то, что подходит лучше именно для вас.
Рекомендации по гравировке камня на лазерном станке миртелс | гравировка по камню
1. Рекомендации по подготовке файла для гравировки лазерным станком.
Рекомендуется изображение растрировать с помощью Adobe Photoshop или Corel Photopaint. Режим растрирования: Диззеринг диффузии (Случайный диззеринг) или Джарвис, сохранить в формате BMP 1-bit и открывается в программе управления станком.
2. Общие рекомендации по гравировке камня на лазерном станке MIRTELS
Станок рекомендуется устанавливать на ножки, а камень подвозить на подкатной тележке (например, роликового типа). Примеры механизмов подката и схемы приспособлений Вы можете найти на сайте www.mirtels.ru
Для гравировки портретов рекомендуется использовать разрешение 150-300 dpi и скорость 300 мм/с.
Для камней с высокой однородностью (китайский шанси блэк, базальт и др.) использовать разрешение 300 dpi.
Для камней с большим количеством инородных включений (карельский габбро, житомирский «местный» камень и др.) использовать разрешение в диапазоне 150-250 dpi
Текст можно гравировать на более высоких скоростях 400-600 мм/с. Для гравировки текста рекомендуется ставить значение мощности выше, чем значение мощности для портретов.
Про глубину гравировки лазером.
С помощью растровой гравировки лазером не добиться глубины 0,5 мм, но с помощью векторной гравировки лазером можно сделать такую глубину, т.е. как выход можно делать надпись растровой гравировкой с обводкой каждой надписи по контуру. Контур будет с углублением в 0,5-0,7 мм и ширину обводки можно делать 0,5-1 мм.
Также можно создавать векторный текст (контурный). Такой текст 
создаётся в программе Corel Draw, сохраняется в формате DXF и открывается в программе управления станком через функцию Import.
Для гравировки векторного текста (подготовленный в формате DXF) после импорта в программу управления станком используется режим резки (Cut). Необходимо задать значение скорости и мощности (Например, скорость 20, мощность 30%).
После контурной лазерной гравировки в режиме Cut на поверхности камня появятся наплывы. Эти наплывы необходимо снять с помощью металлического узкого шпателя (держать шпатель под углом 30-45 градусов относительно поверхности камня и счищать наплывы).
Для придания гравировке сочности, а также увеличения долговечности гравировки рекомендуется затирать отгравированное изображение белой акрилосодержащей краской.
Также можно осуществлять художественное оформление гравировки цветными акриловыми красками с помощью кисти.
3. Рекомендации по разрешению гравировки
Разные камни имеют разную однородность структуры, поэтому для разных сортов камней нужно использовать разные разрешения гравировки. Чем более однородную структуру имеет камень, тем выше разрешение можно использовать, чем он более пятнистее, тем ниже разрешение.
Например, для карельского габбро для гравировки портрета рекомендуем использовать разрешение 150-250 dpi
Для украинского габбро 200-250 dpi
Для китайского габбро 250-300 dpi
Для базальта, долерита 300 dpi
4. Рекомендации по скорости гравировки камня
Скорость гравировки нужно выбирать исходя из выбранного типа изображения (портрет, пейзжа, текст).
Для гравировки портрета рекомендуем использовать скорость 300 мм/с (для любого сорта камней)
Для гравировки пейзажа на камне — 300-500 мм/с
Для гравировки текста на камне — 400-600 мм/с
5. Рекомендации по интервалу
В программе задаётся значение интервала, оно зависит от разрешения, которое имеет картинка, отправленная на гравировку и рассчитывается по формуле I=25.4/DPI
Например, для картинки с разрешением 300dpi интервал I=25.4/300 = 0.0847
Для 200 dpi I=0,127
Для 250 dpi I=0,101
6. Рекомендации по фокусному расстоянию
Перед началом гравировки нужно выставить зазор между головкой и камнем. Между камнем и нижней поверхностью головки шаблон (кубик) должен входить с лёгким затиранием, не должен «люфтить».
7. Рекомендации по затирке изображения
Часто используют затирку гравировки краской с целью повышения яркости изображения, приданию ему дополнительного объёма, а также для того, чтобы изображение на камне было видно во время дождя, для этих целей рекомендуется затирать изображение белой краской. Для этого край тряпочной салфетки смачивают в краске и протирают по изображению. Для этих целей рекомендуем использовать белую краску (акрилосодержащую) для наружного применения.
8. Рекомендации по устранению дефектов камня (пятен)
В природе нет ничего идеального, не бывает идеальных камней! В работе попадаются камни с различными дефектами, крупными инородными включениями (слюда, уголь и т.д.). После того как прошёл процесс гравировки камня эти включения никуда не исчезают, остаются. Чтобы их убрать, рекомендую их доработать ручной гравировальной машинкой и после этого слегка пройтись пучком (пучок из победитовых игл), чтобы не было резких переходов.
Для того, чтобы выявить пятна, можно затереть изображение акрилосодержащей краской, либо произвести затирку порошком (оксид цинка или оксид титана). После окончательно доработки (чистки) изображение полностью затереть, для того, чтобы убедиться, что изображение уже чистое.
Получить более подробную информацию или заказать станок.
С чего начать выбор лазерного станка?
Итак, вы захотели купить станок. В первую очередь необходимо определиться с тем, что вы будете делать. Какой продукт вы будете производить или какую услугу оказывать? И далее, исходя из этого, вы поймёте, какой материал вы будете обрабатывать.
Когда вы разберётесь с материалом, поймёте, какого он будет размера и толщины, вы сможете понять, какое рабочее поле вам необходимо и далее разобраться с комплектацией станка. Также, не забывайте про помещение, в котором вы работаете. Ну, и, конечно, смотрите на свой бюджет.
Когда вы определитесь со всеми этими пунктами, можно будет выбирать уже конкретную модель лазерного станка.
А теперь подробнее по каждому пункту.
Система управления
Система управления, иными словами, контроллер — мозг и сердце станка. От того, какой контроллер, зависит то, насколько удобно вам будет работать со станком. Хорошая система управления — это ещё и меньшее количество сбоев в работе. 
Тайная жизнь лазерных граверов
Хоть мы и не видим их на каждом углу, результаты их труда окружают нас повсеместно. Качество и скорость работы, обеспечиваемые лазерными станками, на многих производствах остаются недостижимыми для традиционных методов обработки. Лазерные маркёры, гравёры, аппараты сварки и резки металлов и т.д. Список действительно огромен и лазеры продолжают захватывать мир.
Но, Петька, есть нюанс(с). Как и все наукоёмкие истории, лазерная техника уже достаточно успела обрасти слухами и мифами о своих безграничных возможностях. Возможностей там действительно вагон (или два), но физику никто не отменял.
Вооружившись острым желанием узнать, как это всё работает, было принято решение направиться за комментариями в питерский офис компании «Лазерный Центр». Они занимаются разработкой лазерных граверов и маркёров уже 15 лет и, вероятно, что-то в них понимают.
Много фотографий под катом.
Зри в корень
Сразу надо запомнить самое важное во всей этой гравировочно-маркировочной истории: необходимые параметры для промышленного применения в металлообработке нам могут дать только волоконные лазеры. Реальной альтернативы им пока не существует. Газовые, твердотельные и прочие лазеры работают отлично, но в других сферах применения.
Возникает вопрос: чем же так замечательны волоконные лазеры? Во-первых, это отличное качество оптического излучения. Через 100 000 часов работы изменение характеристик лазера будет или пренебрежимо мало, или вообще не будет. Хотя это и не значит, что за ним можно совсем не следить.
Мини Маркер 2. Самый популярный станок Лазерного Центра. Лазер спрятан в красном ящике снизу.
Но главное – это длина волны генерируемого излучения и как она взаимодействует с материалами. Каноничный углекислотный лазер работает на длинах волн 9,6-10,6 мкм. Такое излучение отлично поглощается органикой, поэтому для медицинского использования они подходят лучше, чем волоконные лазеры, работающие на примерно 1-1,5 мкм. Строго говоря, длина волны – это, как паспорт, идентификационный документ у лазера. В зависимости от длины волны материалы по-разному взаимодействуют с излучением. Варианта всего три: излучение можно поглотить, отразить или пропустить. Хрестоматийный пример — это стекло, которое поглощает УФ волны, но отлично пропускает видимый диапазон спектра. Интересующий нас вариант: излучение с длиной волны 1,064 мкм сталью практически полностью поглощается, а с длиной волны 10,6 мкм – отражается. А если берём оргстекло, всё будет ровно наоборот (10,6 – поглощается, 1,064 – проходит насквозь).
Демо-пластинка станка Мини маркер 2. Такие пластинки призваны показать максимум возможностей станка (качество изображения, работа с цветом и т.д.) и делаются прямо при вас.
И третий важный параметр — диаметр пятна в фокусе облучения. При одинаковой излучаемой мощности и фокусном расстоянии у волоконного лазера пятно меньше, и, следовательно, плотность поглощаемой энергии примерно в 100 раз выше (площадь круга 
), чем у 
-лазера. Отсюда ещё большее удобство работы с металлами.
Ну и в завершении — небольшие габариты излучающего тела. Особенно, если сравнивать с газовыми лазерами.
И чтобы завершить вступление на мажорной ноте и вызвать гордость за соотечественников: лидером в отрасли разработки и производства волоконных лазеров является корпорация IPG Photonics, созданная аспирантом МФТИ В.П. Гапонцевым. Вообще, можете принять по дефолту: видишь лазер, ищи след русских физиков =)
Процесс гравировки пластины с предыдущей фотографии. Делается буквально за пару минут.
К слову, рынок волоконных лазеров сейчас оценивается примерно в 2 миллиарда долларов, из которых 1,5 – это IPG. А небольшой кусок этой корпорации НТО «ИРЭ-Полюс», с которого и начались волоконные лазеры, занимает десятое место среди несырьевых экспортёров в России. Девятое — Рособоронэкспорт. Выводы делайте сами.
Матчасть
Теперь давайте разбираться, что же такое волоконный лазер.
Когда говорится про , рубиновый, волоконный или любой другой лазер, имеется в виду активная среда, которая генерирует лазерное излучение. Три минуты про то, что же такое сам лазер.
Из дерева, и пластика, лазером можно вырезать вот такие милые штуки
В 1964 году советским учёным Николаю Басову и Александру Прохорову в соавторстве с американцем Чарльзом Таунсом, вручили Нобелевскую премию за создание лазера. Они открыли, что в некоторых веществах при облучении их электромагнитной энергией, электроны начинают переходить на более высокие энергетические орбиты. А при обратном переходе на более низкую энергетическую орбиту они излучают фотоны с энергией в один квант. А что такое один квант? Это энергия одного фотона =) Далее происходит основная магия: если летящий фотон попадает в другой электрон, находящийся на высоком энергетическом уровне, происходит выработка нового фотона, полностью идентичного попавшему, и лететь он будет в том же направлении. Далее эти два фотона выбивают четыре, те выбивают восемь и так далее, пока на границе активного вещества не откроют так называемый затвор, и из вещества вылетает поток излучения, состоящий из абсолютно одинаковых фотонов. Всё это происходит на скорости света, поэтому в современных лазерах длительность импульса может измеряться в пико- и фемтосекундах (это -12 и -15 степени, соответственно).
Самый первый (буквально) проданный гравировочный станок. Его специально искали и выкупили обратно.
Теперь немного математики. Предположим, у нас стандартный волоконный лазер средней мощности в 10 Вт с длительностью импульса 100 наносекунд (-9) и частотой импульсов 20 кГц. Энергия одного импульса 1 мДж. Диаметра пятна 50 мкм.
И если внимательно посмотреть на этот импульс, то получается за 
сек. мы передали 1 мДж. А если так работать без остановки целую секунду, то получаем 10.000.000 (раз) по 0,001 Дж (это энергия). Итого 10 000 Вт. Можете себе представить каково материалу, когда в каждые 50 мкм вкачивают 10 КВт.
Здесь отрабатывается технология глубинной гравировки для получения объёмных изображений поразительной чёткости. Этакий 3D принтер наоборот. Процесс может длится несколько дней, в течении которых изделия нельзя трогать. Поэтому в лаборатории они максимально тяжёлые.
Теперь вспоминаем китайские лазеры, дающие пятно в несколько раз больше. Если радиус пятна больше в три раза, его площадь больше в девять раз, получается, что при прочих равных китайский лазер будет работать не как на 10Вт, а как ~1Вт (это ещё позитивный сценарий).
Теперь немного про сам волоконный лазер. Как не трудно догадаться, здесь роль излучающего тела играет длинный кусок оптоволокна. Не совсем того, по которому к вам сейчас бежит интернет, но суть та же, просто структура волокна сильно другая. В чём прелесть волоконного лазера — элементарное охлаждение активной среды. Пока инженеры ломают голову над задачей равномерного охлаждения колбы с газом или целого кристалла, со струной оптики такой проблемы нет совсем. Фактически, её можно просто намотать на круглый кусок алюминия, сказать, что это радиатор, и на этом проблема охлаждения решена.
Что получается в конце. Моя камера не может передать степень детальности изображений, но поверьте — глаз буквально режет их идеальная чёткость.
Другая легко решаемая задача — накачка излучением. К волокну припаивается светодиод, через ответвитель – ещё один, затем ещё и ещё, и так сколько угодно раз, пока не получим нужный поток.
Денежный вопрос
Почему же именно лазерные граверы вызывают максимальный интерес у владельцев производств? Как это ни странно, но у людей конечное количество денег и максимальный интерес всегда вызывает самая дешевая технология, дающая приемлемый результат. Поэтому если взять условную тысячу лазерных станков, 900 будет для маркировки и только 100 для резки, сварки и прочих аддитивных технологий.
Аппарат лазернй резки за работой. Итоговое изделие не решетка, а то, что было в пустых ячейках.
Как мы договорились ранее, скорее всего, лазерные модули у всех от одного производителя. Значит, остаётся научиться извлекать из него пользу. Для этого нам надо собрать станок, представляющий из себя маркерное поле и вертикальную штангу, по которой будет передвигаться оптическая система (всё вместе это называется сканаторная система). Эта мобильность нужна для выставления фокуса. Вернее, фокус у системы постоянный, но маркируемые изделия все разной толщины, и надо это учитывать.
Почему не зафиксировать оптику в одной точке? Ответ опять в деньгах — гораздо проще сделать штангу с моторчиком, чем изобретать объектив с переменным фокусным расстоянием. Блок питания и лазер можно спрятать в основании станка, после чего дело за малым — много раз поменять все детали в поисках сочетающихся наилучшим образом да написать софт (табличка сарказм).
Пример из медицины. В держателе установлен штифт, на котором гравируется очень специальный микрорельеф, чтобы клеткам окружающих тканей было проще на нём закрепиться. Такая манипуляция в разы повышает эффективность штифта.
В случае станков лазерного центра, всё пишется под Windows, т.к. большинство производств работает на технологиях Microsoft и устраивать с ними войну форматов нет никакого желания. Рыночек порешал, как принято сейчас говорить.
Вопрос кривых поверхностей
Внимательный читатель задаст вопрос — вот вы говорите, что изделие должно находиться в фокусе. А значит, его поверхность должна быть довольно гладкой. Но посмотрим на банальную ручку, она же круглая! Как же нанести надпись на такую кривую поверхность?
Абсолютно правильный вопрос!
Совершенно забыл, как эта штука называется, но тут всё наглядно. Традиционными методами такое делать очень долго, дорого и трудно.
Для этого надо рассмотреть, как работает оптическая часть гравёра. Если мы в объективе поставим обычную линзу, то луч будет фокусироваться в сферу. В принципе, это должны знать все из школьного курса физики. А вот про что в школе не говорят, так это про возможно спроектировать объектив таким образом, что луч начнёт фокусироваться в плоскость. Конечно, ближе к краям плоскости луч будет немного выходить из фокуса, без этого никак. Но это уже разговор про допуски и погрешности. Можно с этим бороться созданием всё более и более сложных объективов, но экономически это неоправданно(не опять, а снова).
Высокотехнологичная насадка из пластика для выставления фокуса. Лучше и проще в мире ещё не изобрели. Серьёзно.
Как тогда с этим бороться? Да никак! Хороший лазерный луч в фокусе позволяет достигать нам около микронных точностей. Даже если к границе рабочего поля эта точность упадёт до нескольких микрометров, без микроскопа мы это не увидим. Поэтому если нам требуется действительно высокая точность, мы можем искусственно ограничить размер рабочего поля, чтобы луч оставался в пределах необходимых погрешностей. Отсюда важный вывод: станок может или иметь высокое разрешение, или работать с криволинейными плоскостями. Комбайнов, умеющих одинаково хорошо и то, и то, пока не изобрели.
Все промышленные станки идут со своей станиной, куда обязательно интегрируется бесперебойник. У него ровно одна задача: запомнить последнее действие и отключить станок. Когда питание будет возвращено, обработка продолжится с той же точки.
Другой важный момент — размер пятна лазера. Как бы мы здорово ни настраивали оптику и источник лазерного излучения, мы никогда не получим бесконечно малую точку. Это всегда будет пятно, размер которого зависит от оптической системы, длины волны лазера и качества самого лазерного излучателя. Это то самое, из-за чего IPG Photonics стали практически монополистом рынка. Они умудряются делать лазеры, у которых пятно может быть в десятки раз меньше китайских аналогов. А меньше пятно – больше мощность на его площади, выше эффективность и т.д. Да ещё и распределение энергии в пятне не однородно, а согласно распределению Гаусса, но тут мы рискуем сорваться в ненужные сейчас дебри.
Одна из производственных лабораторий. Люди уже ушли, но часть гравёров была занята своим делом. Работать несколько суток без перерыва для них нормальный режим.
Поэтому с ручкой (и другими не критично изогнутыми поверхностями) всё просто — без микроскопа мы не увидим, что края гравировки на скате будут размыты чуть больше, чем на верхней части, по которой выставляется фокус. На сленге лазерщиков это называется перетяжка — тот перепад высот, с которым данный станок может работать. А бывают изделия (например, тончайшие сеточки, применяемые в сосудистой хирургии, именуемые стенты), где точность критична и такие изделия вырезаются исключительно из плоских заготовок. Тут много специфических нюансов: если мы работаем с многослойной электроникой, где толщина слоя доходит до 10 микрон, приходится учитывать даже материал поверхности, на которой располагается заготовка. При термическом расширении 2мм на метр за каждые 20 градусов, материал подложи считается не подходящим. Поэтому в качестве подложки может быть использована гранитная плита (определённого типа гранита): прекрасный термический коэффициент и определённая виброустойчивость.
Пример станка собранного на гранитной станине.
О материалах
Если посмотреть на упаковку практически чего угодно произведенного в фабричных условиях, вы скорее всего обнаружите следы работы лазерного маркёра. И скорее всего, это будет буквенно-цифровой код черного цвета. Значит ли это, что при маркировке лазер выжигает верхний слой материала, оставляя после себя пепел, тлен и уныние? Нет. Если предположить, что это так, такие надписи можно было-бы элементарно стереть, но они держатся как влитые. Давайте разбираться, что же происходит.
При разработке технологий требующих микронную точность, всё контролируется микроскопом.
В предыдущем абзаце мы уже упомянули размер пятна лазера. Тут всё кажется простым. Хочешь больше мощности — делай маленькое пятно, не нужная большая мощность — можно обойтись большим. Но почему-то мы забыли о материалах, с которыми взаимодействует лазер, и техпроцессах, коих много: испарение, оплавление и т.д. Но сейчас нас интересует только один — изменение структуры материала.
Смертельный номер — eucariot суёт руку прямо под луч лазера. Однако руку не отрезало, не обожгло и вообще ничего не произошло: излучение не в фокусе, поэтому его мощность рассеивается на большой поверхности. Но если-бы он опустил руку…
Пока физики ищут размер пятна, смотря на распределение Гаусса (да, опять оно), оптики его просто назначили. Там, где излучение падает в 
раз, и находится граница нашего оптического пучка. Но простым людям этот раз ехало болело. Нам важно просто определить место (и его границы) где происходит наш техпроцесс. И тут всё внимание объекту, на который мы светим. Каждый материал по-разному реагирует на разные длины волн и мощность излучения. Например, если в пластик (краску и т.д.) добавлять пигмент, активируемый определённой длиной волны, у него появляется интересное свойство. Мы помещаем такое изделие под лазер, основной материал никак не реагирует на приходящее излучение, а пигмент «активизируется» прямо внутри материала, т.е. мы работаем только с ним. На выходе наше изделие будет без нарушения целостности, но с надписью, интегрированной в саму структуру материала. Это очень ценят на производствах с агрессивной средой, где надпись краской может стереться, а штамповка запачкаться до не читаемости. На фото, например, бирка для коровы. Пока бирка сама не развалится, надпись будет оставаться читаемой. Сделана она из полипропилена, который очень плохо (читай никак) взаимодействует с волоконным лазером, зато добавки в нём только и ждут, чтобы их облучили. Они принимают на себя всю энергию, которую передают полипропилену. Этакий посредник получается.
Те самые бирки для коров с нестираемым изображением и другие изделия из пластика.
С обратной историей сталкивались все, кто удалял себе лазером татуировки: лазерное излучение проникает в кожу, практически никак не взаимодействуя с ней, зато поглощается краской, разрушая её. На прозрачности кожи для определённых длин волн основано всё применение лазеров в косметологии, хирургии и прочей медицине.
Цвета побежалости
Другое интересное применение лазерных граверов, это создание цветных рисунков на металле. В основе технологии лежат цвета побежалости и давайте разбираться, что это такое.
Как все мы знаем, металлы любят взаимодействовать с атмосферой — это называется окисление. Какие-то металлы окисляются быстро, какие-то медленно, но, если его нагреть, окисление всегда будет происходить здесь и сейчас.
Пример возможных цветов на конкретном изделии.
При интерференции белого света на тонких оксидных плёнках нам кажется, что поверхность изменила свой цвет. Эффект отлично известен абсолютно всем, кто хоть раз или нагревал любую железку или разглядывал свежий сварной шов: на металле появлялись радужные разводы. Цвет напрямую зависит от толщины оксидной плёнки, а значит, если мы знаем свойства металла и при какой температуре образуется плёнка какой толщины, то, устраивая локальный нагрев и комбинируя цветные точки, мы можем создавать цветные изображения на манер струйного принтера. В реальности всё несколько сложней и используются наплавления плёнок друг на друга, но в рамках этой статьи мы не будем вдаваться в такие детали.
Прочность этих рисунков ограничивается прочностью оксидного слоя, и все они со временем бледнеют из-за естественных процессов образования новых плёнок поверх старых. Но пока всё свежее и цвета яркие, выглядит это очень эффектно.
Сверху видна плашка с палитрой возможных цветов и оттенков.
Насколько отечественные станки отечественные
Вопрос, который никак нельзя обойти при разговоре об отечественном производстве, так что давайте посмотрим как оно есть на самом деле.
85% стоимости станка — это лазер. Лазер делается у нас, в Подмосковье, на том самом НТО «ИРЭ-Полюс» с которого началось PG Photonics, которую основали наши же физики.
Оптика (стекла и зеркала) делаются тоже самостоятельно, только стекло покупается в Англии. К сожалению, оптических производств, обеспечивающих необходимое качество у нас нет.
Двигатели и точную механику для сканаторов в мире делают три компании (две английские и одна немецкая), поэтому их закупают там.
Весь софт написан в России с нуля.
Сборочный участок. Все станки — полностью ручная сборка.
Вот такая вот структура отечественных хороших лазерных станков. Критиковать или нет отечественных станкостроителей, разрабатывающих и собирающих станки из зарубежных компонентов, — дело лично каждого. Просто надо понимать, что части компонентов на отечественном рынке просто нет. Если взять всё отечественное станкостроение, которое делает хоть что-то, и заявляет свою продукцию как отечественного производства, их доля рынка оценивается примерно в 8%, т.е. в массе своей они не могут закрывать даже потребности отечественного рынка, не говоря про экспорт своей продукции.
Мозг лазерного гравёра.
Про конкуренцию с китайцами
Вы удивитесь, но её нет. Но именно в промышленной металлообработке и волоконных лазерах. В вот там да, лет 8 уже как цирк с конями и станки делают все подряд.
На рынке ситуация сейчас довольно интересная. На всем известном алиэкспрессе есть множество станков примерно за 250 000 рублей. Они довольно паршивые, повторяют друг друга и годятся только для домашних экспериментов. Есть станки уже промышленного уровня, стоят они в 2-3 раза дороже, и легально их никто сюда не возит. Конечно же, есть успешные последователи бизнес коучей и бизнес молодости, которые сделали красивый лэндинг, сгоняли в Китай, сделали там красивых фоток для каталога и продают станки по миллиону. Правда, при ближайшем рассмотрении оказывается, что параметры этих станков не сильно отличаются от алиэкспресных, но тут дело каждого. За лэндинг с фоточками тоже кто-то должен платить.
Дальше вопрос целевой аудитории. Если кто-то покупает себе станок для DIY в свою мастерскую, он не конкурирует с промышленниками. Это просто станок для каких-то своих мелких нужд. Если покупается станок у ребят с красивым лэндингом для производства, то скорее всего вы попадёте в схему. Возможно, откровенное жульничество с тендерами, когда оборудование покупается просто по количеству ящиков. Возможно, вы обречёте себя на вечные ремонты платными специалистами с постоянными выездами к клиенту и донастройкой оборудования. А в зоне большой промышленности, где характеристики и результат не просто важны, а критичны, идёт борьба между тремя китами: плохо (объективно плохо), но дешево из Китая, дорого и хорошо из Европы, хорошо и дешевле чем из Европы, но из России.
Производства, где действительно вникают в характеристики оборудования и тщательно его выбирают, свой выбор сделали и отечественные станки продаются в Европу, Америку и на весь остальной мир.
Голова гравёра в процессе сборки
Вместо вывода
Вот такая вот история получилась про отечественные лазерные гравёры. Не слишком подробная, где-то поверхностная, но тема лазерной обработки огромна, и сложно охватить всё сразу. Представителей «Лазерного Центра» на Хабре нет, но все вопросы из комментариев я им передам. Или, если найдётся доброжелатель с инвайтом, мы их пригласим сюда для плодотворной беседы и, возможно, попросим раскрыть другие тайны своей отрасли.
UPD: Инвайты нашлись и отправлены, так что ждём ответов из первых рук. Спасибо всем.
Уйти и не отгравировать всё, до чего дотягиваются руки — выбор трусов!
Чиллер
В комплекте с каждым станком идёт помпа. Зачем же тогда чиллер?
Помпа просто гоняет воду, а чиллер её охлаждает. И для лазерных трубок мощностью от 80 Вт это уже крайне рекомендуется. При чём выбор модели зависит не только от мощности трубки, но и от температуры в помещении, в котором вы работаете.
Чиллер также, в отличие от помпы, имеет замкнутый контур. А это значит, что в воду не попадает грязь, и ваша трубка прослужит дольше.
Мы рекомендуем использовать оригинальные промышленные чиллеры от компании S&A, она очень хорошо зарекомендовала себя на рынке.
Какой лазерный станок купить в итоге?
Итак, вы ознакомились с основными нюансами, о которых обычно никто не говорит, но с которыми вы обязательно столкнётесь в своей работе. Конечно, тут всё строго индивидуально и зависит от ваших задач. Например, листы акрила гораздо более стабильны в плане погрешностей и куда ровнее фанеры, ДВП и аналогичных древесных материалов, а в случае с рулонными тканями вы и вовсе никак не сможете безболезненно разделить их напополам, чтобы воспользоваться станком 6090 при раскрое ткани.
Именно поэтому, возвращаясь к тому, с чего мы начали, при выборе станка опирайтесь прежде всего на два фактора. Первое – определитесь со спектром задачи и ознакомьтесь с интересными вам материалами. Второе – спрогнозируйте объемы работ и смоделируйте рабочий процесс.
Загрузка...