Лазерный станок — специализированное оборудование, которое генерирует стабильный луч с высокими температурными показателями. Этот луч направляется на обрабатываемую поверхность и отображается на ней в виде небольшого светового пятна с повышенной концентрацией энергии. Лазер выжигает материал в точке своего падения. Таким образом он либо снимает поверхностный слой заготовки, либо делает сквозной прорез (в зависимости от выставленных настроек). Лазерные станки активно применяются при создании точных деталей, трафаретов, некоторых предметов интерьера.
Как устроен лазерный станок
Стандартный лазерный станок состоит из:
- Цельного корпуса.
- Горизонтально ориентированного рабочего стола, на котором размещается заготовка.
- Движущегося инструментального портала, оснащенного головкой излучателя.
- Электромотора, приводящего портал в движение.
- Модуля ЧПУ, который генерирует управляющие импульсы. Также данный модуль регулирует мощность луча и гарантирует функционирование остальных конструктивных составляющих станка.
- Сложнокомпонентной оптики, имеющей лазерную трубку, зеркала-отражатели и головку излучателя со спец-линзой для фокусировки. Внутреннее пространство трубки содержит активную среду: комбинацию гелия, азота, а также диоксида углерода.
- Охладительных магистралей, по которым циркулирует жидкость, предотвращающая перегрев лазерной трубки.
Современные лазерные станки предусматривают напольную или настольную установку (все зависит от габаритов модели и ее функционала). Крупные устройства обычно устанавливают в специализированных помещениях, предназначенных для каждодневной работы в производственных условиях. Компактные станки зачастую ставят в мастерских, специализирующихся на изготовлении мелких изделий: украшений, брелоков, всевозможных аксессуаров.
Принцип действия лазерного луча простыми словами
Генерация лазерного луча представляет собой достаточно сложную физико-химическую реакцию. Но если объяснять принцип действия максимально простыми словами, можно выделить следующие рабочие этапы:
- Штатный энергоисточник станка «накачивает» активную среду лазерной трубки фотонами конкретной энергии.
- Данные фотоны, в свою очередь, «извлекают» из атомной структуры активной среды свои «точные копии» (их еще называют когерентными фотонами), но при этом они не поглощают их и не поглощаются сами.
- Оптический резонатор (как правило, он представлен в виде 2-х параллельных зеркал) способствует еще большему насыщению активной среды. Фотоны-близнецы безостановочно сталкиваются с атомами, стимулируя высвобождение новых фотонов.
- Через полупрозрачное зеркало резонатора фотоны проходят по направлению к оптической оси.
- Так формируется лазерный луч, который направляется фокусирующей линзой, расположенной в головке излучателя.
Перемещение излучателя над обрабатываемой поверхностью обеспечивает выполнение требуемой операции по прописанному алгоритму. Исходя из настроек, портал можно двигать в двух- или трехмерной траектории.
Технология лазерной обработки
Сформированный лазерный луч обладает довольно большой энергоконцентрацией, необходимой для проникновения в структуру обрабатываемого материала. Сфокусированный энергетический концентрат способствует расплавлению, воспламенению либо испарению материала. Иными словами, обрабатываемая зона фактически исчезает, так как нарушается ее целостная структура.
Обработка лазером отдаленно напоминает обычную механическую резку. Однако в этом случае лезвия режущего инструмента заменены на лазер, а рабочие отходы не скапливаются в виде стружки, а просто исчезают (выгорают, испаряются).
В зависимости от настроек мощности, лазерный станок может:
- делать сквозной прорез;
- оставлять четкий поверхностный след (узор гравировки).
Несмотря на то, что такое оборудование обрабатывает поверхность высокой температурой, оно действует на материал очень деликатно, не вызывая деформацию незадействованных участков. Кроме того, при лазерной резке не применяется физическая сила, поэтому данный метод позволяет обрабатывать мягкие либо тонкие материалы, которые почти невозможно резать обычной фрезой: полиэтилен, бумагу, резину, кожу.
В целом, технология лазерной обработки считается более точной, нежели фрезерная резка. Поэтому ее задействуют как на крупных производствах, так и в небольших мастерских, выпускающих сувениры и прочую малогабаритную продукцию.