Jakie są branże zastosowań maszyny do cięcia laserem CO2?

Cięcie laserowe to popularna technika, szeroko stosowana w różnych gałęziach przemysłu. Od lat 70. XX wieku rozwój generatorów lasera CO2 i technologii sterowania numerycznego sprawił, że wycinarki laserowe CO2 stały się bardzo zaawansowanym narzędziem tnącym. Maszyny te są używane do cięć prostych, cięć po krzywiznach i wykonywania otworów w drewnie, akrylu, tworzywach sztucznych, a nawet materiałach metalowych. W porównaniu z innymi urządzeniami do cięcia, maszyna do cięcia laserem CO2 ma wiele zalet, takich jak wysoka precyzja cięcia, duża prędkość przetwarzania i dobra jakość gotowych produktów, dzięki czemu stopniowo zastępuje inne narzędzia tnące i staje się najpopularniejszym sprzętem do cięcia w przemyśle. W artykule przedstawiono branże, w których najczęściej stosowane są maszyny do cięcia laserem CO2. Jeśli działasz w tej branży i chcesz poprawić efektywność produkcji, dobrym rozwiązaniem będzie cięcie laserem CO2.

Jak działa maszyna do cięcia laserem CO2

Cięcie laserem CO2 to niekonwencjonalny proces obróbki, w którym do wykonania pożądanych cięć wykorzystuje się laser CO2 o dużej mocy. Cięcie laserem CO2 to bezkontaktowy proces obróbki, zwykle używany do cięcia i grawerowania materiałów niemetalicznych, ale generatory laserowe CO2 o dużej mocy mogą być również używane do cięcia materiałów metalowych.

Zasada działania maszyny do cięcia laserem CO2

Zasada działania maszyny do cięcia laserem CO2 polega na wykorzystaniu mieszaniny gazów dwutlenku węgla (CO2) jako ośrodka aktywnego w celu wygenerowania wiązki lasera o dużej mocy, która może ciąć różne materiały. Wiązka lasera jest następnie skupiana i kierowana na obrabiany przedmiot w celu cięcia lub grawerowania różnych materiałów. Zasada działania maszyny do cięcia laserem CO2 obejmuje kilka kluczowych etapów:

Medium laserowe: Sercem maszyny do cięcia laserem CO2 jest medium laserowe, które jest mieszaniną dwutlenku węgla (CO2), azotu (N2) i helu (He). Ta mieszanina gazów jest zamknięta wewnątrz tuby laserowej, zwykle długiej szklanej rurki z lustrami na obu końcach.
Energia wejściowa: Mieszanina gazów jest wzbudzana poprzez zastosowanie wyładowania wysokiego napięcia do gazu wewnątrz tuby laserowej. To wyładowanie jonizuje atomy gazu, powodując inwersję populacji. Krótko mówiąc, pobudza gaz, aby wprowadzić go w wyższy stan energetyczny.
Inwersja brutto: Kiedy atomy gazu są wzbudzane, niektóre elektrony są podnoszone na wyższy poziom energii. Te wzbudzone elektrony są w stanie niestabilnym i mają tendencję do powrotu do swoich pierwotnych niższych poziomów energii, uwalniając w tym procesie fotony (cząsteczki światła). Ta emisja fotonów powoduje inwersję populacji, w której jest więcej cząsteczek w stanach o wyższej energii niż w stanach o niższej energii.
Emisja fotonów: Kiedy wzbudzone elektrony powracają na niższy poziom energii, emitują fotony. Fotony te mają postać światła laserowego o określonej długości fali (zwykle w zakresie od dalekiej do średniej podczerwieni, około 10,6 mikrona dla laserów CO2).
Rezonator optyczny: Rura laserowa jest zaprojektowana jako rezonator optyczny z dwoma lustrami umieszczonymi na każdym końcu. Jedno lustro jest w pełni odblaskowe, a drugie częściowo odblaskowe. Lustra częściowe pozwalają na ucieczkę części generowanego światła laserowego w postaci wiązki laserowej.
Powiększanie: Fotony uwalniane podczas inwersji populacji odbijają się między lustrami, nieustannie stymulując bardziej wzbudzone cząsteczki gazu, aby uwolnić więcej fotonów. Powoduje to wzmocnienie energii świetlnej, wytwarzając spójną i intensywną wiązkę laserową.
Formowanie wiązki laserowej: Częściowo odblaskowe lustra pozwalają wzmocnionemu światłu laserowemu opuścić rurę laserową w postaci skoncentrowanej wiązki laserowej o dużej mocy. Właściwości mieszaniny gazów CO2 determinują długość fali lasera, która w widmie podczerwieni wynosi zazwyczaj około 10,6 mikrona.
Optyka skupiająca: Wiązka laserowa jest kierowana przez szereg optyki skupiającej, w tym soczewki lub lustra, w celu skupienia energii w bardzo małej plamce. Ta skupiona wiązka umożliwia precyzyjne cięcie materiałów.
Interakcja z materią: Kiedy skupiona wiązka lasera oddziałuje z powierzchnią materiału, intensywna energia powoduje miejscowe ogrzewanie. Ciepło to powoduje odparowanie, stopienie lub usunięcie materiału poprzez ablację, w zależności od właściwości materiału i zastosowanych parametrów lasera.
Proces cięcia: Wiązka laserowa może skutecznie ciąć materiał, przesuwając materiał lub wiązkę laserową wzdłuż zaprogramowanej ścieżki. Materiał pochłania energię lasera, powodując jego szybkie nagrzewanie i usuwanie warstwa po warstwie.
Sterowanie komputerowe: Wycinarką laserową CO2 steruje się komputer, który precyzyjnie kieruje ruchem głowicy lasera oraz reguluje moc, prędkość i inne parametry lasera. To komputerowe sterowanie umożliwia kompleksowe i precyzyjne cięcie lub grawerowanie na różnorodnych materiałach.

Etapy pracy maszyny do cięcia laserem CO2

Nowoczesne maszyny do cięcia laserem CO2 to maszyny CNC, które obejmują kilka podstawowych etapów wykonywania cięcia.

Gotowy do zaprojektowania. Projekt składa się z pliku cyfrowego, który graficznie przedstawia pożądany krój. Jest to jeden z najważniejszych etapów procesu cięcia laserem CO2, ponieważ wszelkie błędy tutaj zostaną odzwierciedlone w ostatecznym kształcie cięcia. Możesz używać różnych bezpłatnych i płatnych programów do cięcia laserowego, aby przygotować projekty (CAD), konwertować projekty do kodu G (CAM) i wchodzić w interakcję z wycinarką laserową.
Ustawianie parametrów. Wycinarki laserowe CO2 mogą służyć do cięcia różnych materiałów, takich jak drewno, papier, tworzywa sztuczne, akryl, metal itp. Kluczem do pomyślnego wykonania każdego zadania cięcia jest ustawienie optymalnych parametrów lasera w zależności od rodzaju materiału. Testy cięcia fragmentem materiału mogą pomóc w znalezieniu optymalnych parametrów lasera w celu uzyskania najlepszych wyników dla żądanego zastosowania.
Przygotuj obrabiany przedmiot. Po przeprowadzeniu testów i określeniu optymalnych parametrów dla pożądanego materiału obrabiany przedmiot jest gotowy do cięcia laserowego.
Wykonaj cięcie. Po przygotowaniu przedmiotu obrabianego można go położyć na stole i wykonać cięcie. Chociaż cięcie laserem CO2 jest procesem automatycznym, zdecydowanie zaleca się monitorowanie procesu cięcia, aby uniknąć wypadków.

Zalety maszyny do cięcia laserem CO2

Maszyna do cięcia laserem CO2 oferuje kilka zalet, które czynią je popularnym wyborem do różnych zastosowań związanych z cięciem i grawerowaniem. Oto kilka kluczowych zalet korzystania z maszyny do cięcia laserem CO2:

Wszechstronność: maszyna do cięcia laserem CO2 może ciąć szeroką gamę materiałów, w tym metale (żelazne i nieżelazne), tworzywa sztuczne, akryl, drewno, tekstylia, skórę, papier, szkło i inne. Ta wszechstronność pozwala na różnorodne zastosowania cięcia w różnych gałęziach przemysłu.
PRECYZJA I DOKŁADNOŚĆ: Generatory lasera CO2 mogą wytwarzać wyjątkowo skupioną wąską wiązkę, co zapewnia wysoki poziom precyzji i dokładności cięcia. Ta precyzja sprawia, że idealnie nadaje się do skomplikowanych i szczegółowych projektów, drobnych rzeźb i delikatnych prac.
Wąska szerokość rzazu: Średnica skupionej wiązki laserowej jest bardzo mała, co skutkuje wąską szerokością cięcia (szerokość rzazu). Minimalizuje to straty materiału i zwiększa wykorzystanie materiału, skutecznie oszczędzając materiał, zwłaszcza podczas cięcia drogich lub cennych materiałów.
Cięcie bezkontaktowe: Cięcie laserem CO2 jest procesem bezkontaktowym. Wiązka lasera nie styka się fizycznie z ciętym materiałem, zmniejszając ryzyko uszkodzenia i zanieczyszczenia. Jest to szczególnie korzystne w przypadku delikatnych materiałów lub tych o wrażliwych powierzchniach.
Brak zużycia narzędzi: W przeciwieństwie do tradycyjnych mechanicznych metod cięcia, maszyny do cięcia laserem CO2 nie mają fizycznych narzędzi, które mogłyby się z czasem zużywać. Zmniejsza to koszty konserwacji i przestoje związane z wymianą narzędzi.
Szybkość i wydajność: cięcie laserem CO2 to szybki proces, a prędkość można regulować, aby zrównoważyć jakość cięcia i wydajność. Może osiągać wysokie prędkości skrawania przy zachowaniu dobrej jakości krawędzi, co jest szczególnie korzystne w procesach produkcji wielkoseryjnej.
Strefa minimalnego wpływu ciepła (HAZ): Generatory lasera CO2 generują skupione i kontrolowane źródło ciepła przy minimalnym przenoszeniu ciepła do otoczenia. Powoduje to mniejszą strefę wpływu ciepła (HAZ) w ciętym materiale, co zmniejsza ryzyko wypaczenia, deformacji lub uszkodzenia sąsiadujących obszarów.
Czyste cięcie i krawędzie: cięcie laserem CO2 zazwyczaj zapewnia czyste, gładkie krawędzie, które wymagają minimalnego lub żadnego dodatkowego wykończenia. Oszczędza to czas i zasoby na etapach obróbki końcowej, takich jak usuwanie zadziorów lub szlifowanie w porównaniu z tradycyjnymi metodami cięcia.
Złożone kształty i projekty: Wycinarki laserowe CO2 mogą wycinać złożone kształty, które mogą być trudne lub niemożliwe w przypadku tradycyjnych metod cięcia. Jest to szczególnie przydatne w zastosowaniach artystycznych i dekoracyjnych.
Elastyczność projektowania: Precyzja i wszechstronność cięcia laserem CO2 pozwalają na tworzenie złożonych projektów, umożliwiając szybkie dostosowanie i zmiany w projekcie bez zmiany narzędzi. Dzięki temu idealnie nadają się do dostosowywania i produkcji na małą skalę.
Przyjazne dla środowiska: maszyny do cięcia laserem CO2 wytwarzają minimalną ilość odpadów, ponieważ cięty materiał odparowuje lub topi się. Zmniejsza to ilość odpadów i wpływ na środowisko w porównaniu z niektórymi innymi metodami cięcia.
Automatyzacja i precyzyjna kontrola: maszyny do cięcia laserem CO2 można łatwo zintegrować ze zautomatyzowanymi procesami produkcyjnymi. Sterowanie komputerowe pozwala na szybką, spójną produkcję, jednocześnie umożliwiając łatwe dostosowanie projektu.

W jakich branżach można zastosować wycinarki laserowe CO2

Maszyna do cięcia laserem CO2 jest stosowana w większości nowoczesnych gałęzi przemysłu, ponieważ zapewnia tanią, szybką i precyzyjną metodę cięcia. Poniżej wymieniono niektóre popularne branże korzystające z maszyn do cięcia laserem CO2.

branży instrumentów muzycznych. Instrumenty muszą być produkowane z dużą precyzją, aby osiągnąć wysoki poziom jakości dźwięku wymagany przez profesjonalistów. Cięcie laserem CO2 to idealna metoda precyzyjnej obróbki wymiarowej. Drewno jest powszechnie stosowanym materiałem w instrumentach muzycznych. Wycinarki laserowe CO2 mogą służyć do wycinania podstawowych paneli, z których zbudowane są instrumenty muzyczne, takie jak gitary i skrzypce, a także mogą grawerować artystyczne wzory na powierzchni gotowych instrumentów muzycznych, aby podnieść estetykę i urozmaicić elementy stylistyczne instrumentu muzycznego.
przemysł meblowy. Maszyna do cięcia laserem CO2 może skutecznie ciąć deski drewniane w celu montażu mebli. Za pomocą wycinarki laserowej CO2 można również tworzyć elementy mebli, takie jak drzwi, stoły i krzesła.
Przemysł odzieżowy. Wycinarka laserowa CO2 potrafi przeciąć tkaninę z dużą precyzją, bez kontaktu z materiałem, dzięki czemu podczas obróbki tkanina nie posiada zadziorów ani przetarć. Daje to ogromną przewagę w cięciu tkanin. Wycinarka laserowa CO2 może skutecznie ciąć jedno- lub wielowarstwowe materiały tekstylne, a Twoja praca zostanie ukończona szybciej.
Branża reklamowa. Zastosowanie maszyn do cięcia laserem CO2 w branży reklamowej jest bardzo powszechne. W branży reklamowej materiał akrylowy jest jednym z najpowszechniej stosowanych surowców. Sekcje akrylowe wycinane wiązką lasera CO2 są gładkie i wypolerowane, dzięki czemu nie wymagają dalszej obróbki. Jeśli grawerujesz tekst lub grafikę na akrylu, możesz uzyskać zarówno wykończenie matowe, jak i matowe. Dzięki temu wyglądają bardzo charakterystycznie.
Branża produkcji modeli. Wycinarki laserowe CO2 znajdują szerokie zastosowanie w firmach wykonujących modele architektoniczne. Często muszą ciąć skomplikowane kształty w cienkich arkuszach. Większość modeli wykorzystuje arkusze akrylowe, które bardzo dobrze tną laserem CO2.
Przemysł obróbki skóry. Wycinarka laserowa CO2 może wycinać i grawerować wzory na skórze używanej do produkcji toreb, pasków, butów i innych. Technologia maszynowego cięcia laserowego minimalizuje możliwość deformacji materiału podczas obróbki skóry, czego efektem są idealne krawędzie cięcia.
przemysł artystyczny. Początkujący, a nawet profesjonaliści często używają wycinarki laserowej CO2 do cięcia drewna do montażu, grawerowania prezentów i rzeźbienia skomplikowanych wzorów w kawałku drewna. Lub użyj wycinarki laserowej CO2 do cięcia akrylu, aby stworzyć oszałamiającą grafikę.

Oprócz powyższych branż, maszyny do cięcia laserem CO2 są również wykorzystywane w przemyśle poligraficznym i opakowaniowym, przemyśle produkcji zabawek dla dzieci, przemyśle produkcji bagażu, przemyśle produkcji zasłon i innych obszarach zastosowań.

Na co należy zwrócić uwagę podczas korzystania z wycinarki laserowej CO2

Bardzo ważne jest zapewnienie bezpieczeństwa i dobrego działania maszyny podczas użytkowania wycinarki laserowej CO2. Oprócz tego właściwa konserwacja może również zapewnić precyzję działania maszyny i przedłużyć jej żywotność. Oto kilka wskazówek dotyczących obsługi, które pomogą Ci lepiej korzystać z urządzenia.

Specyfikacje bezpieczeństwa dla maszyn do cięcia laserem CO2

Przed użyciem maszyny do cięcia laserem CO2 operator powinien najpierw przeczytać instrukcję obsługi, aby zrozumieć, jak bezpiecznie obsługiwać maszynę.
Upewnij się, że ktoś patrzy podczas cięcia i rzeźbienia. Bezpieczeństwo jest bardzo ważne, maszyny do cięcia laserem CO2 są często używane do cięcia drewna i akrylu, materiały te są bardzo łatwopalne. Dlatego też, gdy maszyna do cięcia laserem CO2 wycina i graweruje, należy upewnić się, że pracownicy czuwają nad maszyną. Gdy w trakcie pracy maszyny wydarzy się nieoczekiwana sytuacja, należy natychmiast wyłączyć zasilanie, co pozwala uniknąć strat.
Zanim maszyna do cięcia laserowego zacznie działać, rura laserowa musi zostać napełniona krążącą wodą. Jakość i temperatura krążącej wody mają bezpośredni wpływ na żywotność tuby laserowej. Zaleca się stosowanie czystej wody i utrzymywanie temperatury wody poniżej 35°
Podczas obsługi maszyny do cięcia laserem CO2 należy nosić okulary ochronne. Soczewki te są przyciemniane, aby pochłaniać światło lasera i zapobiegać uszkodzeniu oczu operatora.

Rutynowa konserwacja maszyny czyszczącej laserem CO2

Czyszczenie soczewek laserowych. Po 8 godzinach dziennie cięcia laserem należy sprawdzić soczewkę i w razie potrzeby ją wyczyścić. Optyka znajduje się bezpośrednio nad wiązką lasera, co oznacza, że jest narażona na działanie dużej ilości kurzu, dymu i zanieczyszczeń. Jeżeli soczewka zostanie zabrudzona, prędkość cięcia maszyny laserowej ulegnie zmniejszeniu, a nawet cięcie będzie nierówne lub wygrawerowany obraz będzie rozmyty. Jeśli nie będzie czyszczony przez dłuższy czas, brud może trwale uszkodzić soczewkę. Dlatego czyszczenie soczewek jest bardzo ważne.
Wyczyść wentylator wycinarki laserowej. Kiedy maszyny tną i grawerują akryl, MDF i drewno, nieuniknione jest generowanie oparów, kurzu i zanieczyszczeń. Regularna konserwacja zespołu wentylatora jest zatem niezbędna, ponieważ wszelkie nagromadzenia będą utrudniać jego działanie (chyba że zamontowany jest filtr dymu). W tym celu należy: odłączyć wentylator od zasilania, wyjąć wąż ssący i miękką szczotką oczyścić wirnik wentylatora i kanał.
Zwróć uwagę na chłodzenie tuby lasera. Jeśli twoja maszyna do cięcia laserowego używa zbiornika wody do chłodzenia, pamiętaj o regularnym czyszczeniu zbiornika wody. Specyficzna metoda: najpierw wyłącz zasilanie, wyjmij rurkę wlotową wody, pozwól, aby rura laserowa automatycznie weszła do zbiornika na wodę, otwórz zbiornik na wodę i pompuj wodę, aby usunąć brud z pompy wodnej. Wyczyść zbiornik na wodę, wymień krążącą wodę, włóż pompę wodną z powrotem do zbiornika na wodę, włóż rurkę łączącą do wlotu wody do pompy wodnej i ułóż złącza. Użyj samej mocy pompy i biegnij przez 2 do 3 minut (rurka lasera jest wypełniona krążącą wodą). Jeśli używasz agregatu chłodniczego do chłodzenia lampy laserowej, będziesz musiał obserwować wydajność agregatu chłodniczego i monitorować wskazanie temperatury na wyświetlaczu agregatu chłodniczego. Co kilka tygodni znajdź filtr w chłodnicy i usuń wszelkie nagromadzone śmieci. Sprawdź, czy woda nie jest zanieczyszczona i wymień w razie potrzeby.

Podsumować

Maszyny do cięcia laserem CO2 sprawdziły się w kilku zastosowaniach przemysłowych i są narzędziem niedrogim i łatwym w obsłudze. Niezależnie od tego, czy jesteś amatorem, czy producentem produktów, możesz używać maszyn do cięcia laserem CO2 do cięcia i grawerowania różnych materiałów w celu obróbki gotowych detali spełniających Twoje potrzeby. Wystarczy, że narysowasz swój projekt w programie CAD, a laser wytnie go z najwyższą precyzją i szczegółowością. Skontaktuj się z nami i Laser AccTek Przedstawiciel handlowy poleci Ci odpowiednią maszynę do cięcia laserem CO2 w oparciu o Twoje zastosowanie, aby pomóc Ci poprawić produktywność warsztatu.

Sprzęt laserowy

Informacje kontaktowe

Uzyskaj rozwiązania laserowe