Одним из самых важных преимуществ лазерных станков с ЧПУ (по сравнению с обрабатывающими станками другого типа) является высокая универсальность и возможность работы с очень разными материалами (включая тонкие и непрочные — ткань, кожу, бумагу, плёнку, а также резину). Такая «всеядность» лазерных станков объясняется самим принципом обработки. Лазер осуществляет бесконтактное воздействие на поверхность заготовки — в очень небольшой зоне (практически равной толщине луча, т. е. несколько миллиметров). Высокоэнергетический луч мгновенно нагревает и испаряет материал, чем и достигается резка заготовки. Последовательно «проходя» вдоль маршрута обработки, лазерная головка осуществляет раскрой или фигурную резку. Благодаря программному управлению станок может воплотить самый сложный эскиз — вплоть до создания 3D-изделий!

Помимо высокого качества реза и минимальной толщины шва, бесконтактная обработка лазером обладает ещё одним существенным преимуществом — полным отсутствием отходов. Как указывалось выше, в процессе резки лазер испаряет весь «лишний» материал. Поэтому отходы целиком отводятся штатной системой вытяжки станка в виде газообразного остатка.

Режимы обработки и «отстрелы»

Теоретически, при обработке вся энергия лазера должна тратиться на испарение материала в зоне реза. Соседние слои при этом не должны испытывать никакой нагрузки. Это, в частности, позволяет осуществлять лазерную обработку готовых изделий, в том числе электронных (например, гравировать корпуса iPhone’ов) без риска повредить чувствительную «начинку».

Однако на практике лазерный станок работает с заготовками различной плотности. Поэтому разным будет и «количество излучения», необходимое для надёжного испарения материала в зоне реза. Следовательно, без корректировки параметров обработки (мощности лазера, скорости движения излучателя и пр.) некоторые материалы могут «подгорать». Кроме того, при резке заготовок переменной плотности (за счёт неоднородной внутренней структуры, как у кожи или фанеры) возможны «отстрелы» и даже кратковременное появление пламени.

При этом неизбежная копоть, поднимающаяся вверх, может покрывать линзу лазерного излучателя. Это ухудшает параметры обработки и требует более частой очистки линзы, что увеличивает трудоёмкость обслуживания станка.

Воздушная очистка линзы

Чтобы избавится от негативного влияния дыма и копоти, лазерный излучатель имеет встроенную систему обдува. Головка лазерного излучателя представляет собой пустотелый цилиндрический корпус с конической крышкой. Завинчивающаяся крышка удерживает фокусирующую линзу, позволяя в случае необходимости разбирать излучатель и снимать её для замены и/или очистки. Коническая насадка снабжена небольшим штуцером, на который одевается трубка для подвода сжатого воздуха.

Сжатый воздух нагнетается компрессором и обдувает линзу, оберегая её от попадания дыма и копоти. Система обдува линзы также помогает удалять продукты горения из зоны обработки. Таким образом, интенсивность обдува целиком определяется характеристиками компрессора, а его мощность оказывает ощутимое влияние на параметры обработки заготовок.

Так, при гравировке следует избегать чрезмерно сильного потока воздуха — чтобы отходы под давлением не «прилипали» к поверхности гравируемого материала. Для сквозной резки, напротив, требуется мощный поток воздуха — чтобы максимально быстро удалять продукты горения из зоны обработки.

Интенсивность обдува линзы можно регулировать специальным винтом на конусе головки излучателя. Однако максимальная сила обдува всё-таки будет зависеть от характеристик воздушного компрессора (его мощности). Поэтому выбор компрессора может сыграть не последнюю роль в обеспечении качества обработки заготовок на лазерном станке с ЧПУ.

Выбор характеристик воздушного компрессора

Как правило, стандартная комплектация лазерного станка уже предполагает наличие воздушного компрессора. Его характеристик вполне хватает для «повседневных» задач. Однако если на лазерном станке с ЧПУ планируется интенсивная резка/раскрой материалов, лучше сменить компрессор на более мощный.

Также следует учесть, что при значительной интенсивности обдува на скорость воздуха будет серьёзно влиять сечение подводящего гибкого шланга. При желании увеличить обдув, сечение шланга следует выбирать небольшим. Однако при этом фактический массовый расход воздуха будет ниже.

При использовании «масляного» компрессора (к примеру, поршневого) обязательно требуется использовать влагоуловитель. Иначе пары воды или масла могут «запекаться» на линзе и загрязнять её. А ведь задача воздушной системы — оберегать фокусирующую линзу от загрязнений, а не наоборот!