Как выбрать лазерный станок для резки фанеры?

Как выбрать лазерный станок для резки фанеры?

Имея деревообрабатывающий цех с небольшой производительностью, очень разумно оснастить его дополнительным режущим оборудованием. Это позволит наращивать перечень выпускаемых изделий и услуг для заказчиков, развивать производство, практически не расширяя технологическую площадь и существенно не увеличивая затраты на дополнительный персонал.

В настоящее время производство переживает бум технологий, использующих лазеры. Вот как раз такое дополнительное оборудование подойдёт для цеха обработки древесины. Конечно, цена лазерного станка для резки фанеры выше, чем на обычное механическое устройство. Но ведь и возможности лазерной резки просто непревзойдённые!

Принцип действия лазерного и фрезерного станка, назначение:

Фрезерный станок – с помощью режущего инструмента (фрезы), вращающейся с высокой скоростью, срезает слои материала, образуя тем самым рельеф и оставляя стружку. Фрезы бывают разными по форме и количеству зубцов. Задача специалиста — выбрать подходящий для того или иного материала и типа резки инструмент.

Лазерный станок – действует иначе. Луч лазера, воздействуя высокой температурой, будто бы расплавляет материал, создавая тем самым рисунок. При этом стружка не образуется. Однако возможности обработки значительно сокращаются.

И лазерный и фрезерный станок предназначены для резки различных материалов (дерева, фанеры, МДФ, ДСП, пластика, оргстекла, композита и т.д.). Также способны выполнять раскрой деталей и гравировку.

Система управления и в лазерных и во фрезерных станках с числовым программным управлением примерно одинакова. Траекторию движения инструменту задает ЧПУ, согласно заданной программе.

Однако из-за различных принципов действия существует немало различий между лазерными и фрезерными станками, обуславливающих те или иные преимущества оборудования. Какие именно? Смотрите ниже!

Какую фанеру выбирать для лазерной резки

Слоистая структура материала, сочетает в себе различные древесные шпоны и клеевой составляющей влияют на качество резки. Для лазерной резки наиболее подходит фанера марки ФК, в качестве клея которой используется карбамидная смола. Производительность резки такой фанеры значительно выше, чем при работе с влагостойкими материалами: ПСФ, склеенными фенольной смолой и ФБ, пропитанными бакелитовым лаком.

Так же фанера различается по сортности. Для лазерной резки лучше всего подойдут сорта 1-й и 2-й, так как в них практически не встречаются сучковатые листы шпона. Лазерный луч очень плохо режет сучковатые зоны. Если же фанера используется в качестве невидимых элементов, где не важно качество кромки реза, то допускается и резка фанеры 3-го и 4-го сорта, единственно, что такую фанеру нужно резать с лазерным излучением повышенной мощности относительно 1-го и 2-го сорта.

Существует усредненное правило:

На 1 мм толщины фанеры приходится 10 Ватт мощности лазерной трубки. То есть, если необходимо разрезать фанеру толщиной 10 мм, то необходима мощность излучения 100 Ватт. Это касаемо 1-го и 2-го сорта фанеры, для 3-го и 4-го сорта в данном примере следует выбирать мощность превышающую 100 Ватт.

Можно также осветлять кромку реза фанеры. Если в следствие толщины разрезаемой фанеры получается темная кромка или даже подгорелая, то не стоит огорчаться, нужно увеличить мощность воздушной струи, подаваемой в зону резки. За это отвечает воздушный компрессор. В комплекте поставки лазерного станка обычно идет компрессор невысокой мощности: давление 0,3 – 0,4 атмосферы и производительнотью до 150 л/мин. Как правило он хорошо с резкой фанеры до 6 мм толщиной. Если же надо порезать более толстую фанеру и иметь светлую кромку реза, то необходимо приобрести компрессор с давлением 1 атмосфера и производительностью 200 л/час или больше. И тогда кромка будет светлой и на лицевой части изделия не будет никаких нагаров. Это особенно важно, когда идет резка очень маленьких деталей из фанеры.

Фанера для лазерной резки

Помимо выбора параметров станка важно найти заготовку, которая будет хорошо поддаваться лазерной резке. По структуре фанера представляет собой композит, состоящий из нескольких склеенных между собой слоев шпона. Волокна соседних слоев имеют взаимно перпендикулярное направление.

При выборе фанеры важно обратить внимание на следующие параметры:

• Сортность. Сорт указывается дробным числом, обозначающим качество каждой из сторон фанеры. Для лазерной резки лучше всего подходят сорта 1/1 и 1/2. Такая фанера практически не содержит сучков, трещин, других поверхностных дефектов, а также не имеет расслоений. Сорта 3/4 и 4/4 используются крайне редко.
• Древесина. Фанеру изготавливают из хвойных и лиственных пород древесины. Сосновая фанера режется с наименьшими энергозатратами, при этом удается избежать обугливания контура детали. При этом она выглядит темнее лиственных композитов. Для раскроя березовой фанеры требуется увеличение мощности лазера, а края деталей чаще всего обугливаются. Такая фанера используется, если необходимо получить деталь, контуры которой будут выглядеть контрастно.
• Клей. Для лазерной резки лучше всего подходит фанера марки ФК, склеенная карбамидной смолой. Такой клей разлагается при относительно низких температурах и не выделяет токсичных веществ. Марки ФСФ и ФБ, водостойкие марки изготавливаются с использованием термостойкого клея. Для их обработки лучше использовать фрезерно-гравировальный станок.

Лазерный резак для раскроя фанеры должен иметь мощную систему принудительной подачи воздуха в зону обработки, способную подавать струю под давлением 1,5 – 2 атмосферы. На качество реза влияет конструкция рабочего стола. Фанера должна равномерно опираться, а отраженные от него лучи не должны попадать на внутреннюю поверхность заготовки. Оптимальным считается рабочий стол пирамидальной формы.

Фанера не всегда имеет идеально ровную поверхность. Из-за коробления расстояние от нее до линзы может изменяться на несколько миллиметров, что приводит к нарушению фокусировки луча. Чтобы избежать такого явления, используют механические или магнитные зажимы. Меньше проблем с фокусировкой наблюдается на станках с длиннофокусными линзами.

Какая мощность лазера нужна для резки фанеры?

В готовых станках чаще всего применяются СО₂-лазеры. Для резки минимальная мощность составляет 20–25 Вт. Выбор станка производится с учетом толщины фанерного листа. Для СО₂-лазера рекомендуются такие правила выбора:

• лист толщиной до 6 мм — 50 Вт;
• лист толщиной до 8 мм — 60 Вт;
• лист толщиной до 10 мм — 80 Вт.

При гравировке используются СО₂-лазеры мощностью 20–50 Вт.

В зависимости от назначения станки имеют индивидуальные пределы регулировки мощности. Настольные, бытовые аппараты выпускаются до 80 Вт. В профессиональных станках она может достигать 200–250 Вт.

Естественно, возникает вопрос о возможности использования диодных лазеров от бытовых приборов, которые имеют значительно меньшие значения мощности излучения. В принципе возможно применение для резки лазеров такого типа на 2–15 Вт. Мощность указывается на корпусе модели и в инструкции.

Лазер 2,1 Вт

Диодный лазер (2,1 Вт) способен разрезать картон и фанеру толщиной до 1–1,2 мм. Обычно его используют для гравировки, но и для резки он пригоден. Наибольший эффект достигается при работе с бумагой и картоном, которые не обугливаются после воздействия луча.

На фото показан готовый лазерный модуль такой мощности — Endurance 2,1. Он обеспечивает гравировку на дереве и фанере со скоростью до 20 мм/с. Может резать лист толщиной 1–2 мм в 5–30 заходов.

Лазер 3,5 Вт

Диодный лазер мощностью 3,5 Вт может резать фанеру толщиной 2–3 мм. При резке многослойной фанеры такой толщины потребуется 20–25 заходов. Программа CNCC LaserAxe может обеспечить скорость порядка 50–150 мм/мин. На фото показана шкатулка, изготовленная на станке с лазером мощностью 3,5 Вт.

Лазер с короткофокусной линзой 5,6 Вт

Лазер мощностью 5,6 Вт гораздо быстрее справляется с резкой фанеры. Он способен раскраивать листы толщиной 3–5 мм. Станок Endurance 5,6 может работать в таком режиме:

• фанера толщиной 3 мм — до 4 заходов на скорости до 250 мм/мин;
• при толщине 4 мм — 8 заходов на скорости до 200 мм/мин;
• при толщине 5 мм — 9–10 заходов на скорости до 100 мм/мин.

При установке такого лазера рекомендуется использовать короткофокусную линзу G-2.

Ультрамощный 8 Вт

Возможности по резке фанеры значительно расширяются при использовании устройства мощностью 8 Вт. На таком станке можно разрезать листы толщиной 4 мм (при установке линзы G-2) в один заход. Чтобы раскроить фанеру толщиной 6–8 мм потребуется до 5 проходов, а толщиной 10 мм — до 10 проходов. При этом обеспечивается вполне подходящая скорость.

Лазер для резки 10 Вт

Модуль мощностью 10 Вт пригоден для разрезания фанеры до 10 мм. При этом листы толщиной 6–7 мм режутся в 1–2 захода. Листы толщиной 9–10 мм требует 3–5 проходов. Наибольшей популярностью пользуются устройства производства КНР, обеспечивающих длину волны 445–450 нм. Диаметр фокусируемого пятна изменяется от 0,1 до 10 мм. Высокой надежностью отличается лазерный модуль РРМ-010С компании MH GoPower для передачи мощности по оптоволокну.

Лазер 15 Вт

Станок с диодным лазером мощностью 15 Вт приближается к оптимальному режиму резки. Он обеспечивает раскраивание листов толщиной до 10 мм в один заход, а до 12–15 мм — в 3–5 заходов. Из КНР поставляется достаточно надежная модель 570073. Длина волны — 450 нм. Фокусное расстояние —18 мм.

Как самостоятельно замерять производительность оборудования?

Само собой, одним из ключевых критериев выступает производительность лазерного станка. На любом предприятии важен КПД, так что важно знать, сколько заготовок сможет обработать агрегат за определенное время. По итогу, самый верный показатель, на который стоит ориентировать – это обработка станком типовых заготовок и материалов заказчика.

Так что, выбирая лазерный станок, тщательно протестируйте его, не ленитесь использовать все возможные виды форм, ведь никто не знает, какой заказ поступит в вашу компанию завтра.

Если компании или частной организации понадобиться купить лазерное оборудование, то лучше его покупать у той фирмы, что и занимается выпуском данных установок. Не стоит покупать дорогостоящее оборудование у непонятных фирм и посредников.

Рейтинг популярных моделей

Для облегчения задачи по выбору станка для лазерной резки фанеры, был составлен рейтинг, куда вошли наиболее популярные и качественные модели:

RABBIT-HX 5030 (Китай)

Достоинства:

• экономичен в энергопотреблении;
• модель оснащена двумя лазерными трубками;
• есть подъемный стол для трехмерной резки;
• лазер имеет золотые зеркала, что повышает ресурс работы.

Недостатки:

• работает с фанерой до 10 мм толщиной.

Lasersolid 530-K (Германия)

Достоинства:

• у добен для использования в домашних условиях;
• подходит для резки небольших изделий из фанеры, кожи, пластика и оргстекла;
• быстро окупается при создани и своего бизнеса;
• малая габаритность – размеры 800х600 мм;
• мощность трубки 80 Вт, что позволяет работать с твердыми материалами размерами до 8 мм и тонкими толщиной до 20 мм.

Недостатки:

• не очень высокая скорость резки – она составляет 300 мм/минуту.

Kimian-6040 (Китай)

Достоинства:

• бюджетная модель для резки небольших деталей;
• неплохая рабочая поверхность – 60х40 см;
• высокая продолжительность службы лазерной трубки: 6000-8000 часов;
• экономная мощность (прибор работает от обычной сети и потребляет всего до 1,3 кВт).

Недостатки:

• работает только с материалами толщиной до 10 мм.

7-MCLaser 1530-750W metal (Китай)

Достоинства:

• может резать и металлические листы толщиной слоя до 10 мм;
• работает с толстой фанерой толщиной до 40 мм;
• обрабатывает пластик и оргстекло;
• длительный рабочий период для трубки – порядка 10 000 часов;
• большие габариты рабочего стола – 1,5х3 м.

Недостатки:

• высокая стоимость.

ZERDER FLE-1060 (Германия)

Достоинства:

• габариты рабочего стола 1х0,6 м;
• мощность лазера 80 Вт;
• длительный стаж работы лазерной трубки – свыше 6 000 часов;
• высокая точность позиционирования – 0,03 мм.

Недостатки:

• невысокая скорость работы;
• оснащен одной трубкой.

WATTSAN 1610-LT (Англия)

Достоинства:

• рабочий стол подвижен, что обеспечивает резку фигур усложнено формы;
• большие размеры рабочего стола – 1,6х2 м;
• прибор оснащен 2 лазерами, повышающими процесс обработки;
• может работать с металлом толщиной до 2 мм;
• хорошая скорость работы – 40 см/минуту.

Недостатки:

• высокое энергопотребление – около 2 кВт.

RABBIT-FB 2030 (Китай)

Достоинства:

• крупная рабочая поверхность – 2х3 м;
• обрабатывает с металл толщиной до 2.5 мм;
• режет утолщенные слои фанеры и оргстекла (до 28-30 мм);
• оснащен двумя мощными лазерными трубками с золотыми зеркалами;
• высокая точность – погрешность до 0,01 мм;
• хорошая скорость резки – 22 мм/секунду;
• длительный срок службы лазера – до 6 000 часов.

Недостатки:

• высокая стоимость;
• большие размеры станка – 4х3 м;
• массивен – около полутоны.

MCLaser 4030-metal (Китай)

Достоинства:

• работает с металлическими листами толщиной слоя до 2 мм;
• допустимая толщина других материалов – 15 мм;
• небольшой вес прибора – порядка 80 кг.

Недостатки:

• высокое энергопотребление (до 2.5 кВт);
• малая рабочая поверхность – 40х30 см.

WATTSAN micro-0203 (Англия)

Достоинства:

• небольшой вес – около 28 кг;
• работает от стандартной бытовой сети;
• малая энергозатратность;
• экономичен в обслуживании;
• демократичен по стоимости;
• работает с материалами толщиной слоя до 12 мм.

Недостатки:

• небольшая рабочая поверхность: 30х20 см;
• невысокий срок работы лазера – около 1500 часов.

MCLaser 1325V-metal (Китай)

Достоинства:

• большая рабочая поверхность – 2,5-1,3 м;
• обрабатывает металл толщиной слоя до 2 мм;
• хорошо режет прочие материалы до 15 мм;
• высокая точность (допустимая погрешность 0,01 мм).

Недостатки:

• Большая стоимость.

Для резки лазерным станком подойдет так называемая фанера для помещений или ФК (аббревиатура расшифровывается как «фанера + карбамидоформальдегидный клей»).

Влагостойкую фанеру или ФСФ для лазера лучше не брать. Она очень тяжело поддается раскройке лазером. Так, эта фанера толщиной 4 миллиметра режется на таких же параметрах, как обычная фанера ФК толщиной 12 миллиметров. В других случаях она просто горит. А оно, как говорится, вам надо? Такую фанеру проще обрабатывать фрезерным станком.

Помимо этого существует бакилитовая фанера для изготовления, к примеру, проставок. Она режется либо фрезером, либо гидроабразивом, либо оборудованием для алмазной резки. При этом в идеале лучше использовать гидроаброзив, потому что у того же фрезера при обработке бакилитовой фанеры горят фрезы (читаем — тратим много денег на расходники), а все из-за того, что она пропитана и покрыта специальным укрепляющим химическим составом, в некоторых случаях эпоксидными смолами.

Есть еще специальные сорта облегченной авиационной фанеры. Это просто космос для лазерщика. Ее плюс в том, что она режется очень хорошо, и при этом очень прочная, потому что предназначена для авиамоделирования. Одним словом, она идеальна. Такая фанера выпускается толщиной от 2-х миллиметров.

Чем качественнее фанера, тем проще вам будет ее обрабатывать. Выбирайте фанеру с минимальным количеством сучков. Они препятствуют нормальному резу.

Фанеру для резки на лазерном станке необходимо заказывать в специализированных компаниях. В обычных строительных магазинах и гипермаркетах продается фанера, которая не пригодна для обработки лазером.

Какие материалы и механизмы потребуются

Чтобы изготовить простейший лазерный резак своими руками, вам потребуются следующие материалы и технические устройства:

• лазерная указка;
• обычный фонарик, оснащенный аккумуляторными батарейками;
• старый пишущий дисковод (CD/DVD-RW), оснащенный лазерным приводом (совершенно не обязательно, чтобы такой дисковод находился в рабочем состоянии);
• паяльник;
• набор слесарных инструментов.

Чем выше скорость записи привода, тем мощнее получится лазерный резак

Таким образом, можно изготовить простейшее устройство для лазерной резки, используя материалы, которые легко найти в домашней мастерской или в гараже.

Лазер своими руками для резки фанеры, миф или реальность?

Сразу отбросим советы по использованию «боевого лазера» из пишущего DVD привода от компьютера. Такой полупроводниковый прибор сгодится разве что для выжигания по дереву. Лазерную пушку придется приобретать.

А вот с координатным механизмом все намного проще. Установку с ЧПУ легко создать самостоятельно. Причем сделать это можно буквально из подручных материалов.

Главное – обеспечить плавное скольжение по направляющим. Приводы и зубчатые ремни в изобилии продаются в профильных интернет магазинах.

А собственно систему управления можно собрать из готовых интегральных комплектов для программирования, например на популярной микросхеме Arduino.

Вывод:
Лазерная резка по фанере вовсе не экзотика. Разумная стоимость оборудования позволяет приобретать его как для хобби, так и в качестве источника дохода. А если вы можете делать вещи руками – легко сэкономить, и собрать аппарат самостоятельно.

Лазерный ЧПУ станок своими руками — видео инструкция