На каких параметрах резать материалы на лазерном диодном станке?

Диодные лазерные станки обычно используют для гравировки: они востребованы в нишах создания сувениров, декоративных элементов и рекламной продукции. При этом рынок развивается очень интенсивно и современные модели достаточно мощные, чтобы справиться не только с гравировкой, но и с резкой материалов стандартной толщины.

Диодные лазеры все чаще воспринимаются как реальный конкурент CO2 станкам. И те и другие работают по одному принципу: создают и фокусируют лазерный луч в одной точке, что позволяет гравировать на материале или резать его.

Лазерные CO2 станки требуют регулярной замены комплектующих и более прихотливы в эксплуатации, но у них высокая скорость работы. Мощные модели с достаточной площадью рабочего поля подходят для создания самой разной продукции, в том числе для раскроя больших заготовок и резки толстых материалов. 

Диодные станки компактны, фактически не требуют обслуживания и замены комплектующих, при этом каждый год выходят новые модели и бьют рекорды по предельной мощности диодных модулей. Да, иногда это громкие маркетинговые лозунги, но в последние годы заявленные производителями показатели всё чаще подтверждаются реальными тестами на контрольно-измерительном оборудовании.

Вот почему стоит присмотреться к диодным станкам для выполнения некоторых задач по резке 👇

1. Высокая точность. Средний размер фокусного пятна лазерного луча — 0,05–0,1 мм. Это позволяет создавать изделия с четкими контурами и мелкими деталями. Для сравнения: у лазеров CO2 размер фокусного пятна чаще всего колеблется в районе 0,08–0,1 мм, а бывает и больше.
2. Компактность. Диодный станок легко разместить в удобном месте, например, поставить на небольшой стол.
3. Разнообразие материалов. Подходят для резки фанеры, ABS-пластика, акрила, МДФ, некоторых пород дерева и т.д.
4. Простота использования. Не нужно проводить юстировку, настраивать силу тока или как-то еще готовить станок к работе.

Как устроен диодный модуль?

Самый важный компонент диодного станка — лазерный модуль, в основе работы которого лежит принцип последовательно расположенных лазерных диодов мощностью 5,5 Вт. Благодаря такой конструкции производитель может регулировать мощность модулей — к примеру, чтобы получить 20 Вт, нужно выставить в ряд четыре диода по 5,5 Вт и совместить их лучи через полупрозрачные зеркала. С учетом потерь мощности получится 4 × 5 Вт = 20 Вт.

Мы решили разобрать отработавший модуль на 10 Вт, чтобы показать вам его устройство.

 

Шаг 1. Выкручиваем винты. Снимаем плату управления, на которой размещены: драйвер для правильной подачи напряжения на лазерные диоды, кулер системы охлаждения и индикаторы состояния модуля.

Шаг 2. Извлекаем основной модуль лазера. Он установлен в отдельный корпус с системой охлаждения для поддержания оптимальной температуры работы.

Шаг 3. Разбираем корпус основного модуля и получаем доступ к диодам.

Шаг 4. Снимаем защитные элементы. Нам открывается устройство лазерного модуля и принцип его работы.

Лазерные диоды работают совместно, их излучение объединяется для увеличения общей выходной мощности модуля.

Как выбрать мощность диодного модуля?

Диодные лазеры обеспечивают высокую точность резки, что позволяет создавать сложные детализированные изделия. По скорости диодники уступают CO2 лазерам, однако многое зависит от толщины материала и мощности модуля — чем он мощнее, тем быстрее будет рез.

Если у станка есть дополнительный защитный короб, то вы можете организовать работу в жилом помещении и не дышать продуктами горения. Такой короб оснащен встроенным вытяжным вентилятором, а также воздуховодом для вывода дыма.

Резка на диодных станках имеет ряд особенностей, которые следует учитывать:

• Фокусное пятно не круглое, а слегка прямоугольное, поэтому диодные лазеры оставляют узкий рез. 
• Площадь рабочего поля влияет на максимальный размер заготовки, которую получится обработать за один раз. К некоторым моделям станков можно подобрать комплекты, которые способны существенно увеличить рабочее пространство.
• Чтобы работать с более толстыми материалами, понадобятся дополнительные ножки: они позволяют приподнять лазерный станок над поверхностью.
• Для резки материалов обязательна система обдува. Это нужно не только для охлаждения, но и для того, чтобы линза, расположенная на лазерном модуле, не покрывалась продуктами горения.

При выборе мощности диодного модули ориентируйтесь на ваши задачи, тип и толщину обрабатываемого материала. Вот некоторые рекомендации 👇

• 5,5 Вт — подходят для резки тонких материалов, таких как фанера и ABS-пластик толщиной 3–4 мм, а также оргалит и цветные акрилы.
• 10 Вт — подойдут для резки фанеры, пластиков, ХДФ, мягких пород дерева толщиной до 8 мм и кожи до 2 мм.
• 20–30 Вт — способны резать фанеру, пластики, цветные акрилы, МДФ и разные породы дерева, например, бук или сосну.
• 40 Вт — могут резать практически все материалы, кроме металлов. Например, дерево различных пород толщиной от 10 мм, пластики вплоть до светлых, с которыми не справляются более слабые модули, а также фанеру, оргалит, кожу и разные виды акрилов.

Диодный лазерный станок Sculpfun S9

 

Таблицы параметров для резки различных материалов на диодных станках мощностью от 5,5 до 40 Вт

На текущий момент в интернете фактически нет структурированной информации о том, на каких параметрах резать ходовые материалы, исходя из мощности диодного модуля. Мы решили это исправить и провели собственные тесты, взяв за основу рекомендации по настройке станков от производителей.

Полученные результаты мы оформили в понятные таблицы с усредненными значениями: для каждого типа материала указали скорость, мощность и количество проходов.

В тестах участвовали диодные лазерные станки популярных производителей мощностью от 5,5 до 40 Вт. Среди материалов — фанера, оргалит, кожа, черный, красный, оранжевый и желтый акрилы, а также гофрированный картон.

Обратите внимание! В таблицах ниже указаны усредненные значения. Идеальных универсальных параметров не существует — многое зависит от погрешности в мощности конкретного диодного модуля, чистоты оптических элементов, качества обдува и корректности фокусировки, а также от наличия вентиляции, степени кривизны материала и ряда других факторов. Тем не менее, данные таблицы помогут сориентироваться тем, кто недавно приобрел диодный станок или планирует начать работы с новым материалом! 

💡 А ещё у нас есть аналогичная статья с параметрами резки на CO2 станках — там вы сможете найти значения скорости и мощности для обработки фанеры, акрила, МДФ, резины, картона, бумаги, кожи и ткани разной толщины с лазерными трубками от 40 до 150 Вт

На что обращать внимание при подборе диодного лазерного станка?

Диодные лазеры открывают широкие возможности для творчества и производства благодаря своей точности, универсальности и простоте использования.

Подбирая станок под те или иные задачи, смотрите на мощность диодного модуля — не путать с общим потреблением всего оборудования! Выберите подходящий размер рабочего поля: ориентируйтесь на максимальные размеры заготовок, которые хотите обрабатывать.

Проверьте, идет ли в комплекте со станком компрессор. Узнайте, можно ли купить дополнительные запчасти: комплект для увеличения рабочего поля, поворотное устройство, удлиненные ножки, сборный короб с вытяжкой и дополнительным светом.

Выбор скорости и мощности для обработки конкретного изделия зависит от многих факторов — перед производством всегда лучше проводить тестовые резы, чтобы подобрать оптимальные параметры конкретно под ваш станок и ваш материал.