Лазерный резак по металлу. Настольные лазерные гравёры и резаки для дома

Точный раскрой металла – задача не из легких. Применяются фрезеры, плазморезы, гидроабразивные резаки.
С недавних пор стало возможным применение научных разработок в промышленности и даже в быту, и лазерный резак по металлу из фантастического аксессуара превратился в обычный инструмент, который можно приобрести. В том числе, и для личного пользования.

Стоимость промышленного оборудования выходит за рамки здравого смысла. Но при определенных объемах коммерческого использования, покупка возможна. Если площадь обработки не выходит за рамки 0,5 м на 1 м, вполне можно уложиться в 100 тыс. рублей. Это реальная сумма для небольшой металлообрабатывающей мастерской.

Установка лазерной резки металла – принцип работы

Речь пойдет не о гиперболоиде инженера Гарина, оставим эту тему для фантастов. Размеры излучателя и его мощность, по-прежнему являются непреодолимым препятствием для создания портативных боевых лазеров, или режущего инструмента на их основе.

Промышленные установки для ручного применения фактически не являются ручными приборами. Сама установка стационарная, и подает энергию лазерного луча к режущей головке с помощью оптоволокна. Да и защита у оператора должна быть на уровне космонавта или на худой конец сталевара.

Важно! Любой, даже маломощный лазер, при бесконтрольном включении, может привести к пожару, серьезным травмам, и материальному ущербу.

Прежде чем начинать делать лазер своими руками для резки металла, и тем боле производить пробное включение, позаботьтесь о мерах безопасности и защиты глаз. Отраженный от металла луч также обладает разрушительной силой.

Принцип работы

Лазерный луч создает точечный гипер нагрев обрабатываемого материала, приводящий к расплавлению, а при продолжительном воздействии – испарению металла. Последний вариант годится скорее для разрушения, поскольку шов получается с неровными краями. Да и пары металла осаждаются на элементах станка, особенно на оптике. Это сокращает срок службы.

Принцип работы плазменной резки наглядно показан в этом видео

Гораздо эффективнее (и выгоднее экономически) доводить металл до расплавления, и выдувать материал из зоны расплава. Шов получается тонким, идеально ровным, а продукты расплава вместе с дымом моментально удаляются из рабочей зоны.

По такому принципу работают все промышленные резаки. Основные компоненты лазерной установки для резки металлов:

Излучатель для резки может работать по различной технологии:

Твердотельные лазеры

Активным элементом является кристалл полупроводника. Преимущество – компактность и удобство использования. Модели малой мощности имеют доступную цену. Недостаток – высокая сложность (и стоимость) мощных моделей. Поэтому в резаках применяются нечасто.

Если вам нужен не очень мощный лазер, выполненный своими руками в домашних условиях – это оптимальный вариант. Граверы по металлу, способные резать тонкие металлические листы, получили распространение именно по причине ценовой доступности.

В этом видео сравнивают работу двух типов лазера твердотельного и газового

Волоконные лазеры

Элементом накачки и излучения является тонкий кварцевый стержень – стекловолокно. Имеет высокий КПД – до 40%. Достаточно компактное изделие, к тому же выделяет относительно мало тепла. Стало быть, не нужно городить систему охлаждения.

Излучающий комплекс не требует сложной оптики, достаточно пары стеклянных линз. Продолжительный срок эксплуатации по причине малого износа волокна. Есть возможность создавать модульные конструкции: несколько головок в итоге объединяют свою мощность. Излучение можно транслировать по гибкому оптоволокну.

Газовые лазеры, в основном – CO2

Недорогие и достаточно мощные излучатели, использующие химические свойства газа. Для накачки используют высоковольтные блоки питания. Серьезный недостаток – громоздкая конструкция и низкий КПД (не более 10%).

Лазерный резак своими руками – практический пример создания

Несмотря на сложность изготовления, и дорогостоящее оборудование (в первую очередь излучатель), станок можно собрать самостоятельно. Поскольку главная нагрузка (технологическая и финансовая) лежит именно на лазере, вокруг него строится остальная конструкция.

В данном примере используется CO2 лазер ЛГН-703. Это достаточно древняя, но вполне работоспособная конструкция. При наличии смекалки, его можно приобрести в НИИ, имеющих советские корни. Многие экземпляры списаны по причине формального окончания срока службы. При этом лазеры до сих пор работоспособны.



Мощность такой трубки порядка 50-60 Вт, чего вполне достаточно, чтобы изготовить самодельный лазерный резак. Блок питания изготавливается из доступных деталей от лампового телевизора. Требуется умножитель: напряжение для запуска накачки – 35000 вольт, для поддержания луча – 25000 вольт.



Схема достаточно простая в изготовлении, это видно на фото.



Систему водяного охлаждения описывать нет смысла, ее организовать несложно. Главная задача – создать систему координатного перемещения и фокусировки зеркал.



Первое зеркало неподвижно. Оно проецирует луч на второй рефлектор, который перемещается вдоль луча на подвижной ферме. По ферме двигается каретка с фокусирующей головкой. Луч направляется на оптику с помощью третьего зеркала. В результате, вне зависимости от положения головки, луч всегда попадает «в цель».

Управление можно организовать на популярном контроллере Arduino UNO. При современной элементной базе, создать недорогую и эффективную систему ЧПУ может любитель, умеющий держать в руках паяльник.

В этом видео демонстрируется лазерный газовый резак сделанный своими руками в домашних условиях

Итог:
Лазерная резка металла своими руками – отнюдь не фантастическое мероприятие. Самодельных станков становится все больше, домашние умельцы с каждым новым изделием совершенствуют технологию.

Промышленные технологии не перестают поражать воображение даже видавших виды специалистов, а самодеятельных мастеров, и подавно. А ведь, действительно, кто бы отказался от домашнего настольного мини-пресса для литья изделий из металла, высокоточных мини-резаков на основе лазерных технологий или настольной мини-лаборатории для приготовления высокооктанового бензина из использованной жевательной резинки. Не все и не всегда реализуемо, но, изучая технологии, умелыми руками можно достичь определенных результатов. Но сегодня мы поговорим о лазерной обработке металлов резанием.

Технология резки металла лазером

Лазерная резка металлов - это одна из самых передовых и дорогостоящих технологий, какие только существуют для обработки металлов. Применив лазер для резки металла своими руками можно получить невиданные, фантастические результаты, недоступные, или почти недоступные, ни одним . Совершенно неограниченные возможности лазера обусловлены тем, что его луч практически не знает границ и способен передавать в любом материале практически любую задумку, которую только можно себе представить.

Технология обработки металлов лазером основана на характеристиках лазернoго луча, а это:

1. Четкая направленность.
2. Монoхроматичность.
3. Кoгерентность.
4. Мощность.

За счет того, что лазерный луч, в отличие от света, имеет идеальную направленность, его энергия способна фокусироваться с минимальными потерями в определенной точке. По способности к точной фокусировки лазерный луч в десятки тысяч раз выигрывает у самого мощного светового прожектора.

А ведь учитывая тот факт, что и световой луч несет определенную энергию, ощутимую физически, можно только представить какой энергией обладает лазерный луч, собрав всю ее в одну точку и приложив к маленькому участку плоскости.

Лазерный луч имеет еще одно очень важное отличие от луча света - монохроматичность. Это значит, что с точки зрения оптической физики, лазер имеет строго определенную и жестко фиксированную длину волны и такую же постоянную частоту. Поэтому сфокусировать его не предоставит труда даже обычным оптическим линзам. Когерентность лазера - соглaсованное протекание во времени нескольких волновых процессов, имеет высокий уровень, а это говорит о том, что резонансные колебания лазерного луча могут усилить его энергию в несколько раз.

Благодаря этим свойствам, лaзерный луч может быть сфокусирован на минимально возможной площади материала, создавая при этом высочайшую плотность энергии. Такой энергии, как выяснилось, достаточно для прожига или разрушения металла или другого материала на микроскопическом участке плоскости, вплоть до плавления любого материала, который способен плавиться.

На самом деле, не так все просто, как в теории, поскольку существуют некоторые физические силы, которые могут ослабить энергию лазерного луча, к тому же у каждого из материалов существуют свои собственные свойства по поглощению излучения и его отражающим способностям. Каждый металл может по-разному распространять поглощенную энергию в силу индивидуальных свойств по теплопроводности.

Если учесть все эти нюансы и настроить лазерный луч таким образом, чтобы область облучения металла лазером расплавилась как минимум, только в этом случае можно говорить об обработке металла резанием при помощи энергии лазерного луча. В процессе обработки металл подвергается двум фазам воздействия:

1. Плавление.
2. Разрушение, закипание.

Именно для этих целей, сокращения используемой энергии, в станке по лазерной обработке металлов применяется катализирующий газ. Он также помогает увеличить толщину обрабатываемого металла. Для работы с металлом при помощи лазера практически во всех станках используется один из этих элементов:

• кислород;
• обычный воздух;
• инертные газы;
• азот.

Это уже будет газолазерный станок по обработке металлов.

Функции газа в станке

В условиях атмосферы применение такого станка без газа фактически сводит к нулю всю его энергию, о чем мы говорили выше, поэтому использование газа, как вспомогательного вещества, существенно ускоряет процесс резки и делает применение станка для резки металла лазером еще более универсальным. Обычный кислород при обработке металла может выполнять ряд важнейших функций:
на начальном этапе резки он окисляет металл, что снижает его отражающие свойства;
кислород поддерживает горение металла под воздействием мощного лазерного луча, а дополнительное тепло усиливает действие луча, повышая скорость резки металла лазером;
при помощи кислорода под давлением снимается и удаляется из области обработки остатки материала и продукт его горения, что облегчает доступ газа к новой области обработки.

Схема и виды ручного лазера для резки металла

Любые лазеры для резки металла будут выполнены из таких главных узлов:

1. Источника энергии.
2. Рабочего органа, излучающего энергию.
3. Оптоусилитель, системы зеркал, оптоволоконный лазер, которые повышают и усиливают излучение рабочего органа.

В промышленности применяются два вида лазерных головок - твердотельная и газовая, которые могут быть нескольких видов. Рабочий орган, излучатель энергии размещен в энергоосветительных камерах, где активным телом может быть рубиновый прут, неодимовые пластины или алюмоиттриевые гранаты, легированные иттрием. В результате большого числа отражений луча, проходит накачка лазера энергией и луч вырывается через полупрозрачное стекло.

Обычный лазер резки металла цена которого доступна для крупного предприятия, может иметь мощность в пределах 5 кВт. В таких небольших лазерных станках применяются системы с продольной прокачкой газа, где газ или смесь газов пропускается под давлением через электрогазоразрядную головку, в которую подается электричество для энергетического возбуждения газа.

Таким образом работает простой газолазерный станок для резки металлов, с помощью которого может выполняться практически любая работа по обработке металла резанием.

Никогда не задумывались о том, что вы можете самостоятельно сделать гравировку на кожаном портмоне или чехле для смартфона, нанести фотографию на деревянную поверхность? А может быть, вы всегда хотели с большой точностью вырезать детали из различных материалов для создания красивых поделок или корпусов для роботов? А ведь всё это можно делать с помощью компактных настольных лазерных гравёров и резаков. Давайте рассмотрим несколько таких устройств.

Для чего можно использовать лазерный гравёр/резак?

С помощью гравёра вы сможете создавать памятные надписи и рисунки на различных предметах. Гравёр может с большой точностью наносить рисунок на такие материалы как бумага, картон, кожа, ткань, войлок, дерево, фанера, оргалит, пластмасса и акрил. Также есть возможность гравировать на алюминии и стекле и делать печатные платы, используя некоторые хитрости. Однако нужно помнить, что вы не сможете гравировать на металлических и керамических изделиях.

Резак позволит вам с большой точностью вырезать необходимые контуры из бумаги, картона, кожи, ткани, войлока, дерева, фанеры, оргалита, пластмассы и акрила. При работе с прочными материалами, такими как фанера, резак заменит вам лобзик, а при работе с остальными перечисленными материалами – ножницы. Однако нужно помнить, что вы не сможете резать прозрачные и металлические предметы.

При работе с лазерным резаком/гравёром не забывайте, что лазер – это не игрушка. Во время работы обязательно нужно защищать глаза с помощью специальных очков, которые иногда идут в комплекте с устройством, а иногда их нужно приобретать отдельно.

Endurance DIY

Endurance DIY - это небольшой настольный лазерный гравёр/резак от российско-американской компании Endurance размером всего 31x25 см и рабочей площадью 210x297 мм.

В устройстве используются лазеры собственного производства L-Cheapo, которые, кстати, имеют универсальный крепёж, позволяющий закрепить лазер на многих 3D принтерах и ЧПУ устройствах. Рабочая длина волны лазера 445 нм, точность гравировки (зерно) – 0,1 мм, охлаждение – воздушное. Скорость гравировки, а также скорость и глубина реза зависит от мощности лазера, которых может быть три варианта:

При покупке этого настольного лазерного гравёра/резака вы можете выбрать одну из перечисленных мощностей лазера. От этого будет зависеть цена: устройство с лазером мощностью 2,1 Вт обойдётся вам за 29900 рублей, с лазером 3,5 Вт – за 37400 рублей и с лазером 5,6 Вт – 49400 рублей. В комплекте идёт сам гравёр/резак и адаптер питания. Обратите внимание, что защитных очков в комплекте нет.

Для управления лазерным гравером/резаком Endurance DIY вы всегда сможете скачать полный пакет программ на сайте производителя .

Полное описание, большое количество фотографий и видео смотрите на сайте производителя .

LaserBot

Этот лазерный гравёр/резак производит китайская компания Makeblock. Здесь используется Arduino-совместимый микроконтроллер. Кстати, кроме этого компания выпускает Arduino-совместимые конструкторы роботов, о чём я уже ранее писал в статье « ».

Этот агрегат поставляется с лазером мощностью 1,6 Вт и длиной волны 445 нм. Рабочая площадь здесь достигает 383×367 мм. Точность гравировки такая же, как и предыдущего устройства – 0,1 мм. Максимальная скорость движения лазерной головки - 200 мм/сек.

Для этого резака/гравёра вы сможете использовать фирменную программу mLaser, которая содержит простой и экспертный режим. Программа поддерживает растровые и векторные рисунки форматов PNG, JPG, BMP, SVG и DXF.

Стоимость такого гравёра/резака – около 350 долларов, не включая стоимость доставки и налог. Заказать его можно на сайте производителя . В комплекте с устройством и адаптером питания вы получите защитные очки и 4 листа цветной бумаги.

Если вам нужен такой гравёр/резак, но с более мощным лазером, вы можете приобрести готовое решение у компании Endurance, про которую было написано выше. Стоимость LaserBot с лазером L-Cheapo мощностью 2,1 Вт обойдётся за 39 900 рублей, мощностью 3,5 Вт - 44 900 рублей, мощностью 5,6 Вт - 56 900 рублей. Подробности о таком комплекте .

Dobot Magician

Следующее устройство позволяет делать намного больше, чем просто гравировать, ведь – это роботизированная рука, к которой вы можете кроме лазера прикрепить головку для 3D-печати, клешню, карандаш или кисть, присоску и многое другое. Но резать материалы, к сожалению, не получится из-за низкой мощности лазера, идущего в комплекте с роборукой – всего 0,5 Вт. Однако, если есть сильное желание, вы можете прикрепить сюда лазер большей мощности стороннего производителя.

На сегодняшний день, роборука продаётся в двух версиях: Dobot Magician и Dobot M1. Dobot M1 – это очень точная (0,02 мм) промышленная версия, но она очень дорогая (2999 долларов) и поэтому я не буду её здесь рассматривать. Dobot Magician – это настольная роборука, которая подойдёт и для дома, и для образовательных учреждений, и для небольших производств. Стоимость полного набора, в который входит Dobot Magician с лазером и защитными очками, - 1159 долларов, без учёта стоимости доставки. Кроме лазера сюда входит комплект для 3D-печати, клешня, джойстик, вакуумная присоска, комплект для рисования, Bluetooth и Wi-Fi модули.

Технические характеристики роборуки в сборе с лазером следующие: точность позиционирования 0,2 мм, потребляемая мощность лазера – 0,5 Вт, тип лазера - 405 нм (синий лазер), максимальный охват – 320 мм, максимальный угол поворота - 270°, см. рисунок ниже.

Заказать Dobot Magician и посмотреть все технические характеристики можно на сайте производителя .

Snapmaker

Это устройство также многофункциональное: кроме гравировки, оно может осуществлять 3D-печать и резьбу по дереву. Для каждого из этих трёх процессов, у Snapmaker есть отдельная головка. К сожалению, резать материалы у вас не получится, т.к. лазер в комплекте слабый, всего 0,5 Вт.

Стоимость набора для 3D-печати и лазерной гравировки – 369 долларов, не считая стоимости доставки. А набор со всеми тремя головками обойдётся за 439 доллара. В комплекте идут защитные очки. Заказать Snapmaker или узнать подробности можно на странице проекта на сайте Kickstarter .

К плюсам этого устройства можно отнести также быструю сборку и разборку (всего 10 минут).

Этот комплект также предлагает компания Endurance. Здесь в качестве платформы используется 3D принтер Wanhao DuPlicator i3, на которую будет установлен лазер L-Cheapo. Благодаря этому вы сможете не только гравировать и резать, но и использовать 3D-принтер по его прямому назначению.

Размеры рабочей области здесь 200x200 мм, а точность гравировки 0,1 мм. Комплект с лазером 2,1 Вт обойдётся вам за 49900 рублей, с лазером 3,5 Вт – за 57400 рублей, с лазером 5,6 Вт - за 69400 рублей. Доставка и установка бесплатная только по Москве. Подробности по комплектам можете посмотреть на официальной странице . И не забудьте приобрести защитные очки.

Гравировальные станки Neje

Эти малыши умеют только гравировать, ведь здесь низкая мощность лазера. Но обойти их стороной невозможно, ведь цена за эти станки в интернете начинается примерно от 3500 рублей. Маленький гравировальный станок Neje отлично подойдёт для первого знакомства с технологией лазерной гравировки в домашних условиях. На первой картинке ниже станок NEJE DK-5 Pro (меньше размер), а на второй картинке – станок DK-8-KZ (более аккуратный вид).

Станок NEJE DK-5 Pro немного меньше (его размер 13.0x13.5x16.5 см) чем NEJE DK-8-KZ (его размер 14,5x16,0x19,0 см). Зато станок NEJE DK-8-KZ имеет более аккуратный вид и может комплектоваться лазером 0,5 или 1 Вт. У станка NEJE DK-5 Pro лазер может быть только 0,5 Вт.

Область гравировки обоих станков всего 38х38 мм, так что вы не сможете делать большие картины или делать гравировку на всей поверхности чехла для смартфона.

Программа для этих гравёров простая и бесплатная. Она умеет работать только с растровыми изображениями размером 512×512 пикселей формата JPG, BMP и PNG.

В комплекте с гравёром идут защитные очки, 2 USB-кабеля (один - питание, второй - передача данных), шестигранный ключ, карта памяти microSD (содержит драйвер, ПО и др.) и краткое руководство. Комплектация может различаться в зависимости от магазина, в котором вы покупаете гравёр.

Итог

Надеюсь, эта статья поможет вам сделать правильный выбор при покупке гравёра/резака. Если вам известны ещё какие-либо интересные устройства для гравировки и резки, пишите об этом в комментариях.

Высокоточная, с идеальными краями и без последующей обработки, фигурная, скоростная резка металла – все это позволяет реализовать оборудование для лазерной резки металла .

1

Лазерная резка, так же как и плазменная или газовая, является немеханическим способом раскроя металла, основанном на термическом воздействии. Лазерный луч, испускаемый специальным оборудованием, направляется и концентрируется на заготовке, достигая размеров площади контакта всего в несколько микрон. При этом кристаллическая решетка разрезаемого материала разогревается до температуры плавления.

В то же время, площадь луча настолько мала, что вся заготовка во время обработки остается практически холодной, а линия реза отличается минимальной погрешностью в десятые доли миллиметра. В месте резки металл плавится и может одновременно выкипать (испаряться). Расстояние между поверхностью заготовки и рабочим органом оборудования, испускающим лазерный луч, должно быть не более нескольких сантиметров. Лазером можно выполнять точные, аккуратные разрезы металлических заготовок небольшой толщины.

Филигранность обработки настолько велика, что вышедшая из лазерной установки деталь обычно не нуждается в какой-либо завершающей обработке и может сразу использоваться или передаваться на последующий этап технологического процесса. Лазерным лучом можно не только резать металл, но и фрезеровать, делать впадины, углубления заданного размера и многое другое. Только внутреннюю резьбу выполнить невозможно. Аппарат лазерной резки применяют и для гравировки. Процесс не требует использования сложного оборудования, мощность лазера не должна быть большой.

2

Считается самой качественной и современной среди всех остальных вариантов раскроя металла. Этот новый способ позволяет выполнить разрез по заданным критериям. Лазером можно обрабатывать любые металлы, независимо от их теплопроводности.

Концентрация энергии, которую обеспечивает луч, настолько высока, что металл в месте резки плавится. При этом область термического воздействия настолько мала, что минимальна и деформация изготовленной детали. Благодаря этому лазерную резку возможно использовать в обработке нежестких металлов.

Преимущества резки металлов лазером:

1. Заготовка не подвергается механическому воздействию – можно резать легкодеформируемые и хрупкие материалы.
2. Возможность работы с твердыми сплавами.
3. Высокая точность реза и идеально ровные края кромки, без заусениц, наплывов и иных дефектов.
4. Отсутствие потребности в последующей обработке изготовленных деталей.
5. Возможность вырезать детали любой формы, даже самой сложной.
6. Легкость управления лазерным оборудованием – достаточно в какой-либо чертежной программе подготовить рисунок будущего изделия и перенести его в компьютер установки для резки.
7. Высокая производительность (примерно в 10 раз быстрее, чем газовой горелкой).
8. Высокоскоростная обработка .
9. Детали на листе металла можно разместить максимально компактно – высокая экономичность расхода материала.
10. Экономическая эффективность при изготовлении малых партий деталей, для которых делать формы для прессования или литья нецелесообразно.

Недостатки:

1. Высокая стоимость оборудования.
2. Низкая эффективность при работе со сплавами и металлами, обладающими высокими отражающими свойствами (к примеру, алюминий, нержавеющая сталь).
3. Максимальная толщина металла 20 мм.

3

Оборудование для , как правило, состоит из ниже перечисленных основных узлов:

• излучателя;
• системы транспортировки и формирования излучения;
• системы формирования газа и его транспортировки;
• координатного устройства;
• системы автоматизированного управления (САУ).

Излучатель генерирует лазерный пучок с требуемыми для резки, оптическими, мощностными и пространственно-временными характеристиками. Он состоит из:

• системы накачки;
• активного элемента;
• резонатора;
• устройства модуляции лазерного излучения (при необходимости).

В качестве излучателя в оборудовании для обработки металла используются газовые и твердотельные лазеры, функционирующие в непрерывном и импульсном режимах. Система транспортировки и формирования излучения передает, фокусирует и направляет пучок от излучателя на деталь, подвергаемую резке. Состав системы:

• юстировочный лазер;
• оптические объективы (трансформаторы);
• оптический затвор;
• устройство изменения плоскости поляризации;
• поворотные зеркала;
• система фокусировки;
• система стабилизации фокальной плоскости и величины зазора до детали.

Система формирования газа и его транспортировки подготавливает состав требуемых параметров и подает его через сопло в зону реза. Координатное устройство обеспечивает относительное перемещение детали и лазерного луча в пространстве. Включает в себя привод, двигатели, исполнительные механизмы. САУ предназначена для управления и контроля параметрами лазера, формирования и передачи команд на предусмотренные исполнительные модули систем формирования и транспортировки излучения и газа, а также координатного устройства. САУ состоит из:

• датчиков параметров функционирования лазера (давления, состава рабочей смеси, температуры и других);
• датчиков рабочих параметров излучения (стабильности оси направленности, расходимости, мощности и других);
• систем управления затвором и адаптивной оптикой;
• системы управления работой координатного устройства.

4

Твердотельные лазерные установки для резки металла конструктивно более просты и, в тоже время, менее мощные, чем газовые. Величина этой характеристики для них составляет в среднем 1–6 кВт. Сердце излучателя твердотельного лазера – стержень (активный элемент) из алюмоиттриевого граната, рубина или неодимового стекла. Стержень непрерывно подвергается накачке (возбуждению) световым потоком от специальных мощных ламп. Система отражателей фокусирует лазерное излучение, резонатор его усиливает, луч передается через систему призм к головке, где происходит его окончательное формирование и подача на заготовку. Управление всеми узлами оборудования происходит автоматически по заложенным в память станка программам.

В газовых лазерах активным элементом является углекислый газ, гелий или азот, закаченные в газоразрядную камеру. Возбуждение газа производится непрерывными электрическими импульсами высокой частоты. Такая конструкция позволяет при сравнительно небольших габаритах установки получать мощности 20 кВт и более, что необходимо для резки сверхпрочных сплавов.

Лазерная головка для резки металла, куда передается луч, обеспечивает его оптимальную стабильность при раскрое и резке, а также неизменность необходимого фокусного расстояния (даже при неровной поверхности металла). Заменой линзы головки можно менять толщину обрабатываемого материала (не на всех установках). Головка оснащена концентрическим соплом, через которое под давлением подается газ, выдувающий расплавленный материал из разреза и одновременно защищающий от продуктов обработки линзу. В области резки может быть предусмотрено дымоулавливание.

В случае обдува азотом луч расплавляет, а струя газа удаляет расплавленный металл из разреза. Азот используют, когда нежелательно окисление разрезаемого материала. Например, если подавать кислород при обработке нержавеющей стали, то ее сопротивляемость коррозии существенно понизится (для обработки нержавейки пригоден только чистейший азот). Резка алюминиевых деталей в кислороде сопровождается образованием неровных, с заусенцами срезов. При обработке в азоте материал только плавится, но не испаряется и не горит. Температура резки ниже, чем с кислородом, но и меньше скорость работы. Фокус луча обычно должен находиться у противоположной от источника излучения стороны листа.

При использовании кислорода температура резки выше, чем с другими газами. Как следствие, увеличивается скорость обработки и возможная толщина листа металла, который при некоторых условиях частично испаряется. Все это является следствием того, что кислород, попадая на поверхность раскаленного лазерным лучом металла, вступает с последним в реакцию окисления, которая сопровождается выделением тепла. Скорость резки тем выше, чем чище кислород. Для лазерной резки могут использоваться и другие газы – выбор зависит от вида и толщины металла, предполагаемой последующей обработки.

Резка металла с помощью лазера – самая передовая и современная технология, но и самая дорогостоящая. Ее основное преимущество – это луч, с неограниченными возможностями. Лазерная резка металла своими руками дает возможность резать заготовки в любых направлениях, при этом кромки реза будут аккуратными, и им не требуется дальнейшая обработка. К тому же лазерный луч монохромен, то есть, у него четкая и строгая длина волны (она фиксированная) и постоянная частота. Это дает возможность легко его сфокусировать даже обычными линзами.

Итак, оборудования для лазерной резки по металлу – вещь недоступная многим, слишком дорогое это удовольствие. Поэтому домашние умельцы выходят из положения, используя различные уже почти ненужные предметы, из которых и изготавливают самодельный прибор. Вариантов изготовления лазерных резаков своими руками много, один из них основан на использовании лазерной указки, о нем и пойдет речь.

Изготовления самодельного лазерного резака

Для сборки резака понадобятся:

• лазерная указка;
• фонарик;
• CD/DVD-RW – не обязательно новый, главное, чтобы у него работал лазер с приводом;
• инструменты: паяльник и отвертки.

Обратите внимание, что для сборки аппарата лазерной резки требуется пишущий DVD . Его необходимо разобрать и найти каретку с лазером, который пишет и считывает информация с компактного диска. Рядом с кареткой должен находиться красный диод. Его также надо демонтировать при помощи паяльника, потому что он припаян к схеме в плато. Кстати, с диодом надо обращаться аккуратно, встряхивать его, ронять, ударять и так далее нельзя.

Теперь вот какой момент – лазерный резак (он же диод) потребляет больше тока, чем диод лазерной линейки. Поэтому необходимо позаботиться о том, чтобы этого тока было больше. Здесь несколько вариантов, но так как был приготовлен фонарик, то будут для питания диода использоваться его батарейки. Батарейка в лазерной указке меньше, и она одна.

Теперь можно переходить к сборке лазерного резака.

• Разбирается лазерная указка.
• Из нее извлекается свой диод, а на его место устанавливается диод, демонтированный из DVD .
• Теперь необходимо провести подключение к новому более мощному источнику питания. Для этого переднюю часть указки устанавливают в фонарик, сняв с него предварительно линзу. Она закрепляется на приборе при помощи прижимной гайки, накручиваемой по резьбе.
• Диод подключается проводами от клемм, которые соединяются с батарейками. Здесь важно не перепутать полярность подключения.
• В принципе, все готово. Лазерный миниатюрный резак можно использовать.

Конечно, им резать металл не получится, а вот бумага, полимерные пленки м прожигаются. Даже спички таким приспособлением можно поджигать.

Лазер для резки металла

Добавив несколько приборов к выше используемым, можно изготовить более мощный прибор, почти в 500 раз мощнее. Добавляются:

• оптически коллиматор – это устройство, с помощью которого создается световой поток из параллельных пучков;
• конденсаторы 100пФ и 100мФ;
• один резистор сопротивлением 2-5 Ом.

Из радиодеталей вместе с диодом собирается драйвер, который будет выводить резак на необходимую мощность. Оптический коллиматор снабжен местом, куда можно установить диод, и это его большое преимущество. То есть, вместо лазерной указки в этой установке используется коллиматор. К тому же указка изготавливается из пластика, и в процессе резки ее корпус будет сильно нагреваться. Это приведет к ее короблению, да и охлаждаться сама установка будет плохо.

Вся остальная сборочная технология точно такая же, как и в предыдущем случае. Необходимо отметить, что диод – элемент очень чувствительный, поэтому необходимо с него перед использованием снять статическое электричество. Это можно сделать с помощью антистатического браслета. Если в наличии браслета нет, то можно на диод намотать тонкую проволочку, которая и будет отводить от детали статику.

Изготовление лазера своими руками для резки металла требует определенных действий, которые отражаться на его качественной дееспособности. В первую очередь нужно протестировать собранный драйвер. Для этого придется найти еще один точно такой же диод. Его присоединяют к устройству и тестируют мультиметром. 300-350 мА – это норма для многих самодельных аппаратов. Но если есть необходимость поднять мощность всего агрегата, то лучше, если мультиметр покажет 500 мА. Правда, для такого резака придется собирать другой драйвер, поддерживающий данную величину тока.

Не забываем и об эстетической стороне вопроса. Вариантов корпуса можно придумать разные. К примеру, светодиодный маленький фонарик. Рекомендуется готовый прибор хранить в специальном чехле, чтобы линза оптического коллиматора не покрылась пылью. Кстати, такой резак может вызвать у соответствующих правоохранительных органов много вопросов, поэтому не стоит его носить с собой в кармане.

Необходимо отметить, что мощность диода зависит от тока, а не от напряжения. При повышении последнего превышается норма яркости свечения диода, а это приводит к разрушению резонатора в конструкции диода. То есть, источник света перестает нагревать, что необходимо ля лазерного резака. Он просто светится, как обычная лампочка. Температуры также влияют на работоспособность диода. При низких температурах его производительность возрастает, при высоких выходит из строя резонатор.

Конечно, говорить о том, что этот лазерный резак будет в домашних условиях резать толстые заготовки, не приходиться. Но тонкую жесть или алюминиевую фольгу он резать будет точно. Такие установки пригодятся дизайнерам, которые из различных ненужных предметов делают разные дизайнерские аксессуары. К примеру, из алюминиевой банки из-под пива можно сделать необычный светильник.