Лазерна різка та гравіювання оргскла за допомогою верстата: обладнання та малюнок

1. Лазерне різання оргскла - опис процесу
2. технологія
3. Устаткування для різання
4. лазерний верстат
5. Технічні характеристики
6. Як різати оргскло лазером
7. перевага
8. Малюнок на оргсклі
9. Короткий висновок

Необхідність точного різання полімерних матеріалів існує в широкому ряді великих і дрібносерійних виробництв. Традиційні способи обробки, такі як різання і фрезерування, роблять майже неможливим випуск малогабаритних або складних деталей. Лазерний метод різання, поширений в промисловій сфері, є одним з найбільш ефективних шляхів і підходить для отримання поверхонь будь-якої складності.

Лазерне різання оргскла - опис процесу

Принцип обробки полімерів лазером полягає у впливі на матеріал пучка когерентного випромінювання, сфокусованого оптичною системою. Глибина проникнення променя в оргскло регулюється потужністю лазера і ступенем його фокусування. Комп'ютерне керування дозволяє створювати складні візерунки за короткий час за мінімальної участі оператора

Висока температура, що передається матеріалу, викликає його практично миттєве випаровування, а тонкий лазерний промінь зводить до мінімуму втрати у вигляді пари. Продукти випаровування видаляються із зони різання стисненим повітрям або інертним газом.

Швидко утворені обрізані краї оргскла мають естетичну форму і не вимагають додаткової обробки.

технологія

Початкова процедура обробки матеріалу полягала в ручному управлінні лазерного блоку, який пересувався в площині, паралельній оброблюваної поверхні. Сучасні технології дозволяють запрограмувати рух лазера і відтворити їх на будь-якому подібному обладнанні.

Керуюча комп'ютерна система може змінювати потужність променя і глибину його фокусування. Це необхідно для роботи з матеріалом різної товщини і фізико-хімічних властивостей. Крім обрізки можлива також зовнішня обробка поверхні, вироблена з метою створення декоративного матового шару.

Перед різкою лист або фрагмент оргскла розташовується нерухомо в фіксує пристрої. У програму вноситься завдання для роботи, що містить форму, розміри і кількість необхідних деталей. Оптимальне розташування вирізаних фігур визначається автоматично, після чого лазер наводиться в роботу.

Устаткування для різання

Технологія включає в себе використання комплексу механізмів для управління різкою. Всі процеси об'єднані в одному пристрої - лазерному верстаті . Сучасні агрегати мають високий ступінь автоматизації і дозволяють зробити масової раніше штучну роботу.

лазерний верстат

Принципова конструкція пристроїв для різання з програмованим переміщенням лазера включає такі компоненти:

• станина, на якій розміщені основні вузли;
• яка фіксує підкладка, що служить для закріплення підлягає обрізку матеріалу;
• керуюча штанга (елемент механічної підсистеми), на одному кінці якої встановлений лазер (оптична підсистема). Переміщення для різання плоских фігур вимагає двох ступенів свободи під час роботи (переміщення в одній площині). Обробка об'ємних предметів додає до можливостей лазера рух уздовж променя;
• система електромеханічних приводів і комп'ютер з керуючим ПО.

Технічні характеристики

Різноманіття існуючих виробників і поява нових привели до виникнення великої гами пристроїв для різання полімерів. Діапазон основних параметрів лазерних верстатів , Призначених для масштабного застосування, наступний:

• діаметр лінзи лазера - 12-25 мм;
• тип випромінювача - працює на вуглекислому газі;
• матеріал лінзи - селенід цинку або арсенід галію;
• споживана потужність - до 2 кВт;
• потужність променя - 80-120 Вт. Зі збільшенням потужності випромінювання підвищується максимально можлива товщина оброблюваного матеріалу;
• напрацювання на відмову - від 2000 до 10000 годин;

Як різати оргскло лазером

Загальна технологія різання полягає в програмованої передачі завдання і різанні лазером необхідних фігур. Не всі застосовувані в промисловості верстати є сучасними, тому вимагають ретельної настройки.

Процес різання оргскла лазером на верстаті

Якість отриманого зрізу залежить від наступних факторів:

• Швидкість розрізу. З підвищенням товщини оргскла швидкість повинна знижуватися. Більш висока маса матеріалу, що випаровується при різанні, безпосередньо залежить від часу впливу лазера.
• Швидкість обробки є важливою змінною для отримання найбільш рівного і естетичного краю. Висока швидкість призводить до появи смугастого розрізу і виїмок, а повільна обробка може дати надмірно тьмяний зріз і оплавлені краю;
• Фокусування лазера. Для оптимального, найбільш якісного розрізу слід підтримувати фокусування на середині товщини матеріалу. Це досягається не тільки правильної налаштуванням оптичної системи, а й збереженням відстані від випромінювача до поверхні;
• У старіших моделях лазер розташований нерухомо, а переміщається лише фрагмент оргскла. У таких пристроях необхідним є збереження швидкості руху матеріалу і подачі газу для виведення випаровування продуктів.

перевага

Серед незаперечних переваг використання лазерного верстата є:

• висока продуктивність, яка значно вище, ніж при механічній різанні;
• підвищення безвідходності виробництва. Збільшення відносини маси отриманих деталей до кількості відходів знижує собівартість продукції;
• можливість вирізати складні фігури, недоступні для дискової пили або фрези, а також отримання більш акуратного зрізу;
• низькі витрати людської праці, якими володіють більш сучасні агрегати. Отримана одного разу деталь може бути відтворена в будь-який час;
• відмінна прецизійність параметрів вирізаних фігур. Їх розміри в точності повторюють задані настройки, що дозволяє використовувати отримані форми як еталони в інших сферах діяльності.

Малюнок на оргсклі

Ще однією перевагою лазерних пристроїв є виконання гравіювання. Суть методу полягає в поверхневій фокусуванні променя, внаслідок чого відбувається не різка матеріалу, а його поверхневе оплавлення. Важливу роль відіграє можливість динамічно зменшувати потужність лазера, що знижує ступінь температурного впливу на матеріал. Також малюнок на оргсклі можна виконати за допомогою гравіювання на спеціальному верстаті.

Специфічні властивості оргскла полягають в оплавленні і вспіненні полиметилметакрилата на мікрорівні під впливом лазерного випромінювання. Освічені бульбашки на місці зрізу сприймаються оком як матова поверхня.

Отримана текстура дозволяє гравірувати видимі малюнки і створювати рельєфні зображення, випалюючи на полімері нові площині з заданими кутами нахилу і глибиною.

Короткий висновок

З різання й гравірування оргскла за допомогою лазера є сучасним методом, що має перспективи для подальшого вдосконалення. У порівнянні з традиційними методами, лазерна обробка найбільш прийнятна, проте широко використовується лише на потоковому виробництві. Спрощення конструкції лазерних пристроїв знижує вимоги до кваліфікації користувача і вартості обладнання, що робить процедуру різання більш доступною і економічною.

Відео різання оргскла на лазерному верстаті: