На что влияет мощность лазера
Существует большое количество различных типов лазеров. Их можно разделять на группы по источнику накачки, рабочему телу, области применения. Т.к. в данной статье лазеры будут рассмотрены в контексте безопасности работы с лазерными нивелирами и дальномерами, то внимание будет обращено на такие параметры, как рабочая длина волны (нм) и мощность излучения (мВт).
Длина волны, если она находится в видимом диапазоне, обуславливает цвет лазерного луча. Мощность излучения обуславливает яркость луча, те или иные возможности (прицеливание, демонстрация оптических эффектов, считывание штрих-кодов, резка и сварка материалов, лазерная хирургия, накачка других лазеров).
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| Класс 1 Лазеры и лазерные системы очень малой мощности, не способные создавать опасный для человеческого глаза уровень облучения. Излучение систем класс 1 не представляет никакой опасности даже при долговременном прямом наблюдении глазом. К классу 1 относятся также лазерные устройства с лазером большей мощности, имеющие надежную защиту от выхода луча за пределы корпуса | |||||||||||||||||||||||||||
| Класс 2 Маломощные видимые лазеры, способные причинить повреждение человеческому глазу в том случае, если специально смотреть непосредственно на лазер на протяжении длительного периода времени. Такие лазеры не следует использовать на уровне головы. Лазеры с невидимым излучением не могут быть классифицированы как лазеры 2-го класса. Обычно к классу 2 относят видимые лазеры мощностью до 1 мВт | |||||||||||||||||||||||||||
| Класс 2a Лазеры и лазерные системы класса 2a, расположенные и закрепленные таким образом, что попадание луча в глаз человека при правильной эксплуатации исключено | |||||||||||||||||||||||||||
| Класс 3a Лазеры и лазерные системы с видимым излучением, которые обычно не представляют опасность, если смотреть на лазер невооружённым взглядом только на протяжении кратковременного периода (как правило, за счет моргательного рефлекса глаза). Лазеры могут представлять опасность, если смотреть на них через оптические инструменты (бинокль, телескоп). Обычно ограничены мощностью 5 мВт. Во многих странах устройства более высоких классов в ряде случаев требуют специального разрешения на эксплуатацию, сертификации или лицензирования | |||||||||||||||||||||||||||
| Класс 3b Лазеры и лазерные системы, которые представляют опасность, если смотреть непосредственно на лазер. Это же относится и к зеркальному отражению лазерного луча. Лазер относится к классу 3b, если его мощность более 5 мВт | |||||||||||||||||||||||||||
| Класс 4 Лазеры и лазерные системы большой мощности, которые способны причинить сильное повреждение человеческому глазу короткими импульсами (
В некоторых лазерах есть инфракрасный фильтр, но это значительно увеличивает цену прибора, значит может присутствовать только в дорогих моделях. Так же стоит заметить, что зеленые диоды, устройства которые излучают зеленый луч, значительно дороже при производстве (в несколько раз по причине большего числа брака по сравнению с красным). А рабочий ресурс зеленого диода значительно ниже. Суммарно это отражается на конечной стоимости нивелира лазерного. В итоге получается следующая картина. Нивелир лазерный с зеленым лучом строит проекции, которые лучше видны, ресурс такого прибора ниже, стоимость выше (порой у один производитель за одинаковые модели отличающиеся лишь лазером выставляет цену отличающуюся в 1,5-2 раза). Следует отметить, что по заявленным производителями нивелиров характеристикам мощность такого лазера до 2,7 мВт (у красного до 1,0 мВт), а безопасность по классу 3 (у красного 2). Подведем итог, зеленый цвет лазера действительно лучше виден в условиях дневного света, чем красный, но нельзя забывать о том, что он значительно небезопаснее и неоправданно дорог. Лазерный станок какой мощности нужен для моих целей?Самым важным критерием при выборе мощности лазерного станка является вопрос, для чего вы будете использовать его чаще всего. Если лазерное оборудование используется главным образом для гравировки, то лазерный станок с мощностью от 25 до 80 ватт обеспечит хорошие результаты. Для лазерной резки или работ с очень высокой скоростью рекомендуем лазерный станок мощностью более 80 ватт. В этой статье мы постараемся как можно лучше объяснить тему «Оптимальная мощность лазерного станка». В целом, для определения оптимальной для вас мощности лазерного оборудования рекомендуем воспользоваться индивидуальной консультацией. На что влияет мощность лазерного станка в практическом плане?Максимальная мощность вашего лазерного станка влияет как на качество ваших изделий, так и на время работы. Разницу между двумя уровнями мощности лучше всего показать на примерах. Итак, мы выгравировали алюминиевую табличку данных и вырезали логотип Trotec из акрила. При 120 ваттах резка занимает 29 секунд, при 80 ваттах за это время выполнено только 65% работы. При мощности более 120 ватт можно сэкономить еще больше времени при том же качестве. Мощность лазерного станка: 80 Вт Мощность лазерного станка: 120 Вт
Обработка акрила лазером большей мощности Лазерный станок на 80 ватт работает более, чем вдвое быстрее. То же самое применимо к другим материалам, например, к гравировке резиновых штемпелей. Мощность лазерного станка: 30 Вт Мощность лазерного станка: 80 Вт
Обработка алюминия лазером большей мощности Рекомендуемая мощность лазерного станка для различных материаловВ зависимости от типа материала для достижения оптимального результата требуется разная мощность лазера. Например, для гравировки по бумаге обычно требуется меньшая мощность, чем для гравировки по дереву. При работе с акрилом для равномерной, не слишком глубокой гравировки достаточно небольшой мощности. А при обработке специальных материалов для гравировки (таких как пластиковый ламинат TroLase) более высокая мощность позволяет ускорить работу. Мощность лазера можно легко регулировать с помощью программного обеспечения. Однако максимальная мощность зависит от лазерного оборудования. Из чего следует: лазер высокой мощности дает большую гибкость и позволяет вам работать с разными материалами. В таблице показаны минимальные значения мощности, необходимые для разных материалов.
Оптимальная мощность лазерного станка для резкиЧем толще материал, подлежащий резке, тем важнее иметь мощный лазерный станок, чтобы обеспечить хорошее качество. Для акрила используется следующее практическое правило: 10 ватт на миллиметр. Сравнение времени резки листов акрила разной толщины при мощности 200 ватт и 400 ватт показано на графике. Кроме акрила, лазерный станок может работать с другими пластиками, например, поликарбонатом или сополимером стирола и акрилонитрила. Чтобы обеспечить чистую резку этих пластиков, требуется высокая мощность, равная 200 или 400 ватт даже для сравнительно небольшой толщины в 2-3 см. Практика использования лазера мощностью 5,5ВтПодпишитесь на автораПодпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях. Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора. Итак, многие наверное помнят первую часть данного обзора в которой я постарался рассказать о применении как самого станка так и о работе с программным обеспечением BenBox. В конце обзора я упомянул, что у хозяина устройства появилась идея его модернизировать и установить более мощный лазер. Основным посылом к модернизации послужило желание вырезания поделок из фанеры. Хотя изначально, перед приобретением первого варианта, существовала необходимость лишь в резке фигурок из фетра, с чем, кстати сказать, предыдущий лазер справлялся отлично, в период проведения тестирования выяснилось, что и фанеру он тоже режет, но для этого требуется сравнительно много времени. Поставляется в комплекте с блоком питания.
Судя по характеристикам, длина волны лазера составляет 450nm, цвет луча – синий. Совместного фото нового лазера со старым я, к сожалению, не сделал, но если в общем, то в первую очередь разница отчетливо заметна в размерах. Скорее всего, это связано с размером радиатора, который выглядит значительно больше и внушительнее. Кроме того, размер регулировочной части фокусной линзы также стал примерно в два раза больше.
Первые тестовые испытания показали, что лазер действительно мощнее предыдущего, это с учетом одного и того же подхода к процедуре резки. То есть, как это ни странно констатировать, но «на глаз» мощность действительно увеличена примерно в два раза. Т.е. то, что на лазере в 2500mW резалось за 6-8 проходов теперь режется за 3-4. Но это пока… (об этом чуть позже). Первой толковой поделкой, по просьбе знакомых, попробовали сделать так называемую «медальницу». Т.е. это вроде тематической вешалки для медалей. Поскольку станку по силам пока только фанера «тройка», то решили сделать две заготовки и затем, склеив их между собой, добиться необходимой прочности. На фото ниже видно, что первая попытка была не очень удачной, а все потому, что не всегда понятно, прорезалась фигура целиком или нет, к тому же, на это очень сильно влияет изгиб фанеры, которая не всегда является идеально ровной.
А в том, что устав каждый раз искать, на что положить заготовку, чтобы было видно снизу, насколько хорошо она прорезалась, было принято решение заколхозить какую-нибудь специальную приспособу для этих целей. Исходя из особенностей конструкции рамы станка, отличным вариантом в качестве основания для этого показалось использование двух длинных направляющих, по которым не предусмотрено перемещение механизма. Кроме того, в этих направляющих имеется углубление, за которое можно закрепить приспособу. Расстояние между серединами направляющих составило 41,5 см.
Потренировавшись, еще на предыдущем лазере в вырезании плоских поделок, давно хотелось попробовать сделать что то действительно полезное и интересное, например что то из разряда коробочек-шкатулочек. Но дело это, как Вы понимаете, не совсем простое, то есть конечно принцип тот же самый что и всегда – надо нарезать детальки и потом их соединить, но поскольку деталек получается достаточно много, то точность чертежа должна быть достаточной для того, чтобы по концовке работы не пришлось все выбрасывать, т.к. не получается их состыковать. К тому же, возвращаясь опять же к количеству деталек остро встает вопрос автоматизации резки с точки зрения необходимости выполнения нескольких проходов. Далее я немного расскажу о ее применении на примере создания интересной поделки из фанеры – шкатулки-книжки. Вот исходное (не мое) фото такой шкатулки.
Такая конструкция сразу же привлекает внимание тем, что в ней «свободно гнется то, что по определению гнуться не должно». То есть здесь верхняя и нижняя сторона коробочки являются цельными друг с другом, а соединяющая их часть гнется и не ломается при помощи специально нарезанных прорезей, образующих своеобразный книжный переплет. Давно хотелось посмотреть, как это будет выглядеть на практике, к тому же размеры такой шкатулки сравнительно невелики, поэтому и времени на ее вырезание не должно понадобиться слишком много. В оригинальном исполнении, как на картинке, шкатулка дополнена гравировкой и имеет странного вида, но весьма интересный замок-задвижку. Я немного упростил конструкцию и подготовил на ее основе вот такой чертежик.
Коробочка-шкатулка в общем то получилась, вырезалась она за 5 проходов (пятый это на всякий случай, для закрепления так сказать). Но почему то никак не покидало ощущение, что я делаю что то не совсем правильно, т.к. все таки хотелось большей производительности. Немного поразмыслив в голову пришла одна интересная идея. Возможно скажу давно общепринятый факт, но пока лично не встречал подобного подхода, поэтому прошу заранее извинить. Итак, давайте вспомним, по какому принципу как правило настраивается фокусировочная линза лазера? При включенном на минимальной мощности лазере необходимо вращать регулировку фокуса линзы добиваясь на предполагаемой к обработке поверхности минимального размера пятна лазера и превращая его в идеале в точку. В данном случае минимальный размер пятна гарантирует нам максимальную мощность лазера, все казалось бы, правильно. Но наблюдая за процессом резки меня сильно смущало то, что практически идеальный рез вначале процесса, к концу становился каким то слабым, местами даже не дорезая фанеру снизу. Так вот, если Вы еще не догадались к чему я веду, поясняю. Так и получается: чем глубже, тем хуже. Если так, то тогда напротив, сфокусировав луч немного ниже поверхности реза мы должны добиться увеличения мощности лазера ближе к противоположной поверхности. Для проверки своей теории я попробовал сфокусировать луч не на самой фанерке, а на поверхности под ней заранее предполагая, что ничего путного их этого не получится, т.к. пятно на фанерке должно было получиться не совсем маленьким и рез поэтому должен по идее сильно обугливаться. Но случилось чудо! Фанера тройка прорезается за два прохода до состояния «самовываливания», скорость реза при этом, согласно параметрам Бэнбокса составляла значение 150. Но как всегда что? Не обошлось без нюансов. Главный из них состоит в том, что фанера должна лежать абсолютно ровно во всей плоскости реза, поэтому ее обязательно нужно притягивать. Вот в качестве примера два кружка, которые резались при одних и тех же параметрах. В первом случае фанера, даже при относительной «ровности», не притягивалась к направляющим и получился вот такой ужас.
Раздобыл небольшой кусок 4 мм фанерки. Попробовал прожечь.
Удовлетворившись наконец полученным результатом мне захотелось продолжить свои эксперименты в области шкатулкостроения, целью которых является создание какой-нибудь красотищи. Но путь этот надо сказать весьма труден и тернист. После изготовления шкатулки-книжки я попытался подготовить чертежик под желаемые для себя размеры, но быстро понял, что хотя задача эта вполне себе выполнима, но вот затрачиваемое на это время ну совсем мне не понравилось. Дело в том, что необходимо очень тщательно подходить к размерам всех деталек чертежа чтобы потом они и стыковались в нужных местах и не вываливались при этом, ну и все это плюс зависит от сложности самой конструкции. В общем повозившись пару дней, я понял, что лень в очередной раз победила и стал искать способы автоматизации данного процесса. В среде людей, занимающихся вырезанием на мощных лазерных CO2-станках (от 40Вт) большой популярностью пользуется разработка чертежей в Corel Draw для которого существуют специализированные программы-макросы, способные строить различные чертежи коробочек по задаваемым пользователем параметрам. Встречаются как бесплатные так и платные разработки. Задавшись целью создания красивой резной шкатулки, я быстро понял, что среди бесплатных программ ловить особенно нечего, так как практически все они заточены лишь на простые модельки коробочек. В результате поиска удалось натолкнуться на весьма хорошую разработку под названием «Конструктор Шкатулок». Конструктор Шкатулок представляет собой макрос под Corel Draw для быстрого проектирования различных объемных конструкций из листового материала (в основном – дерева). На специализированном форуме данному макросу посвящено отдельное обсуждение, в котором сам разработчик принимает активное участие. Кстати о разработчике, надо отдать ему должное, т.к. такого подробного и доступного для восприятия руководства пользователя, я давно не видел. Достаточно его просто внимательно почитать и уже начинает складываться впечатление, что сам пользуешься этой программой пару недель. Далее я не буду подробно рассказывать, что и для чего предназначено в программе, т.к. сделать это лучше, чем уже описано в руководстве все равно не получится. Существует бесплатная версия подобного макроса под названием ‘Конструктор коробок’, но по довольно утилитарному названию несложно догадаться для чего он предназначен и если, к примеру, творческая составляющая коробки Вас не особо интересует, то данный макрос вполне подойдет. Скачав, установив и посмотрев что к чему в бесплатной версии, а также внимательно почитав вышеуказанное руководство я понял, что платная версия – это именно то, что нужно в моем случае. Сразу отмечу, что стоимость полноценной программы оказалась не настолько высокой как я думал, и сопоставима со стоимостью одной-двух шкатулок, сделанных по созданным с ее помощью чертежам. К тому же в преддверии новогодних праздников автор предоставляет на нее скидку. Короче купил я этот макрос. Установки как платной так и бесплатной версии макроса как таковой не требуется, достаточно просто скопировать файл в специализированную папку Корела до его запуска (в моем случае это «C:Program Files (x86)CorelCorelDRAW Graphics Suite X8DrawGMS»). Далее необходимо запустить Корел и перейти в соответствующие пункты меню, как показано на картинках ниже.
Ну а дальше уже дело техники. Загружаем, режем и получаем вот такие детальки.
Ну вот, настало наконец время замахнуться на что-то красивое и резное – приступаем к изготовлению шкатулки. При всей своей предполагаемой сложности процесс создания чертежа не намного отличается от создания простой коробочки. В списке изделий выбираем резную шкатулку.
В заключение хотел рассказать о еще одной интересной возможности использования лазера. Мы же еще не забыли, что это не просто средство для резки? Он же еще и гравирует. А кто сказал, что гравировка должна быть просто плоской картинкой? А что если попробовать гравировать с меньшей скоростью, что тогда получится? А получится тогда некое подобие работы фрезы! Вот пример изготовления медальки с объемным рисунком.
По тому же принципу, опять же подобрав соответствующий материал и скорость можно изготовить какие-нибудь печати или тому подобные вещи. Ну только конечно не стоит при этом забывать «отзеркалить» изображение. Видео с демонстрацией работы лазера Отмечу, что конечно при резке больших деталей сложно хорошо притянуть заготовку по всей плоскости и в таких местах не всегда получается прорезать за два прохода, но в целом с применением вышеописанного способа фокусировки картина получается вполне приемлемая. Вот такой вот он, лазер на 5,5Вт. Спасибо за внимание и всем добра. Подпишитесь на автораПодпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях. Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
| |||||||||||||||||||||||||||
