Выбор и установка линзы для лазерного станка: Основные параметры и советы

Гравировка, резка на лазерном станке СО2 происходит за счет фокусировки лазера. Для этого в аппарате собрана целая оптическая система, состоящая из трубки, где формируется луч, зеркал, а на финальной стадии стоит линза, фокусирующая его в точку. Неправильный подбор сказывается на качестве изделий. Иногда выбранная деталь не соответствует ожиданиям и только портит дорогие материалы.

Чтобы этого не произошло, нужно тщательно подойти к подбору оптических элементов для лазерного станка. Это несложный процесс, однако требующий внимания, определенных знаний. Рассмотрим основные моменты при покупке комплекта.

Оптика используется не только для лазерной промышленности, применение ее в быту давно стало привычным делом. Но работа с мощными излучениями требует определенных характеристик вещества. Для граверов и резаков используют СО2-линзы двух видов:

Арсенид Галия (GaAs) – темное вещество. Прочный, стойкий к внешним воздействиям. Пропускная способность меньше, чем у желтых, потребление энергии гораздо выше.

Селенид Цинка (ZnSe) - желтого цвета, прозрачный. Изделия хрупкие, требуют аккуратного отношения. Плюсы заключаются в пропускной способности. Она высокая. Вследствие этого забирается меньше энергии.

С учетом разницы в стоимости, чаще всего выбирают Селенид Цинка. При должном уходе запчасти могут служить пару лет.

Что касается физических габаритов, здесь все обусловлено характеристиками механизма. Это касается диаметра. Исходя из размера отверстия, куда она вставляется, подбирается вариант. Устанавливаться она может в сопло или в тубус. Можно подобрать меньший параметр, но никак не больший. Все зависит от посадочного места.

Надо понимать, что этот показатель зависит еще и от размеров рамы, но это обычно уже учтено при сборке тубуса. Так, чем больше станок, тем шире должна быть линза-СО2. Это объясняется тем, что луч не строго прямой, чем он длиннее, тем более конусовидный. Если между элементами большие промежутки, диаметральный размер увеличивают. Средний применяемый от 18 до 25 мм.

• Плосковыпуклые / плосковогнутые
• Двояковыпуклые / двояковогнутые
• Выпуклый мениск / вогнутый мениск

Форма влияет на точность фокусировки. Лучшая менисковая, минимальная точка при использовании ее практически идеальная, соответствует расчетным данным. Но на практике больше всего применяют плосковыпуклые.

Это важные параметры, имеющие влияние на качество работы, на ее возможность. Для того, чтобы понимать о чем идет речь, рассмотрим рисунок.

Фокусное расстояние – отличительный признак. Измеряется оно в дюймах. И бывает от одного до семи с половиной с шагом в полдюйма, указывается продавцом.

• Короткофокусные. От одного до двух дюймов.
• Среднефокусные. 2-4 дюйма
• Длиннофокусные. 4-7.5 дюйма

Для чего пользователю эта информация. От нее зависит глубина фокуса, дающая возможность понять, на какую толщину реза мы можем рассчитывать с этой линзой для лазера. Минимальный D луча, точка с самым маленьким значением, оно важно при гравировке. Эти две цифры находятся в зависимости друг от друга. У короткофокусных маленькое пятно, но и короткое плечо 2z. У длиннофокусных наоборот.

Соответственно, чем выше величина 2z, тем толще пласты можно резать, однако ожидать отличного качества гравирования, особенно тонких моментов не стоит. Если величина маленькая, то ей отлично пользоваться при создании портретов, печатей и там, где много точных, мелких деталей. А разрезать кусок пенопласта ровно не получится.

Как узнать эти параметры. Есть специальные формулы для вычисления. Расчет глубины фокуса производят по формуле:

W – длина волны лазера (приблизительно 0,01 мм)
D - диаметр луча (обычно 6 миллиметров)
F – фокусное расстояние (от производителя)
2z – глубина фокуса

Подставив свои цифры, легко определяется, будет ли возможность резать и какую толщину. Например, для полутора дюймов или 38,1 мм этот показатель будет всего 1,088, то есть можно разрезать бумагу, ткань или фанеру до одного мм. Все остальные толщины будут иметь оплавленные края, толстые резы и потребуется много проходов.

Для гравировки важен второй показатель – минимальное пятно. Воспользуемся формулой:

Все переменные те же. Для полторадюймовой значение будет 0,08. Но это идеальная цифра. В реальности достигается она редко и только с менисковыми.

Выбирая, нужно понимать с какими материалами придется работать, резать или гравировать. Можно найти средний вариант и использовать только одну. Но лучше приобрести несколько и менять в зависимости от назначения.

Установка не сложная. В тубус/сопло, на посадочное место, аккуратно вставляем новую. Главное помнить о некоторых моментах. В первую очередь, работать в перчатках, так как любое повреждение или грязь спровоцируют сбой. Вставлять ее нужно выпуклой стороной вверх. Если перевернуть ее, то пучок будет больше рассеиваться, минимальная точка увеличится. Особенно это заметно на резке акрила.

Устанавливая линзу-лазер обязательно учитывать заводские настройки фокусного расстояния. Если новая не соответствует им, то необходимо сделать поправки.

Для ухода за оптикой лучше использовать специальные жидкости, изготовленные на основе спирта или эфира. Чистить следует аккуратно, чтобы не поцарапать поверхность, не оставить ворсинок. Лучше брать специальные салфетки для стекла, зеркала. Нельзя дотрагиваться до рабочей поверхности линзы. Держать следует за края и обязательно в перчатках. Проводить профилактическую чистку советуют каждые 40-50 часов работы. Накапливаемая грязь снижает мощность луча, точность, направление.

Выбор линзы для лазерного станка не будет сложным, если учесть все параметры: необходимое фокусное расстояние, диаметр. Остальные характеристики для подбора зависят только от бюджета на оптику и желания потребителя. Правильный выбор и уход позволит долго и продуктивно эксплуатировать механизм.