Uvod
Izdelava stroja za lasersko rezanje kovin je bila nekoč zapleten in zahteven projekt, ki je bil pogosto omejen na velike tovarne z dovolj prostora, proračunom in tehnično podporo. Tradicionalni sistemi niso zahtevali le laserskega vira in gibalnega sistema, temveč tudi dodatno infrastrukturo, kot so vodni hladilniki, cevovodi in načrtovano redno vzdrževanje.
Danes se to stanje postopoma spreminja. Z razvojem tehnologije fiber laserjev z zračnim hlajenjem se je pojavila bolj praktična in dostopna možnost. Namesto osredotočanja na velike industrijske sisteme vse več uporabnikov izdeluje kompaktne in učinkovite sisteme za lasersko rezanje, ki jih je lažje namestiti, uporabljati in vzdrževati.
Za majhne delavnice, zagonska podjetja in celo posamezne izdelovalce to odpira precej dostopnejšo pot do laserskega rezanja kovin.
Zakaj postajajo laserski sistemi z zračnim hlajenjem prednostna izbira
Ena najpomembnejših razlik med tradicionalnimi in novejšimi rešitvami je način hlajenja. Sistemi z vodnim hlajenjem so sicer učinkoviti, vendar vnašajo dodatno zapletenost, ki vpliva na skoraj vse dele stroja - od načrtovanja razporeditve do dolgoročnega vzdrževanja.
Rešitve z zračnim hlajenjem poenostavijo zasnovo, saj ne potrebujejo zunanjega hladilnika. To neposredno zmanjša celotne dimenzije stroja in precej poenostavi namestitev. Hkrati manj komponent pomeni manj možnih mest okvar, kar povečuje dolgoročno zanesljivost.
Za uporabnike z omejenim prostorom ali nižjim proračunom je ta preprostost pogosto pomembnejša od največje moči rezanja. Omogoča jim, da se osredotočijo na izdelavo praktičnega in obvladljivega sistema, ki ga je mogoče sčasoma nadgraditi.
Ključne komponente (priporočeni izdelki)
Tudi pri poenostavljeni domači izdelavi je zmogljivost stroja v veliki meri odvisna od izbire in usklajenosti ključnih komponent. Za kompaktne aplikacije rezanja kovin so konfiguracije srednjega razreda običajno najbolj praktično izhodišče, saj ponujajo uravnoteženo razmerje med stroški in uporabnostjo.
Za jasnejši postopek izbire je tukaj priporočena kombinacija, ki temelji na uporabi v praksi:
Laserski vir (fiber)
- 800 W fiber laser (RFL-C800A1, JFSC-800M)
- 1200 W fiber laser ( RFL-C1200A1, JFSC-1200M)
Za RFL-800A1 in RFL-C1200A1 si oglejte levo sliko, za JFSC-800M in JFSC-1200M pa desno sliko.
Ti razponi moči so zelo primerni za stroje manjšega formata in jih je lažje vključiti v kompaktne sisteme.
Če gre za hibridno rešitev z modro svetlobo in vlakenskim laserjem, je treba ustrezno konfiguracijo laserja dodatno pojasniti, na primer:
- Laser z modro svetlobo: S70
- Vlakenski laser: RFL-C800A1, JFSC-800M, RFL-C1200A1, JFSC-1200M
Rezalna glava z zračnim hlajenjem
Rezalna glava z zračnim hlajenjem in ročnim ostrenjem
- A50M (ročno ostrenje, majhna teža, ugodna cena)
Slika na levi med zgornjimi slikami prikazuje model A50M, slika na desni pa dejanski posnetek modela A50M.
Rezalna glava z zračnim hlajenjem in samodejnim ostrenjem
- A130E (samodejno ostrenje, stabilnejša in uporabniku prijaznejša; ta rezalna glava se trenutno uporablja v SF-CutAir, kar zagotavlja celovitejšo uporabniško izkušnjo in olajša uporabo.)
Izbira je odvisna od tega, ali dajete prednost začetnim stroškom ali dolgoročni uporabnosti.
Sistem za rezanje z zračnim hlajenjem
Sistem za rezanje s čistim vlakenskim laserjem in zračnim hlajenjem
Priporočeni model: MCC100 (za rezanje majhnih pločevin s čistim vlakenskim laserjem)
Kombinirani krmilni sistem za modro svetlobo in vlakenski laser
Priporočeni model: MCC100-MIX (CutAir trenutno uporablja kombinacijo modre svetlobe in vlakenskih laserjev, vendar je treba pri rešitvah DIY med končno izbiro še potrditi konkretni model sistema, logiko preklapljanja in način prilagoditve).
Zgornje tri slike prikazujejo krmilni sistem MCC100-MIX in z njim povezane kable. Te slike so lahko referenca za MCC100.
Hladilnik
Pri tradicionalni opremi za rezanje z vlakenskim laserjem je sistem za vodno hlajenje običajno standarden.
Ena od prednosti pristopa z zračnim hlajenjem, obravnavanega v tem članku, pa je, da odpravi potrebo po ločenem sistemu za vodno hlajenje.
To celotnemu sistemu prinaša veliko prednost glede velikosti, namestitve in vzdrževanja.
Dva praktična pristopa DIY
V praksi večina uporabnikov ne začne povsem od začetka. Namesto tega se glede na svoje cilje, proračun in tehnične izkušnje običajno odloči za jasnejšo in bolj strukturirano pot.
Trenutno sta se v projektih DIY v resničnem svetu kot izvedljivi in razširljivi izkazali dve praktični možnosti.
Rešitev 1: Sistem z zračnim hlajenjem in čistim vlakenskim laserjem (osnovni razred)
To je najenostavnejši in najpogosteje uporabljeni pristop, zlasti za uporabnike, ki prvič izdelujejo kompakten kovinski laserski rezalnik. S kombinacijo izvora vlakenskega laserja, rezalne glave z zračnim hlajenjem in namenskega krmilnega sistema ostane celotna zasnova preprosta, hkrati pa zagotavlja zanesljivo rezanje.
Ker se ta rešitev izogne nepotrebni kompleksnosti, jo je lažje sestaviti, je cenovno ugodnejša in primernejša za manjše formate, kot so delavnice, izdelava prototipov in manjši obseg proizvodnje.
Priporočena konfiguracija:
Izvor vlakenskega laserja:
- 800W ( RFL-C800A1, JFSC-800M): osnovni razred, cenovno ugodna izbira
- 1200 W (RFL-C1200A1, JFSC-1200M): stabilnejši, boljša zmogljivost
Rezalna glava z zračnim hlajenjem:
- A50M (ročno ostrenje, primerno za osnovne postavitve)
- A130E (samodejno ostrenje, enostavnejša uporaba in večja doslednost)
Krmilni sistem:
- MCC100 (standardni rezalni sistem z vlakenskim laserjem in zračnim hlajenjem)
Ta kombinacija dobro uravnoteži preprostost, stroške in uporabnost, zato je za večino uporabnikov najprimernejša začetna izbira.
Rešitev 2: hibridni sistem z modrim in vlakenskim laserjem (srednji razred)
Za uporabnike, ki želijo večjo prilagodljivost pri obdelavi materialov, hibridna rešitev, ki združuje vlakenski in modri laser, ponuja dodatne možnosti. Ta konfiguracija omogoča obdelavo širšega nabora materialov, vendar hkrati povečuje kompleksnost krmilne logike in integracije.
Zato je na splošno primernejša za uporabnike, ki že imajo nekaj izkušenj z izdelavo strojev ali dostop do tehnične podpore.
Priporočena konfiguracija:
Izvor vlakenskega laserja:
- 800-W vlakenski laser: RFL-C800A1, JFSC-800M
- 1200-W vlakenski laser: RFL-C1200A1, JFSC-1200M
Izvor modrega laserja:
- S70 (za hibridne aplikacije)
Krmilni sistem:
- MCC100-MIX (podpira integracijo vlakenskega in modrega laserja)
V primerjavi z rešitvijo s čistim vlakenskim laserjem je ta pristop bolj osredotočen na razširljivost kot na preprostost. Primeren je za uporabnike, ki nameravajo sčasoma razviti zahtevnejše ali prilagojene aplikacije.
Kako izbrati pravo konfiguracijo
Upoštevanje proračuna in osnovnih zahtev
Priporočamo, da začnete z osnovno rešitvijo s čistim vlakenskim laserjem in zračnim hlajenjem.
Vključuje izdelke: 800-W laser: RFL-C800A1, JFSC-800M; ročno rezalno glavo z zračnim hlajenjem: A50M; čisti rezalni sistem z vlakenskim laserjem in zračnim hlajenjem: MCC100)
Primerno za:
- Majhni studii
- Novoustanovljena podjetja
- Navdušenci nad projekti DIY
- Cenovno občutljive stranke iz tujine
Izkušnje in stabilnost
Razmislite o standardni rešitvi za optična vlakna z zračnim hlajenjem.
Vključeni izdelki: laser z močjo 1200 W: RFL-C1200A1, JFSC-1200M; ročno upravljana rezalna glava z zračnim hlajenjem: A130E; sistem za rezanje z optičnimi vlakni in zračnim hlajenjem: MCC100)
Primerno za:
- Stranke, ki iščejo dolgoročno uporabo
- Stranke, ki želijo v prihodnosti lažje ponoviti celoten sistem
- Stranke, ki iščejo ravnovesje med stroški in zmogljivostjo
Kompozitne funkcije in prihodnje razširitve
V tem primeru je vredno razmisliti o kompozitni rešitvi z modro svetlobo in optičnim vlaknom.
Vendar je priporočljivo, da pred izbiro tovrstne rešitve razjasnite naslednje točke:
- Določen model kompozitnega sistema: MCC100-MIX
- Način preklapljanja med modro svetlobo in optičnim vlaknom: preklapljanje z notranjo programsko opremo
- Optična pot in krmilna logika: laser z vlakni uporablja PWM 24 V, modra svetloba pa krmiljenje PWM 5 V
- Združljivost z ustreznimi platformami in arhitekturami
Ključni podporni sistemi
Medtem ko ključne komponente določajo zmogljivosti stroja, podporni sistemi odločajo o tem, ali bo lahko v dejanskih delovnih razmerah deloval nemoteno, zanesljivo in dolgoročno. Pri številnih projektih DIY je ta del pogosto podcenjen, v resnici pa neposredno vpliva na stabilnost, kakovost rezanja in pogostost vzdrževanja.
Da bi se izognili nepotrebni zapletenosti, je običajno bolj smiselno izbrati vnaprej usklajene in preizkušene konfiguracije, namesto da vse sestavljate od začetka.
Sistem za nadzor plina
Pri rezanju kovin plinski sistem ni izbiren - neposredno vpliva na kakovost in učinkovitost rezanja. Namesto da bi posamezne ventile, regulatorje in filtre izbirali enega za drugim, lahko uporaba celotnega modula za nadzor plina znatno poenostavi postopek nastavitve in zmanjša morebitne težave z združljivostjo.
Priporočene možnosti:
- dvojni modul za nadzor plina NNT (integrirana rešitev)
- dvojni modul za nadzor plina SMC (stabilnejša možnost industrijskega razreda)
Te rešitve uporabnikom omogočajo uporabo že pripravljene konfiguracije, s čimer se izognejo poskusom in napakam med namestitvijo.
Sistem gibanja (os X / Y / Z)
Sistem gibanja določa, kako natančno in gladko lahko stroj deluje. Tudi pri dobrem laserskem viru slabo upravljanje gibanja neposredno vpliva na natančnost in doslednost rezanja.
Pravilno usklajen servo sistem zagotavlja stabilno gibanje in boljše delovanje med neprekinjeno uporabo.
Priporočena konfiguracija:
Servomotorji Leadshine:
Servo pogoni Leadshine:
- Pogoni serije L6P (v kombinaciji s servomotorji)
Zgoraj so prikazane slike pogona, motorja in kablov serije Leadshine L6.
Ta kombinacija zagotavlja zanesljivo ravnovesje med zmogljivostjo in združljivostjo za doma izdelane stroje majhnega formata.
Električni sistem
Električni sistem povezuje vse sestavne dele v delujoč stroj. Dobro zasnovana napeljava ne zagotavlja le stabilnega delovanja, temveč tudi izboljšuje varnost in olajša vzdrževanje.
Namesto sestavljanja naključnih sestavnih delov lahko z uporabo standardiziranih in temeljito preizkušenih električnih delov močno skrajšate poznejše odpravljanje napak.
Priporočeni sestavni deli:
- Glavno stikalo: ločilno stikalo Schneider
- Kontaktor: serija Schneider LC1D
- Rele: 24-voltni enosmerni relejni moduli
- Napajalnik: industrijski napajalnik 24 V (npr. 600 W)
- Sestavni deli za zaustavitev v sili in varnostno vezje
Urejena električna napeljava olajša odpravljanje napak, zagotavlja varnejše upravljanje in večjo zanesljivost pri dolgotrajni uporabi.
Potrošni materiali in konstrukcijske zahteve
Poleg glavnega sistema lahko uporabnost in trajnost doma izdelanega laserskega rezalnika močno vpliva še več praktičnih podrobnosti. Med začetno izdelavo jih pogosto spregledamo, vendar hitro postanejo ključne, ko stroj začne redno delovati.
Potrošni materiali
Priporočljivi potrošni materiali:
- Šoba: D28M11
- Zaščitna leča: D20 × 3
- Keramično držalo: D28M11
- Kabel senzorja: TTW (15 cm)
- Nadomestni deli (priporočeno):
- Kolimacijska leča (D20 F100)
- Fokusna leča (D20 F50)
- Zaščitna očala za laser (T5S2 0D4)
Platforma majhnega formata in konstrukcijski sestavni deli
Priporočeni konstrukcijski sestavni deli:
- Moduli platforme za gibanje:
- 2X2: osi XY ETH17-L20-650-BC-T750, os Z HST5-L10-100-BC-T400
- 2X4: os X ETH17-L20-1250-BC-T750, os Y ETH17-L20-650-BC-T750, os Z HST5-L10-100-BC-T400
- 4X4: os XY ETH17-L20-1250-BC-T750
-
Energetske verige:
- 2*2 os XY JY 30*57*1.2M R75 z zunanjim nosilcem, os Z 30*57*0.7M R75
- 2*4 os X 30*57*1.7M z zunanjim nosilcem, os Y 30*57*1.2M z zunanjim nosilcem, os Z 30*57*0.7M R75
- 4*4 os XY 30*57*1.7m z zunanjim nosilcem, os Z 30*57*0.7M R75
- Odvajanje hlapov / filtriranje zraka: Industrijski čistilnik dima (model K2)
Te komponente ne izboljšujejo le zanesljivosti stroja, temveč zagotavljajo tudi čistejše in bolj nadzorovano delovno okolje, kar postaja pri dolgotrajni uporabi vse pomembnejše.
Komu je ta rešitev namenjena
Ta laserska rešitev DIY z zračnim hlajenjem je namenjena uporabnikom, ki potrebujejo prožnejši in priročnejši način za vstop na področje laserskega rezanja kovin
Majhni studii lahko izkoristijo njeno kompaktno velikost in preprostejšo namestitev, uporabniki DIY pa cenijo možnost izdelave in prilagajanja lastnih sistemov. Izobraževalne ustanove lahko tovrstno opremo uporabljajo tudi za predstavitve in usposabljanje, saj jo je lažje razumeti in posnemati.
Za uporabnike z omejenim proračunom, zlasti tiste, ki morajo skrbno usklajevati stroške, prostor in vzdrževanje, ta rešitev ponuja izvedljivo alternativo tradicionalni veliki opremi.
S tega vidika rešitev za lasersko rezanje manjših formatov z zračnim hlajenjem ne pomeni zgolj zmanjšanja naprave, temveč na bolj premišljen način na novo opredeljuje pristop DIY, primeren za določeno skupino kupcev.
Sklep
Za mnoge, ki si zares želijo izdelati lastno opremo, največji pomen zračnega hlajenja presega zgolj odpravo potrebe po vodno hlajeni enoti.
Še pomembneje pa je, da je celoten sistem glede prostora, stroškov, zasnove in vzdrževanja bližje resnično izvedljivi rešitvi DIY.
Če iščete pristop DIY, primernejši za rezanje manjših kovinskih plošč, si velja podrobneje ogledati naslednji dve možnosti:
- Rešitev za rezanje s povsem optičnimi vlakni in zračnim hlajenjem
- Kombinirana rešitev z modro svetlobo in optičnimi vlakni
Rešitev s povsem optičnimi vlakni in zračnim hlajenjem je primernejša kot trenutna prednostna in standardna možnost, medtem ko je kombinacija modre svetlobe in optičnih vlaken primernejša za prihodnje napredno raziskovanje.
Ko bodo postopoma dokončane izbira modela rezalne glave, modela sistema in laserja, sistem gibalnih osi, servopogon, celotna shema pnevmatskega tokokroga, podatki o potrošnem materialu ter konfiguracija konstrukcijskih komponent, bo ta rešitev vse jasnejša.
Za kupce, ki želijo vstopiti na področje laserskega rezanja pločevine na kompaktnejši, lažji in stroškovno učinkovitejši način, je ta pristop DIY vsekakor vreden resnega premisleka.
