Среди прочего оборудования для резки, лазерные станки занимают лидирующее место. Они компактны, неприхотливы в эксплуатации и универсальны в плане материалов для обработки – с одинаково безупречным качеством лазер может раскроить бумагу, кожу, ткань, оргстекло, металл, фанеру и т.д. В числе прочих достоинств:

• чистая кромка, не требующая постобработки;

• бесконтактная резка, что исключает необходимость в фиксации материала;

• сохранение высокой степени детализации мельчайших элементов узора, которой невозможно добиться при использовании фрез, резцов и прочих инструментов;

• безотходное производство, ввиду того, что после прохождения лазерного луча не остается опилок, стружек и прочего мелкого мусора, возникающего при резке на любом другом оборудовании;

• максимально плотное размещение заготовок на листе (расстояние между элементами может составлять буквально несколько миллиметров).

Сфокусированный при помощи линзы лазерный луч имеет малый диаметр и высокую точность позиционирования

Еще одним весомым плюсом лазерных станков является отсутствие необходимости в большом ассортименте режущего инструмента для каждой операции – это экономит время и расходы. Все операции по резке и гравировке производятся лучом, который генерирует лазерная трубка.  

Излучение, созданное трубкой, проецируется на поверхность материала при помощи оптической системы из отражающих зеркал и специальной линзы, которая фиксируется внутри лазерной трубки при помощи кольца с уплотнителем. Именно фокусирующая линза и является одним самых важных элементов оптической системы любого лазерного станка. В ее задачи входит:

• увеличение мощности излучения до максимального предела;

• точечная концентрация лазерного потока на поверхности материала.

Оптическая система лазерного станка состоит из поворотных зеркал, которые направляют сгенерированный лазерный луч к линзе, фокусирующей его на поверхности материала

Для изготовления лазерных линз используется ZnSe (селенид цинка) – поликристаллический материал с однородной структурой и высокими оптическими свойствами. Преимуществами цинкселенидовых линз перед оптикой из других материалов является:

• высокая термоустойчивость (температура плавления около 1700 градусов);

• прочное поверхностное покрытие, с низкой восприимчивостью к механическому воздействию;

• высокая пропускная способность (коэффициент прохождения лазерного потока составляет 99,5%).

Различные фокусировочные линзы для лазерных станков

В большинстве ситуаций для работы лазерного станка достаточно стандартной линзы с фокусирующим расстоянием 2-2,5 дюйма. При такой комплектации лазерной трубки можно качественно резать и гравировать материалы толщиной до 7-8 мм. Проблемы начинаются в тех случаях, когда для заготовок используется сырье от 8 мм и выше – возникает сдвиг фокусировки и изменение расходимости луча, что снижает качество и скорость реза. Зачастую материал не прорезается до конца с одного захода, и приходится резать его повторно, теряя время и увеличивая энергозатраты.

Для работы с большими толщинами используют специальную длиннофокусную линзу. От обычной короткофокусной ее отличает:

• больший диаметр точки касания лучом поверхности за счет увеличения фокусного расстояния до 5 дюймов;

• более длинная зона каустики, благодаря чему исключается рассеивание луча на всей глубине реза;

• равномерная плотность распределения мощности излучения.

Область каустики длиннофокусной и короткофокусной линзы

К недостаткам использования пятидюймовых линз можно отнести необходимость двукратного увеличения мощности луча и уменьшение скорости реза, однако это компенсируется идеальным качеством сквозной резки толстых материалов любой плотности.