После того как стоимость газовых лазеров снизилась до доступного ценового диапазона, они стали лидерами в рейтинге продаж оборудования для резки. Применение лазерных технологий в этой области вывело процесс раскроя материалов на совершенно новый качественный уровень, недоступный прочим механическим или аппаратным методам.

В отличие от любого другого оборудования, лазерный станок не нуждается в отдельном инструменте для каждой операции, не требует затрат на оснастку для фиксации заготовок и, самое главное, с хирургической точностью режет практически любой материал. Ширина прореза при этом составляет 0,1-0,3 мм, поэтому заготовки на листе можно размещать практически вплотную друг к другу.

Мощный лазерный станок способен без потери качества прорезать толщину до 20-50 мм, в зависимости от плотности и структуры материала

Режущим инструментом лазерного оборудования выступает монохромный луч, сгенерированный в лазерной трубке из смеси нескольких газов, среди которых преобладает CO2. Конструктивные особенности газового лазерного станка не позволяют направить луч, выходящий из трубки, непосредственно на заготовку. За его транспортировку к точке реза отвечает одна из важнейших частей оборудования – система отражающих зеркал.

Принцип действия лазерных зеркал

Схематической изображение  расстановки отражающих зеркал и фокусирующей линзы в газовом лазере

В большинстве моделей CO2 станков за создание оптического тракта отвечает 3 зеркала.

• 1-е зеркало – зафиксировано неподвижно, в отличие от остальных двух. Установлено перед лазерной трубкой под углом в 45 градусов к выходящему из нее лучу. Попадая строго в центр зеркала, луч отражается от него под прямым углом и следует к центру второго зеркала.

• 2-е зеркало – расположено на направляющей и может перемещаться вдоль луча по всей оси Y. Как и первое зеркало, оно на 45 градусов повернуто к лазерному пучку и создает прямой угол при отражении луча к последнему элементу зеркальной цепочки.

• 3-зеркало – подвижно по оси X на каретке и совмещено с головкой лазера. Оно принимает луч и переводит его из горизонтальной плоскости в вертикальную, направляя поток вниз.

Таким образом сгенерированное излучение без разрывов охватывает все три плоскости. В дальнейшем перенаправленное вниз лазер попадает на еще один ключевой элемент станка – фокусирующую линзу, расположенную в рабочей головке, которая собирает лазерный пучок в точку на поверхности заготовки.

Зеркала CO2 станков предназначены не только для обеспечения непрерывного перемещения излучения из трубки к линзе, но и для сохранения мощности лазерного потока. Его качество напрямую зависит от состава покрытия и материала, из которого выполнена оптика. Для изготовления основной массы лазерных зеркал используется молибден и кремний, которые покрывают золотой или серебряной пленкой. Такие зеркала устанавливаются на  профессиональном оборудовании и отличаются энергостойкостью, высоким коэффициентом отражения и слабой восприимчивостью к истиранию.

Зеркала из кремния отличает золотистый оттенок. Молибденовая оптика имеет серебристый цвет

В бюджетных моделях станков стоят зеркала эконом-класса с покрытием низкого качества, что ощутимо снижает их отражающий эффект. Луч, проходящий через такие зеркала, поступает в зону резки с потерей мощности, которая может доходить до 50%. Кроме того, дешевая оптика выдерживает малое количество циклов очистки и быстро прогорает.

Для увеличения срока службы всех элементов оптической системы необходимо следить за их чистотой. Для этого примерно каждые 40 часов работы лазера следует протирать зеркала и фокусировочную линзу ацетоном, специальными жидкостями для лазерной оптики или чистым спиртом. Использовать при этом только безворсовые салфетки или ватные палочки.