Лазерный станок: в чем его преимущества?
В мебельном производстве один из основных этапов — это резка материала. Даже производя стол или кровать, в которых основа изделия — это плоскость (плита), вам потребуется вырезать ножки, а в случае с кроватью ещё и спинку. Плюс часто не обойтись без сложных конструкций или декоративных элементов. Сегодня достаточно большой выбор режущих станков, во главе которых, пожалуй, стоит форматно-раскроечное оборудование. Однако есть те, кто склоняется к альтернативе — лазерному станку. В чём его преимущества, как его можно активно применять в мебельном производстве и как правильно выбрать?
Преимущества луча
Как мы уже писали выше, механическая обработка деталей у мебельщиков пока более популярна. И на этапе резания чаще всего применяют станки токарной и фрезерной группы. Суть технологии — резец воздействует на заготовку, снимаются определённые слои материала, теряют структурную целостность и «выходят» в виде стружки. И современное оборудование сегодня позволяет обрабатывать детали за максимально короткий срок, с наивысшим качеством и скоростью, поэтому они по-прежнему наиболее популярны у производителей.
В принципе, конструкция лазерного станка схожа со строением фрезера — заготовка располагается на рабочем столе, в случае если это ЧПУ, портал со встроенным инструментом движется по «маршруту», проложенному программой.
Однако у лазерного станка (гравёра или резака) всё же есть ряд преимуществ перед его более популярными «коллегами». Хотя всё же специалисты рекомендуют не сравнивать эти две группы оборудования.
«Лазерно-гравировальные станки одинаково эффективно можно использовать как для резки, так и для гравировки. С их помощью можно создавать сложные 3D-объекты. То есть всё ограничивается только фантазией человека.
Лазерный станок выгодно выделяется тем, что его можно адаптировать под свои потребности, а также тем, что даёт возможность работать с криволинейными плоскостями. Однако я бы не стал сравнивать лазерный гравёр с токарным станком, потому как это всё же две абсолютно разные группы», — высказал мнение менеджер отдела продаж ООО «ТопСтанки» Александр Перов.
«При определённых условиях промышленное применение лазеров для обработки материалов на основе древесины оправдано с экономической точки зрения и имеет ряд преимуществ. Это узкий, менее миллиметра, рез без образования опилок (не нужно тратить время на уборку рабочего места), универсальность этого оборудования, а также полное отсутствие шума и вибрации.
Использование для резания древесины и древесных материалов лазерного луча обеспечивает бесконтактность обработки материала без его повреждения, высокую точность обработки при небольшой ширине реза (0,3–0,4 мм).
Резка фанеры различных толщин лучом лазера имеет те же основные закономерности, что и резание древесины.
При вырезании мелких деталей из шпона механические повреждения отсутствуют, что позволяет использовать лазерную технику для инкрустации древесины.
При резании столярных плит характерна красивая текстура среза, что делает будущие столярные изделия более привлекательными.
Ширина реза при обработке древесно-волокнистых плит колеблется в пределах 0,3–0,5 мм, а скорости обработки достигают 20 мм/сек с образованием необугленного реза», — отметил инженер по наладке и испытаниям ООО «А-Пром» (бренд Мaxismart) Александр Кузнецов.
Если разобраться, то на этом список плюсов не заканчивается.
При использовании гравёра вы избегаете износа инструмента. Режущий механический элемент рано или поздно требует заточки, лазер же (в случае отсутствия поломки) всегда обладает одинаковой мощностью.
Работать на лазерном станке проще с точки зрения того, что не нужно постоянно подбирать новый режим резания. Плюс часто он более компактный и лёгкий, чем станки токарно-фрезерной группы.
С учётом того, что большинство фрез всё же имеет радиус, довольно трудно создать, например, идеально прямой угол, всё равно может получаться скругление. Гравёр чётко следует заданной программе и может вырезать любые углы.
Ряд специалистов отмечает и автономность лазерного оборудования — некоторые модели могут работать только от сети. Однако в случае с любым оборудованием у него есть и недостатки.
«Лазерная резка по дереву при всех достоинствах обладает отрицательными моментами. В месте действия луча остаётся результат термической обработки, поскольку он прожигает дерево.
Необходима ограниченная толщина заготовок для качественного шва не более 20 мм. Требуется узел воздушного охлаждения. А также при неопытности оператора существует вероятность возгорания обрабатываемой детали», — уточнил Александр Кузнецов.
Очень многие модели лазеров довольно универсальны и кроме дерева могут работать с резиной, оргстеклом, кожей, пластиком.
Лазерные станки для резки металла обычно представляют собой довольно большие агрегаты, стоимость которых может превышать 2 миллиона рублей.
Если говорить о ценах на станки, работающие с деревом, то тут, по словам специалистов, разброс по ценам довольно большой. Минимальная цена — 50 000 рублей, максимальная может доходить до 450 000 рублей. Более дорогие варианты обычно у производителей из Европы.
«Европа — это очень дорого. Часто у лазеров европейских марок нет никаких особых преимуществ, но идёт наценка за бренд. Хорошо держится Китай, сегодня у них уже достаточно много своих разработок», — дополняет Александр Перов.
Возможности в мебельной отрасли
Помимо непосредственно вырезания деталей по контуру лазер делает то, что точно не способен фрезер или токарный станок, — он способен создавать рисунок на фасадах, спинках кроватей и т. д.
Хотя довольно маленький процент мебельщиков сегодня использует возможности гравёра.
«Мебельщики всё же используют этот тип оборудования достаточно редко. В основном его применяют изготовители сувенирной продукции, деревянных игрушек.
Но использовать в мебельной отрасли его можно — гравировать детали, создавать отдельные элементы или создавать объёмный узор и потом приклеивать на конструкции более крупные.
Повторюсь, здесь главное — подключить фантазию», — подчеркнул Александр Перов.
«В производстве мебели применение лазерного луча позволяет добиваться таких форм деталей, которых очень сложно, а порой и невозможно достичь с применением традиционных режущих инструментов. Лазерное излучение можно использовать для инкрустирования и гравирования, профильного раскроя древесины и древесных плит по безотходной технологии.
Детальнее говоря о гравировки древесины — это трудоёмкая операция, выполняемая вручную.
Использование лазера позволяет автоматизировать процесс нанесения рисунка на поверхность древесины, причём система управления процессом обеспечивает большое разнообразие рисунков.
На этой операции можно использовать лазеры с мощностью излучения 15–100 Вт, при этом скорость обработки значительно возрастает с увеличением мощности излучения.
Производительность на этой операции ограничивается лишь техническими возможностями системы перемещения луча или материала. Скорость гравировки на некоторых станках может достигать 500 мм/сек», — рассказал Александр Кузнецов.
Мощность лазера и вид древесины
Для многих механических станков необходимо, чтобы обрабатываемый материал соответствовал определённым факторам — был необходимой влажности, шероховатости и температуры. При работе на гравёре эти факторы не так необходимы, здесь важна скорее мощность луча.
Однако при работе с лазером стоит учитывать такие показатели, как плотность и смолистость древесины.
Например, с хвойными породами древесины очень сложно работать. Ель и сосна очень смолистые, в структуре древесины есть твёрдые волокна, хотя сама древесина довольно мягкая. Такой материал требует серьёзной предварительной подготовки.
При работе с мягкой древесиной, как, например, у тополя, мощность лазера можно значительно снизить, а вот в случае с твёрдой древесиной (граб, дуб, берёза) мощность должна быть высокой. Очень легко обрабатывать лазером МДФ.
Если посмотреть статьи по соответствующим темам в интернете, можно найти мнение, что от вида древесины также зависит и цвет гравировки. Твёрдые сорта древесины дают тёмную гравировку, мягкие сорта — более светлую. Чем суше древесина и чем меньше содержит смолы, тем светлее будут края реза. Но в случае с современным оборудованием это не совсем так.
«Цвет гравировки зависит от мощности, которую вы выбираете. В программу можно вбить переход от минимальной мощности к максимальной. По такому принципу можно выгравировать, например, фотографию человека, чтобы были переходы от света к тени», — пояснил Александр Перов.
На что ещё смотреть при выборе гравёра?
Мы не раз упоминали такую характеристику, как мощность. При покупке лазерного станка это один из важнейших пунктов. У разных моделей мощность пучка света может колебаться. Мощные лазеры, их ещё называют фрезерно-лазерными станками, как раз и умеют резать дерево, создавать пазы на изделиях.
«Самое главное при покупке лазерного станка — определиться, что вы будете с ним делать. Если только гравировку, то можно не покупать очень мощные машины. Если планируете заниматься в том числе резкой, то здесь стоит выбрать оборудование помощнее и, вероятнее, с большими габаритами», — дал рекомендацию Александр Перов.
Далее стоит определиться с методом управления. Понятно, что ручной гравёр очень прост в управлении и куда дешевле. Но такой вариант будет более рентабелен для небольших производств и столярных мастерских, где не такие большие объёмы продукции. С его помощью можно создавать именно штучные, уникальные изделия и сувениры. Такие приборы небольшие, с мощностью обычно не более 80 Вт. На них часто работают в домашних условиях любители выжигания по дереву или столяры.
Есть ещё категория профессиональных гравёров с мощностью примерно 80–195 Вт. Такое более крупное и мощное оборудование также используют на мебельных и деревообрабатывающих производствах. Стоимость таких станков может начинаться примерно от 250 000 рублей.
Лазер с ЧПУ куда более скоростной и хорош для крупных производств. Такие устройства обеспечивают и удивительную чёткость рисунков, главное — грамотно задать программу. Очень часто у таких устройств дополнительно есть функция и ручного режима. Промышленные станки часто снабжают целым рядом дополнительных возможностей, комплекс которых влияет на итоговую стоимость.
Внимание к деталям
Многие специалисты рекомендуют обратить внимание на материалы станка. В том числе на материалы ряда основных элементов машины, например, таких как излучатели (трубки). Видов излучателей несколько, но чаще всего используют работающие на газе.
Трубки плохого качества снижают и качество, и скорость резки и гравировки. А так как газ — летучее соединение, материал лазерного излучателя довольно важен. Существуют стеклянные, металлические и керамические. Первые — самые дешёвые, последующие — дороже.
Но стоит учитывать, что световой пучок имеет высокую температуру, а стекло, даже самое прочное, всё же гораздо хуже переносит нагрев. Могут появляться микротрещины и искажения в корпусе элемента. Деформация трубки также может привести к нестабильной работе луча.
Металлические трубки имеют герметичный корпус и ресурс работы продолжительностью около 50 000 часов.
Керамические излучатели имеют более толстые стенки, и, в принципе, этот материал лучше всего переносит высокие температуры. Плюс они куда лучше удерживают больший объём газовой смеси. И работают они около 90 00 часов, почти в два раза больше металлических.
Учитывая масштабы и габариты изделий, которые вы производите, обратите внимание на размер рабочего стола.
Малоформатные гравёры обычно идут с размером рабочего стола примерно 300 на 420 мм, а крупноформатные — до 2000 на 3000 мм. Именно крупноформатные подойдут для объёмной мебели. Есть множество моделей с «компромиссным» масштабом рабочего стола.
И, конечно, стоит изучить характеристики линзы, которая фокусирует луч, генерируемый лазерной трубкой. Линзы отличаются по фокусному расстоянию и глубине фокуса, а также диаметру фокусного пятна (отвечает за толщину реза). Короткофокусные линзы (до 38 мм) позволяют делать чёткие изображения с множеством деталей, в том числе на фанере толщиной до 6 мм.
Среднефокусные линзы (до 50 мм) способны уже и резать плотные материалы с толщиной до 8 мм. Лучше всего работают с толстой древесиной длиннофокусные линзы (от 100 мм).
И, конечно, обращайте внимание на гарантию на станок: логично, что чем выше гарантия, тем больше производитель уверен в надёжности и долговечности своего оборудования.
Обычно одни из самых больших гарантийных сроков дают австрийские производители лазерного оборудования — до 4 лет, иногда дополнительно дают 1–2 года гарантии на фабричные излучатели.
«Необходимо периодически чистить станок, чтобы эксплуатировать его как можно дольше. Тем более что это можно делать самостоятельно. Следить за чистотой и целостностью линз.
Интенсивность загрязнения зависит от того, что вы делаете лазером, какой уровень задымления. При гравировке задымление меньше, при резке — больше. Всё индивидуально.
Помните, что для лазерной трубки нужна система охлаждения — чиллер. Если её нет, то необходимо докупить отдельно. Потому что многие, кто пытался сэкономить, в итоге потеряют больше. Лазерная трубка без чиллера сгорит быстро, а именно этот элемент составляет около 60% всей стоимости гравёра.
И лучше всё же выбирать с запасом рабочего поля. Трубку можно будет заменить, а вот в случае с рабочим полем такое невозможно», — посоветовал Александр Перов.
И хоть, как мы уже говорили, гравёр не даёт стружки, но даёт пыль. Поэтому важно, чтобы была система поддува, маленькая насадка, которая бы защищала от мелких частиц линзу. Также такое устройство направляет струю воздуха на рез, что значительно улучшает его качество.
СПРАВКА
Лазеры активно производят японцы, они представляют такие марки, как Koike и Mazak. Их оборудование удобное в управлении как ручным, так и автоматизированным методом.
В ассортименте европейских марок Trumpf, ESAB, Bystronic разнообразное по функциональности оборудование. Установки предназначены для обработки дерева, металлов, акрила и других материалов — как специализированные, так и универсальные.
Текст: Мария Бобова
