Siamo circondati da cose fatte su una macchina laser. Potresti anche non esserne a conoscenza, ma quel pannello decorativo da parete nel tuo bar preferito, la custodia del telefono incisa, il cake topper sulla festa di compleanno della nonna, i puzzle educativi del nipote, l'insegna della panetteria all'angolo fuori casa sono stati tutti realizzati su una macchina laser CNC.
Ma vi siete mai chiesti come funzionano queste macchine utensili? Oggi parleremo dell'origine dell'emissione laser e di come una macchina laser si muova così velocemente e con precisione da aver già conquistato il mondo.
In questo articolo ci limiteremo ai soli laser ad anidride carbonica (CO2) e non parleremo di macchine laser a raggi ultravioletti e fibra ottica in quanto appartengono a un diverso tipo di apparecchiatura.
Cosa produrre su una macchina laser CO2?
Le macchine laser a CO2 CNC lavorano materiali organici. Tali apparecchiature eseguono due tipi di lavorazione: taglio e incisione.
Una macchina laser taglia e incide:
- legno, compensato, MDF e altri materiali a base di legno;
- polimeri e materie plastiche, come PET, acrilico, schiuma di polipropilene o schiuma;
- gomma,
- paronite,
- cartone e carta
- tessuto, pelliccia, pelle ed ecopelle.
Incide:
- calcolo,
- ceramica,
- vetro e specchio.
Se combini questi materiali in modo efficiente e hai competenze nel design industriale o ordini layout di prodotti da designer professionisti, puoi produrre cose straordinarie che avranno successo sul mercato e porteranno profitto al proprietario della macchina.
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Questi prodotti sono spesso molto richiesti nel settore della ristorazione, nella pubblicità, nel design di interni ed esterni. La macchina laser viene utilizzata per produrre articoli per bambini, giocattoli, tabelloni, etichette, insegne, cartelli direzionali e articoli in tessuto, per incidere articoli in pelle, per realizzare portagioielli personalizzati e molto altro ancora.
Oggi il mercato del taglio e dell'incisione laser CNC è in costante crescita.
La gamma di possibili prodotti è limitata solo dall'immaginazione.
Le dimensioni delle macchine vanno dai modelli di grande formato con un'area di lavoro di 2 per 3 metri ai laser CNC desktop con un'area di lavoro di 50 per 30 cm. Pertanto, è possibile avviare sia una grande produzione di massa che una piccola attività da casa.
Macchina da taglio laser per la casa 
Quindi, come funziona una macchina laser? Da dove viene l'emissione laser?
Come viene creato il laser in una macchina a CO2?
Un raggio laser è un'emissione stimolata coerente monocromatica strettamente focalizzata iniziata in un mezzo di anidride carbonica attiva da un fattore di energia esterno.
O semplicemente messo. Una macchina laser CO2 è dotata di un tubo laser. È una fiaschetta di vetro riempita con una miscela di gas: anidride carbonica, azoto ed elio. La macchina alimenta l'energia elettrica nell'emettitore, che viene convertita in emissione laser a causa della miscela di gas, principalmente carbonio. Questo è il motivo per cui tali macchine utensili sono chiamate macchine a CO2.
Una macchina laser converte l'energia elettrica in emissione laser grazie a un pallone di vetro sigillato con all'interno un mezzo di anidride carbonica, chiamato tubo laser o emettitore.
A differenza della luce solare o della lampada, il laser non si disperde. Questo perché i fotoni che vengono emessi quando una molecola di carbonio viene eccitata hanno la stessa lunghezza d'onda e viaggiano paralleli tra loro.
Il raggio laser esce dal tubo e viene riflesso da un sistema di specchi mobili installati su una macchina. Il primo specchio è fisso ed è montato accanto all'emettitore, mentre gli altri due sono montati su parti mobili della macchina in modo che possano spostarsi in qualsiasi posizione preimpostata.
Ma come fa la macchina a sapere dove spostarsi?
Come fa la macchina a sapere dove spostarsi?
CNC sta per controllo numerico computerizzato. È un principio di programmazione che consente alle parti mobili di una macchina di viaggiare lungo il percorso impostato e di avviare un raggio laser con la potenza richiesta al momento richiesto.
Il controller, una scheda speciale all'interno della macchina, decide dove muoversi e quando accendere il laser. È presente un display con pulsanti per la regolazione e il controllo sullo scafo delle macchine.
L'area di lavoro della macchina è simile a una grande scacchiera con molte coordinate di quadrati. Quando si carica un layout nella macchina e si avvia il funzionamento, il controller inizia a giocare a scacchi con se stesso, determinando da quale casella verso quale spostarsi e quando accendere il laser per eseguire il programma preimpostato.
I moderni controller di tipo RuiDa sono in grado di eseguire sia il taglio che l'incisione in un'unica operazione. Mentre i controller di tipo M2 richiedono un'attività separata per ogni tipo di operazione.
Per avviare i motori, il controller invia un segnale attraverso un driver, un dispositivo che dice ai motori in quale asse, dove e di quanto spostare il gantry o la testa di lavoro della macchina.
Se la macchina muove lentamente la testa laser e imposta un'elevata potenza di emissione durante il funzionamento, otteniamo un impatto così intenso sul materiale che il laser lo attraversa.
L'incisione, invece, richiede un'elevata velocità di avanzamento e una bassa potenza. La macchina si muove velocemente a destra ea sinistra, spostandosi passo dopo passo di 1 mm, come se stesse eseguendo allagamenti bruciando.
La testa laser viaggia a una velocità fino a 400 mm/s e il controller riesce ad accendere e spegnere il laser in una frazione di secondo per produrre un'immagine di alta qualità.
Con il laser si ottengono forme e immagini altamente dettagliate grazie a un'elevata risoluzione e una precisione di posizionamento di 0,01 mm.
I layout vengono preparati in programmi di editing vettoriale, quindi esportati in RD Works e lì convertiti in un codice leggibile dalla macchina. In RD Works vengono impostati i parametri di taglio e incisione e altre impostazioni e la macchina fa il resto.
I vantaggi della lavorazione laser
Il taglio e l'incisione laser sono popolari e molto richiesti a causa di una serie di vantaggi:
- Velocità di elaborazione. L'incisione viene eseguita ad una velocità fino a 400 mm/s e il taglio ad una velocità di 1-150 mm/s a seconda del materiale e del suo spessore.
- Un elenco di materiali: legno, compensato, MDF, truciolare, acrilico, PET, schiuma e altre materie plastiche e polimeri, gomma, paronite, pietra e ceramica, specchio e vetro, cartone, carta, diversi tipi di tessuto, pelliccia e pelle .
- Nessun ulteriore strumento periferico e materiale di consumo, ma per un emettitore laser. Se usato correttamente, un tubo laser durerà fino a 3 anni a seconda della potenza e del produttore.
- Alta qualità di un prodotto finale. Il taglio laser produce un bordo perfettamente uniforme e liscio e durante l'incisione è possibile regolare i parametri per ottenere il contrasto dell'immagine desiderato.
- Il piccolo diametro di un raggio laser consente di disporre gli oggetti schiena contro schiena su un foglio di materiale salva-materiale.
- La produzione è caratterizzata da bassi livelli di rumorosità e polvere.
Quale macchina utensile acquistare?
Le macchine laser sono convenzionalmente suddivise in due tipi: incisori e macchine da taglio.
Qualsiasi macchina laser può sia tagliare che incidere, ma gli incisori laser differiscono nei seguenti parametri:
- dimensione dell'area di lavoro da 200*300 mm a 600*400 mm;
- molto spesso si tratta di modelli da tavolo;
- potenza del tubo laser da 20 W a 60 W.
Caratteristiche della taglierina laser:
- dimensione dell'area di lavoro da 900*600 mm a 2000*3000 mm;
- modello tipo stand, che occupa più spazio in un'officina;
- potenza del tubo laser da 90 W a 180 W.
Pertanto, prima di acquistare una macchina, è meglio determinare le attività che si intende eseguire e i prodotti che si desidera produrre sulla macchina acquistata.
Come selezionare una macchina per il taglio laser? Una guida completa. 
Se vuoi coprire la più ampia gamma di attività, scegli una macchina di medio formato con un'area di lavoro di 900*600 mm o 1200*900 mm, ad esempio la Wattsan 6090 o la Wattsan 1290 , rispettivamente.
16 caratteristiche di una buona macchina laser CNC:
Letto
Durante il funzionamento, soprattutto durante l'incisione, la macchina sostiene forti carichi inerziali dovuti allo spostamento di una testa laser. Questo crea vibrazioni che influiscono negativamente sulla qualità della lavorazione. Un telaio solido e durevole elimina le vibrazioni. Idealmente, dovrebbe esserci un telaio rinforzato all'interno dell'alloggiamento, come sulle macchine Wattsan.
Spessore del corpo
Lo spessore della scocca deve essere di almeno 2 mm in quanto ciò influisce anche sulla rigidità della struttura della macchina, soprattutto per i modelli di grande formato con un'ampia area di lavoro. Il corpo della macchina laser Wattsan è di 2,9 mm.
Gantry
Lo spessore e l'affidabilità del portale influiscono sulla conservazione delle caratteristiche di precisione durante il funzionamento a lungo termine della macchina ad alte velocità. Le macchine Wattsan sono dotate di un gantry in alluminio rinforzato fino a 9 mm di spessore agli angoli.
Posizione dei motori
Se il motore dell'asse Y è situato nell'angolo destro o sinistro del corpo, ciò provoca una distorsione della geometria durante il funzionamento. L'unica posizione corretta del motore è al centro dell'albero dell'asse Y.
Riduttori
I riduttori dividono il passo del motore, ovvero aumentano la risoluzione e alleggeriscono anche il carico dei motori. Il rapporto dei cambi sulle macchine Wattsan è ⅙.
Cinghie
Le cinghie sono un punto debole delle macchine; se non sono rinforzati, si strappano abbastanza spesso. Le macchine Wattsan sono dotate di cinghie rinforzate con passo dei denti 3M.
Sensori finali
I sensori finali induttivi sono più affidabili di quelli meccanici perché non sono soggetti all'esposizione meccanica e quindi durano più a lungo. Inoltre, i sensori induttivi non risentono di sporco, sapone e resine, a differenza di quelli meccanici.
Tubi di soffiaggio
Questo è un altro punto debole delle macchine di bassa qualità. Se si applica più di un atm, il tubo di soffiaggio si strapperà nel punto in cui è attaccato alla testa del laser. Per ottenere un taglio netto sono necessari 2 atm. I tubi di soffiaggio in poliuretano delle macchine Wattsan possono resistere fino a 8 atm.
Ottica e sistema di specchi
Prestare attenzione alla testa di lavoro, in particolare all'innesto dell'obiettivo e al montaggio della testa al gantry. Il facile accesso per la pulizia delle lenti aiuta durante la manutenzione. Le viti a specchio per l'allineamento del percorso ottico dovrebbero essere convenienti. I supporti dello specchio devono muoversi su tutti gli assi per la regolazione.
Diametro ugello
Questo parametro influisce sulla qualità della soffiatura e quindi sulla qualità della lavorazione. Gli incisori laser, come il Wattsan 0503 , sono dotati di un ugello ad espansione per un soffiaggio meno intenso durante l'incisione al fine di evitare che i prodotti della combustione vengano fissati alla superficie del materiale dal flusso d'aria. Mentre sulle taglierine laser, come la Wattsan 6090 , è installato un ugello ridotto che concentra il flusso d'aria, migliorando la qualità del taglio.
Vassoio per la raccolta dei rifiuti
Una buona macchina è dotata di un vassoio per la raccolta dei rifiuti all'interno dell'alloggiamento. Ciò influisce sulla facilità d'uso e rafforza anche la struttura del corpo, protegge il meccanismo di sollevamento del tavolo e migliora l'aspirazione dei fumi.
Meccanismo di sollevamento del tavolo
Un meccanismo di sollevamento a catena è migliore di quello a cinghia perché non si rompe durante il funzionamento.
Sicurezza
L'elettronica della macchina situata vicino ai sistemi di alimentazione dell'acqua della macchina rappresenta un pericolo. È più sicuro posizionare questi elementi sui lati opposti del corpo della macchina.
Montaggio su tubo laser
Il montaggio del tubo laser con viti di regolazione consente di impostarne la posizione senza rimuovere l'emettitore.
Lame e tavola a nido d'ape
Le lame anodizzate impediscono al raggio laser di riattivarsi sul lato posteriore del materiale. Mentre un tavolo a nido d'ape in ferro utilizza magneti al neodimio per contenere materiali sottili come tessuto e pelliccia.
Taglio e incisione laser di tessuti e tessuti 
Potenziometro
Il potenziometro (amperometro) sul corpo macchina permette di selezionare manualmente la potenza di emissione tramite un regolatore. Ciò consente una regolazione manuale più precisa, offre più possibilità di incisione e consente di impostare valori inferiori a quelli che possono essere impostati a livello di programmazione.
Per ulteriori informazioni su questo argomento, scrivi le tue domande nei commenti o contatta il tuo manager Virmer.
