Деформация и повреждение лазерной трубки чревато не только крупными тратами на приобретение и доставку нового излучателя, но и длительным простоем лазерного станка и, соответственно, убытками вследствие упущенной выгоды. Между тем, большую часть проблем, приводящих к поломке лазерного излучателя можно решить обычной профилактикой и контролем температуры охлаждающей жидкости.
Для того, чтобы помочь вам сохранить вашу лазерную трубку на весь заявленный срок её эксплуатации, в этой статье мы постараемся ответить на ряд вопросов, которые помогут вам в этом, а также позволят чуть лучше понимать функцию и значение системы охлаждения в лазерном оборудовании.
Лазерная трубка СО2 должна охлаждаться всегда!
Конечно, для опытных владельцев лазерных станков это не новость, а многие просто принимают эту аксиому на веру, но тут крайне важно понимать причины:
- Мощность лазерного излучателя напрямую зависит от его температуры. Чем она выше, тем ниже производительность оборудования и, следовательно, ниже КПД всего станка в целом.
- В инструкции по эксплуатации всегда указана вилка температур для лазерной трубки и это не просто рекомендация. Это именно диапазон рабочих температур и выход за его пределы означает осознанное сокращение срока жизни вашего излучателя.
Иными словами, в идеальных условиях, при хорошем охлаждении и без резких перепадов температур ваша лазерная трубка может служить, фактически, годами. Ведь заявленный срок службы - это, по сути, срок за который газ, закачанный в трубку, потеряет свои свойства (по ряду причин), и до наступления этого момента трубка просто не может выйти из строя по иным причинам в случае правильной эксплуатации и обслуживания.
Температура охлаждения лазерной трубки
Без поправки на конкретную модель лазерного излучателя, можно говорить о том, что приближенная к идеалу вилка рабочих температур составляет диапазон от 15 до 17 градусов Цельсия при внешней от 12 до 25 градусов соответственно. Естественно, что трубка продолжит работать и при большем разбросе и даже в диапазоне средних комнатных температур, но продолжительность её жизни в таком случае остаётся под большим вопросом. Если свести всё к тезисам, то мы получим:
- Допустимый диапазон рабочих температур составляет от 14 до 20 градусов Цельсия;
- Колебание температур в системе охлаждения лазерной трубки не должно превышать 2-3 градуса;
- Разница между внешней и внутренней температурами также не должна превышать 10-15 градусов, так как в противном случае высок риск выпадения конденсата.
Из чего состоит система охлаждения лазерного станка?
Любая система охлаждения будет состоять из двух элементов – охлаждающего контура в самой лазерной трубке и внешнего оборудования, осуществляющего циркуляцию жидкости по этому самому контуру. То есть, сам лазерный станок, как правило, не имеет встроенного охлаждающего модуля, что на самом деле является преимуществом, так как оставляет большой простор для модификации вашего станка. Так, если мощности вашей лазерной трубки стало недостаточно для эффективной работы, и вы хотите заменить её на более мощный аналог, то скорее всего вам потребуется и более мощный чиллер.
Почему именно чиллер? Многие начинающие мастера и владельцы лазерных станков с ЧПУ пренебрегают автоматическими системами охлаждения, используя пивные охладители (в лучшем случае) или и вовсе систему из ведра с водой + помпа для прокачки (что вообще не приемлемо). Чиллер в данном случае не только отображает температурный режим в режиме реального времени, но и способен регулировать интенсивность прокачки охлаждающей жидкости, а некоторые модели и вовсе способны прекращать работу станка при выходе за пределы комфортных рабочих температур.
Конечно, кто-то может сказать, что это неприемлемо при поточном производстве, но на практике подобные «передышки», требующие замены охладителя или перенастройки самого чиллера, способны продлить срок службы вашей лазерной трубки в разы и сэкономить вам приличную сумму денег. Ведь в отличие от пивного охладителя или других рукотворных систем охлаждения станка, только чиллер способен осуществлять полноценный контроль температурного режима без постороннего вмешательства.
Конечно, если вы неплохо разбираетесь в данном вопросе, то скорее всего сможете соорудить подобную систему и самостоятельно, но, во-первых, это займёт большое количество времени, а во-вторых, использование подобных кустарных модификаций станка, вероятнее всего, не будет подходить под гарантийный случай.
Автоматические системы охлаждения. Чиллеры для ЧПУ
Как мы уже говорили выше, чиллер следует выбирать, опираясь на несколько критериев:
- Мощность вашего лазерного излучателя;
- Средняя смена рабочего времени;
- Средние показатели температуры в помещении.
Базовым и наиболее простым решением для хобби и любого непоточного производства намаломощных лазерных излучателях является чиллер CW-3000. Эта недорогая автоматическая система охлаждения на базе вентилятора, который дует на резервуар с циркулирующей жидкостью, тем самым поддерживая её температуру. Чиллер CW-3000 очень зависим от температуры в помещении, так как воздушная система охлаждения не способна понизить температуру охлаждающей жидкости ниже температуры окружающей среды. Но всё же он имеет ряд преимуществ, таких как постоянный мониторинг температуры и компактность устройства.
В ситуации, когда нет возможности приобрести более дорогую модель, можно временно решить проблему с минимально возможным охлаждением для этой модели чиллера путём его внешнего охлаждения. Для этого достаточно установить его под кондиционер или установить в специальную холодильную камеру, что обеспечит дополнительное охлаждение за счёт понижения температуры окружающей среды оборудования.
Наиболее продвинутым вариантом являются чиллеры CW-5000 и CW-5200, способные охлаждать жидкость при помощи хладогента (чаще всего – фреона). Применяя данные чиллеры, вы уже можете самостоятельно настраивать диапазон температур и поддерживать вилку на удобном/необходимом вам уровне. Также данные модели систем охлаждения оборудованы сигнальным устройством, которое оповестит вас, если что-то пойдёт не так. Их мощности достаточно для охлаждения лазерных трубок мощностью до 120-160 Вт, а для более мощных (или для более интенсивной работы) вам потребуются уже, соответственно, более производительные модели типа CW-6000, CW-6100 и т.п.
Чем охлаждать лазерную трубку? Тип жидкости для чиллера
Традиционно для охлаждения лазерной трубки в чиллере используется либо дистиллированная вода, либо спирт, либо специальная охлаждающая жидкость – антифриз. У каждой из этих жидкостей есть свои плюсы и минусы, а потому требуется остановиться на них подробнее.
-
Вода является самым распространенным типом охладителя. Причины довольно просты – доступность и дешевизна. Но следует понимать, что речь идёт именно об очищенной, дистиллированной воде, в которой нет побочных примесей, солей и микроорганизмов. Используя обычную воду из-под крана (даже кипяченную), вы рискуете вскоре обнаружить на своей трубке налёт, от которого будет крайне сложно избавиться. Недостаток любой воды в роли охладителя заключается именно в сложности её отчистки и частоте замены.
-
Антифризы – наиболее простое решение для тех, кто в большей степени ценит своё личное время. Преимущество антифризов заключается в их универсальности и безопасности. В них нет примесей, они не разъедают трубку, не оставляют осадков и очень долго нагреваются, что позволяет поддерживать стабильную температуру даже при интенсивной нагрузке на излучатель. К минусам можно отнести дороговизну и мнение о том, что использование антифризов снижает мощность лазерной трубки. Впрочем, последнее не доказано при использовании лазерных трубок от известных и проверенных временем производителей.
- Спирты – здесь всё делается на свой страх и риск и, по сути, примешивание спирта к дистиллированной воде - это попытка добиться эффекта «незамерзайки». Мы не рекомендуем проводить подобные эксперименты, но известно, что люди, глубоко разбирающиеся в теме, способны точно подсчитать пропорции дистиллированной воды и изопропилового спирта (в среднем литр спирта разводится на пять литров воды), но эффективность такой смеси, а главное - её безопасность для лазерного излучателя, остаётся под вопросом.
