Технология лазерной резки фанеры и основные отличия от фрезерной обработки

Распиловка плит из клееного шпона – это ответственная работа, которая требует предельной точности. Трудности возникают при необходимости выполнить сложную фигурную обработку. В такой ситуации может использоваться лазерная резка фанеры, которая отличается от фрезерной и ручных инструментов. При выборе этого метода нужно учитывать особенности процесса и множество нюансов.

Отличия фрезерной резки от лазерной

Чтобы выбрать подходящий вариант обработки материала, нужно оценить достоинства и недостатки каждого способа. Хотя в домашних условиях чаще всего используются простые ручные приспособления, для вырезания сложных узоров и обработки краев применяется фрезер (см. фото).

Лазерные устройства встречаются намного реже и зарекомендовали себя в качестве гравера. Аппарат состоит из углекислотной трубки или диодного приспособления и специальных зеркал и линз, за счет чего осуществляется передача создаваемого излучения на поверхность. Лазерный пучок фокусируется в определенном месте и оказывает температурное воздействие, что приводит к испарению (выжиганию) материала с образованием шва минимального размера. Для полноценной резки предпочтительны варианты с достаточной мощностью, оснащенные ЧПУ.

Фрезерные станки с ЧПУ не могут обеспечить такой же тонкий рез, как лазер, зато с их помощью создаются красивые фактурные панно

Особенности фрезерной обработки:

  1. Работа с разными видами материала. Этот способ подходит для создания заготовок из металла, оргстекла и ПВХ. Лазерные приспособления имеют некоторые ограничения по виду обрабатываемой продукции.
  2. Принцип получения рисунка или выпиливания. Для резки используется фреза, которая представляет собой твердосплавную насадку с режущими фрагментами. Устройство погружается в поверхность изделия и постепенно выбирает часть материала. Количество проходов зависит от толщины продукции.
  3. Декоративное многообразие. Фрезерование позволяет получать сложные рисунки и края с нужным фальцем за счет использования разных насадок (профильной, конусной, дисковой, калевочной и других). Регулировка глубины погружения обеспечивает выборку с созданием структуры и объема.
  4. Прямой контакт с материалами. Это осложняет работу с хрупкими изделиями и древесными плитами, которые предрасположены к появлению сколов.
  5. Толщина шва. Выборка происходит постепенно, а для прохода насадки требуется достаточно места. Лазерный луч может быть сфокусирован до 0,01 м.
  6. Невозможность создания острых углов. Фреза имеет скругленную форму, что определяет радиус. Поэтому при необходимости резкого перехода доработка выполняется отдельно.

Учитывается, что фрезеровать без особых трудностей и проблем можно практически все марки плит. К тому же для работы подходит множество разновидностей инструмента.

Какую фанеру можно резать лазером

Лазерная обработка – не самый простой процесс. Для получения качественного результата необходимо точно определить показатели клееной плиты и правильно настроить приспособление.

Необходимо учитывать следующие характеристики фанеры:

  • Марка. Различие между разновидностями заключается в составе, который использовался для склеивания слоев шпона. Чтобы самостоятельно нарезать листы на заготовки, рекомендуется отдавать предпочтение ФБА и ФК. Влагостойкая марка ФСФ не подходит для получения качественных узорных деталей, поскольку смола провоцирует появление следов обугливания.
  • Сорт. Для лазерной резки лучше приобретать изделия 1/1, 1/2 и 2/2 группы качества. Дело в том, что твердые сучки создают проблемы при раскрое.

    Как утверждают специалисты, фанера третьего и четвертого сорта, имеющая явные дефекты, а также влагостойкие листы не подходят для резки на лазерном станке
  • Наличие шлифовки. Хотя этот параметр не является определяющим, на шершавой поверхности присутствует мелкий ворс и множество заусенец, что способствует увеличению задымленности и требует усиления вентиляции.
  • Содержание влаги. Для работы используется только продукция с низкой остаточной влажностью. Это объясняется тем, что непросушенная фанера предрасположена к появлению «факела» или «отстрела» частичек.

Также нарезка имеет несколько особенностей, которые определяются соотношением ряда параметров. Примерные показатели приведены в таблице:

Мощность лазера (Вт) Толщина фанеры (мм) Скорость (мм/с) Количество проходов
Диодные
5,6 2 300 2–3
-/- 3 250 3–4
-/- 4 200 8
-/- 5 100 8–10
Углекислотные (СО2)
30–40 4 30–40 1
40 6 15–20 1
50–60 8 15–20 1
80–90 3 17–20 1
-/- 5 9 1
-/- 6 6 1
Примечание: Показатели могут отличаться, точные данные зависят от производителя устройства, настройки и периода применения. Учитывается, что резка толстых фанерных плит требует более мощной трубки и комплектующих.

Неправильное сочетание параметров режущего приспособления и толщины плиты приводит к появлению обугливания и порче заготовки.

На заметку! Специалисты выделяют специальные виды плит для обработки сфокусированным лучом. Такие варианты относятся к высококачественным и отличаются высокой ценой.

Оборудование

Можно купить заводской станок или сделать лазерный резак для фанеры самостоятельно.

Готовое устройство

Для правильного выбора требуется оценка нескольких основных параметров.

По мощности выделяют следующие варианты:

  1. Бытовые или ручные (4–8 Вт). Это самые простые приборы, которые работают за счет диодного лазера. Хорошо подходят для гравировки, но могут применяться и в качестве резака.
  2. Настольные или отдельно стоящие (до 80 Вт). Рекомендуются для несложных процессов и раскроя небольших заготовок.
  3. Профессиональные. Позволяют обработать детали разного формата и вырезать нужную фигуру за короткий промежуток времени.
  4. Промышленные. Такие устройства имеют высокую мощность и используются на крупных предприятиях с особыми требованиями к качеству, где есть постоянная линия резки.
Принцип действия и перечень основных узлов во всех лазерных агрегатах похожи, разница заключается лишь в мощности, размерах и способности резать материалы с разной плотностью

По площади рабочего поля:

  • 500 х 300 мм;
  • 600 х 900 мм;
  • 1000 х 600 мм;
  • 1200 х 900 мм;
  • 1600 х 1000 мм.

Этот показатель позволяет сразу определить предельный размер обрабатываемого изделия.

Сборка лазерного резака своими руками

Самодельный инструмент можно изготовить разными способами. Например, в домашних условиях реально сделать лазер из DVD-привода. Понять процесс изготовления такого оборудования поможет видео.

Учитывается, что устройства, изготовленные из DVD-привода, не являются полноценной рабочей моделью и подходят исключительно для выжигания узоров.

Для получения функционального приспособления, которое позволит осуществлять распил фанеры, понадобятся следующие комплектующие:

  • Контроллеры. Это «мозг» резака. Применяются преимущественно варианты типа Arduino, M2 Nano или автономные разновидности. Дополнительно требуется прошивка или подходящие драйверы.
  • Программы. Необходимы для составления схемы. Должны иметь функцию преображения в нужный формат. Это исключит необходимость использования дополнительных приложений при загрузке на станок.
  • Лазер. Диодное приспособление с малой мощностью или трубка на основе углекислоты, которые имеют разные характеристики. Учитывается, что СО2 лазеры нуждаются в охлаждении, для этого подходит вода.
  • Линзы. Диодные варианты уже оснащены необходимым элементом, для более мощных устройств используются детали, которые производятся из селенида цинка (ZnSe) и арсенида галлия (GaAs). Нужно правильно выбрать диаметр: для гравировки подходят короткофокусные, для резки – длиннофокусные линзы.
  • Зеркала. Служат для передачи излучения. Предпочтительны разновидности из молибдена.
  • Компрессор для обдува или кулер. Подача воздуха необходима для нейтрализации испарений, рассеивающих луч, и улучшения качества реза.
  • Рельсы типа MGN/SBR или каретка с направляющими.
  • Профиль для гипсокартона или брус под раму.
  • Ремни HTD (15 мм).
  • Источник ВВ-напряжения. Блок питания подбирается под мощность трубки.
  • Лазерная головка. Передает излучение за счет установленных отражающих и преображающих элементов.
  • Насос и датчик для воды.
  • Шаговый электромотор, оснащенный ремневой передачей и редуктором.
  • Расходники, метизы.
Если не брать в расчет изготовление корпуса, то создание лазерного станка с ЧПУ основано на узловой модульной сборке

Технология сборки:

  1. Формируется рама и корпус. Размеры подбираются индивидуально, но с учетом кареток.
  2. Закрепляются направляющие для поперечного хода устройства. Все проверяется на точность, для этого постоянно проводятся замеры.
  3. К основным передвижным деталям фиксируется элемент для рельсы, который понадобится для монтажа каретки под лазерную головку.
  4. Осуществляется установка электромотора. Похожие агрегаты используются в принтерах и плоттерах. Для простоты и синхронности можно задействовать только один мотор, который подключается к валу на всю длину передвижения головки.
  5. Подсоединяется блок питания и управляющие платы, устанавливаются драйверы.
  6. В разделенном отсеке выставляется трубка с подведенным охладителем.
  7. Проводится тестирование и настройка оборудования.

Важно избежать ошибок при подключении питания, в противном случае механизмы могут сразу выйти из строя.

Технология фигурной резки фанерного листа

Алгоритм действий:

  1. По размеру вырезается заготовка, с поверхности удаляется грязь и пыль.
  2. Составляется векторный рисунок. Требуется тщательно продумать все участки. Если планируется вырезать форму или фигуру, то между линиями предусматривается необходимое расстояние.
  3. Оборудование настраивается, выставляется подходящий режим, проверяются все подключения, протирается выпускающая линза.
  4. Запускается программа раскроя. Необходимо следить за качеством обработки. Чтобы избежать ошибок, особенно при отсутствии опыта, обязательно нужно потренироваться.
  5. По завершении процесса питающее устройство отключается.
  6. Проверяется получившийся результат. Если требуется, то вносятся корректировки.
Теоретически режущий станок с ЧПУ не нуждается в постоянном контроле, он должен работать полностью автономно, но в реальности самодельные агрегаты желательно постоянно контролировать, особенно при первых запусках

Осуществлять процесс можно и вручную по шаблонам, но такая нарезка будет уступать автоматической.

Финишная обработка и покраска

Схема процесса:

  1. Вырезанные детали проходят шлифовку, при необходимости обрабатываются края. Это может потребоваться, если лазер оставил обожженные участки.
  2. Элементы пропитываются грунтовкой. Раствор должен подходить по составу к декоративному покрытию.
  3. Покраска проводится при помощи кисточки, валика или распылителя, в зависимости от площади обработки. Нанесение осуществляется в два слоя. Если этого мало, то каждый последующий слой наносится тоньше предыдущего.
  4. Для защиты и придания глянца фанерные детали покрываются лаком.
В отличии от фрезерной обработки, лазерный раскрой предусматривает обязательную шлифовку торцов изделия, после чего кистью или при помощи краскопульта фанера окрашивается

После завершения всех работ декор для дома отправляется на просушку и окончательную сборку.