Какие материалы можно резать лазером с ЧПУ?

Лазерный станок с числовым программным управлением работает по принципу сфокусированного светового потока высокой мощности. Компьютер задаёт траекторию движения луча, который прожигает или испаряет материал строго по заданному контуру. Толщина луча достигает 0,2 мм, что позволяет создавать мельчайшие детали и сложные узоры.

Технология даёт три ключевых преимущества перед механической обработкой. Первое — скорость: станок выполняет раскрой листа фанеры 1200×900 мм за 15-20 минут. Второе — точность повторения: каждая деталь получается идентичной предыдущей, что критично для серийного производства. Третье — минимальные потери: ширина реза составляет доли миллиметра, материал расходуется экономно.

Дальше разберём, какие материалы поддаются лазерной обработке, какие типы лазеров существуют и почему некоторые материалы категорически нельзя резать этим способом.

Типы лазеров и их возможности

Выбор типа лазерного излучателя определяет, с какими материалами сможет работать станок. Три основных типа покрывают большинство промышленных и творческих задач.

СО2-лазеры

Газовый излучатель генерирует инфракрасный луч с длиной волны 10,6 микрометра. Этот тип установлен в большинстве станков для резки неметаллов. Трубка содержит смесь углекислого газа, азота и гелия, которая создаёт лазерный поток при электрическом разряде.

СО2-лазер идеально справляется с органическими материалами: дерево, фанера, МДФ, кожа, ткань, картон, бумага. Акрил режет с эффектом полированной кромки. Для обработки металла потребуется мощность от 150 Вт и специальные настройки, но результат уступит оптоволоконному лазеру.

Оптоволоконные лазеры

Луч генерируется в оптическом волокне, легированном редкоземельными элементами. Длина волны составляет 1,06 микрометра, что позволяет металлу эффективно поглощать энергию. Оптоволоконный лазер прожигает сталь толщиной 20 мм, алюминий — до 12 мм.

Технология работает с углеродистой сталью, нержавейкой, алюминием, медью, латунью, титаном. Высокоотражающие металлы вроде меди и латуни, которые отражают до 90% излучения СО2-лазера, поглощают оптоволоконный луч без проблем. Срок службы излучателя достигает 100 000 часов против 10 000 часов у газовой трубки.

Кристаллические лазеры

Активная среда — кристалл иттрий-алюминиевого граната с добавлением неодима (Nd:YAG) или ванадата иттрия (Nd:YVO). Излучатель генерирует импульсный луч высокой пиковой мощности, который подходит для гравировки и маркировки металлов, пластика, керамики.

Кристаллический лазер наносит серийные номера, QR-коды, логотипы на детали из стали, алюминия, титана. Метод востребован на промышленных предприятиях для маркировки продукции. Гравировка получается контрастной и устойчивой к истиранию.

Материалы для лазерной резки

Запрещённые материалы

Некоторые материалы при лазерной обработке выделяют токсичные газы, воспламеняются или повреждают оборудование. Резка таких материалов запрещена из соображений безопасности.

Поливинилхлорид (ПВХ)

Пластик, содержащий хлор, при нагреве выделяет хлористый водород и диоксины. Хлористый водород — едкий газ, который разъедает слизистые оболочки дыхательных путей, глаза, кожу. При контакте с влагой образует соляную кислоту, которая корродирует металлические детали станка: направляющие, подшипники, зеркала.

ПВХ присутствует в виниловой плёнке, пластиковых панелях, линолеуме, искусственной коже на основе ПВХ. Перед резкой проверяйте маркировку материала. Вместо ПВХ используйте полиуретановые или полиэфирные плёнки.

Поликарбонат

Прочный прозрачный пластик при лазерной резке плавится, горит с выделением копоти, кромка получается обугленной и деформированной. Материал впитывает излучение СО2-лазера неравномерно, что приводит к браку.

Поликарбонат применяют для козырьков, теплиц, защитных экранов. Для раскроя используйте механические методы: циркулярную пилу, электролобзик. Лазерная гравировка на поликарбонате также нежелательна из-за низкого качества результата.

Пенополистирол (пенопласт)

Вспененный полистирол содержит до 98% воздуха, что делает его легковоспламеняемым. Луч мгновенно прожигает материал, пенопласт плавится, горит с выделением чёрного дыма, содержащего стирол. Процесс неконтролируемый, возможно возгорание.

Для резки пенопласта применяйте термонож — разогретую проволоку, которая оплавляет материал без горения.

HDPE (полиэтилен высокой плотности)

Плотный пластик, из которого делают бутылки, канистры, трубы, при нагреве плавится и горит. Луч не прорезает материал насквозь, а создаёт оплавленный канал. Полиэтилен выделяет формальдегид при термическом разложении.

Стекловолокно (фиберглас)

Композитный материал из стеклянных волокон и полимерной матрицы при резке образует мельчайшую стеклянную пыль. Частицы размером менее 10 микрон проникают в лёгкие, оседают в альвеолах, вызывают силикоз — профессиональное заболевание с необратимыми последствиями.

Стекловолокно режут алмазными дисками с водяным охлаждением для подавления пыли.

Материалы с клеевым покрытием

Самоклеящиеся плёнки, скотч, клейкая лента при нагреве выделяют токсичные испарения. Клей содержит растворители, которые воспламеняются. Липкий слой загрязняет оптику станка, зеркала и линзы теряют прозрачность.

Факторы качественной резки

Результат лазерной обработки зависит от правильной настройки параметров станка и понимания физики процесса.

Мощность лазера

Параметр определяет, какую толщину материала прорежет луч. Фанера 3 мм требует 60-80 Вт, фанера 10 мм — 100-120 Вт. Избыточная мощность обугливает кромку, недостаточная — не прорезает насквозь. Оператор подбирает значение экспериментально или по таблицам производителя.

Лазерные трубки выпускают мощностью от 40 до 150 Вт для СО2-станков, от 1000 до 6000 Вт для оптоволоконных. Компания «Лазерзнак» поставляет станки с излучателями Reci — проверенный бренд с ресурсом работы до 10 000 часов.

Скорость резки

Чем быстрее движется луч, тем меньше материал нагревается и обугливается. Высокая скорость даёт чистую кромку, но требует большей мощности. Низкая скорость увеличивает зону термического влияния, края темнеют.

Для фанеры 4 мм оптимальная скорость составляет 15-20 мм/с при мощности 80 Вт. Бумагу режут на скорости 100-150 мм/с при мощности 15-20 Вт. Станки с ЧПУ позволяют сохранять проверенные настройки в памяти и использовать их повторно.

Фокусное расстояние линзы

Линза фокусирует расходящийся луч в точку минимального диаметра. Фокусное расстояние — дистанция от линзы до точки фокуса. Короткофокусные линзы (38-50 мм) создают тонкий луч диаметром 0,1-0,15 мм для гравировки мелких деталей. Длиннофокусные линзы (75-127 мм) дают луч диаметром 0,2-0,3 мм для резки толстых материалов.

Правильная фокусировка критична: если луч сфокусирован выше или ниже поверхности материала, кромка получается скошенной или оплавленной. Станки «Лазерзнак» комплектуются набором линз разного фокусного расстояния для разных задач.

Вспомогательные газы

Воздушный или газовый обдув выполняет три функции: удаляет продукты горения из зоны реза, охлаждает материал, предотвращает возгорание. Компрессор подаёт сжатый воздух через сопло, установленное рядом с лазерной головкой.

Для резки металла применяют кислород или азот. Кислород ускоряет процесс за счёт экзотермической реакции окисления, но кромка окисляется. Азот предотвращает окисление, рез получается чистым, но скорость ниже. Давление газа составляет 0,8-1,5 МПа.

Лазерные станки с ЧПУ обрабатывают десятки материалов — от бумаги до стальных листов толщиной 20 мм. СО2-лазеры справляются с деревом, пластиком, тканью, кожей. Оптоволоконные лазеры режут металлы, включая высокоотражающие медь и латунь. Правильный выбор типа лазера и настройка параметров определяют качество результата.

Категорически запрещено резать ПВХ, поликарбонат, пенопласт, стекловолокно из-за выделения токсичных газов и риска повреждения оборудования. Соблюдение техники безопасности — обязательное условие работы с лазерным станком.

Компания «Лазерзнак» семь лет поставляет оборудование для резки и гравировки напрямую от производителя. Каждый станок проходит проверку, настройку и тестирование перед отправкой. Демонстрационный зал в Ярославле позволяет протестировать оборудование на конкретных материалах перед покупкой. Техническая поддержка помогает настроить станок и подобрать оптимальные параметры резки.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли резать металл на СО2-лазере?

СО2-лазер мощностью 150 Вт прорезает тонкую сталь до 1 мм, но скорость низкая, кромка окисляется. Для резки металла используйте оптоволоконный лазер.

Почему кромка фанеры чернеет при резке?

Древесина обугливается от высокой температуры. Снизьте мощность на 10-15%, увеличьте скорость резки, усильте воздушный обдув.

Какая толщина акрила режется лазером?

СО2-лазер мощностью 80-100 Вт режет акрил до 20 мм за несколько проходов. Оптимальная толщина для чистого реза за один проход — 3-10 мм.

Опасны ли испарения при лазерной резке?

Большинство материалов выделяют дым, который раздражает дыхательные пути. Установите вытяжку с фильтром или выведите воздуховод на улицу. ПВХ выделяет токсичный хлористый водород.

Нужно ли менять линзу для разных материалов?

Для гравировки мелких деталей используйте короткофокусную линзу 38-50 мм. Для резки толстых материалов — длиннофокусную 75-127 мм. Универсальная линза 63,5 мм подходит для большинства задач.

Сколько служит лазерная трубка?

СО2-трубка работает 8000-10000 часов при правильном охлаждении. Это 3-5 лет при загрузке 8 часов в день. Оптоволоконный излучатель служит до 100 000 часов.

Можно ли резать зеркало?

Зеркало отражает до 95% излучения, луч возвращается в оптическую систему и повреждает её. Резка зеркал лазером невозможна. Гравировка снимает отражающий слой, создавая матовый узор.

Как часто чистить оптику станка?

Проверяйте зеркала и линзу ежедневно перед началом работы. При резке дерева и МДФ чистите оптику каждые 8-10 часов работы. Используйте безворсовые салфетки и изопропиловый спирт.

Какой станок выбрать для малого бизнеса?

Для сувенирной продукции, декора, изделий из фанеры подойдёт станок с рабочим полем 600×900 мм и лазером 80-100 Вт. Для рекламной продукции выбирайте поле 1200×900 мм и мощность 100-130 Вт.

Нужен ли компрессор для лазерного станка?

Компрессор обязателен. Воздушный обдув удаляет продукты горения, предотвращает возгорание, охлаждает материал. Минимальная производительность — 30-40 л/мин при давлении 0,6-0,8 МПа.