Охлаждение лазерной трубки станка

Чтобы лазерный станок служил долго даже при постоянных на него нагрузках и не сломался в самый неожиданный момент, необходимо создать правильные условия его эксплуатации. Охлаждение лазерной трубки станка — одно из этих необходимых действий.

Если лазерная трубка деформируется, чрезмерно перегревается или с ней происходит какая-то другая поломка, то приходится покупать новую деталь для станка, ждать, пока она будет доставлена, тратить время и силы на её замену.

Такой вынужденный простой в производстве, естественно, обернётся финансовыми потерями для компании. Избежать поломки поможет профилактика и контроль температуры лазерной трубки.

Зачем нужно охлаждать лазерную трубку СО2?

Есть несколько аргументов в пользу охлаждения лазерного излучателя.

• Во-первых, высокая температура негативно влияет на его производительность. Чем сильнее греется излучатель, тем ниже его мощность.

• Во-вторых, при высоких температурах трубка изнашивается быстрее. Хотите продлить срок её службы — установите систему охлаждения. Узнать, какой температурный диапазон допустим для вашего оборудования, можно в инструкции.

Если правильно выстроить условия охлаждения и эксплуатации, трубка прослужит вам много лет. Потому что, по сути, «жизненный цикл» трубки равен сроку за который газ в ней потеряет свои свойства. И только небрежная эксплуатация способна вывести трубку из строя раньше срока.

Какую температуру установить в систему охлаждения?

Если нормальная температура в помещении колеблется от 15 до 25 C, то температура жидкости в системе охлаждения должна быть примерно на 10 градусов ниже. То есть, градусов 15-17. Можно и больше, бывали случаи, когда лазер нормально работал при достаточно высокой температуре (26 C) охлаждающей жидкости. Но охлаждающая жидкость должна всё-таки охлаждать, поэтому лучше не допускать таких экстремальных температур.

Если внешняя температура высокая, а охлаждающая жидкость ниже 15 C, нужно следить за тем, чтобы не было конденсата. Выпасть он может на контактах, оптических узлах. Особенно нужно следить за тем, чтобы конденсат не выпал, если у вашего излучателя есть система принудительного охлаждения зеркал.

Если разница внутренней и внешней температур велика, ориентируйтесь на точку росы при настройке.

Охлаждающая система лазерной трубки (СО2 излучателя)

Сама конструкция охлаждающей системы довольно простая. Жидкость циркулирует в специальном герметичном контуре. Это проточная система, в которой жидкость движется под давлением. Она попадает внутрь через входной штуцер, в процессе циркуляции поглощается избыточное тепло. Далее жидкость давлением выталкивается наружу через трубку для охлаждения.

Чистота системы охлаждения

Важно содержать в чистоте не только сам станок, но и его систему охлаждения. Если не ухаживать за ней, внутри может отложиться осадок, грязь, остатки жидкости могут зацвести.

Чтобы этого избежать, нужно следить за герметичностью трубки, заливать в неё дистиллированную воду или другую надёжную охлаждающую жидкость.

Также нужно следить за тем, чтобы полупрозрачное зеркало, из которого выходит луч, было чистым с внешней стороны.

Сливной штуцер должен быть наверху, а в жидкости не должно быть воздушных пузырьков.

Какую охлаждающую жидкость применять, воду, спирты или антифриз?

Хорошая охлаждающая жидкость — залог долгой и успешной работы лазерного станка. На наш взгляд, пока лучше дистиллированной воды ничего не придумано. Почему именно она:

Дистиллированная вода не содержит органических, неорганических или минеральных примесей, поэтому риск отложения осадка отсутствует. Также дистиллированная вода считается мёртвой и цвести не может.

Если вы планируете пользоваться лазером при минусовых температурах, попробуйте антифриз. Лучше разбавлять его с водой в пропорциях, указанных производителем. Тосол в чистом виде может привести к поломке лазерной трубки.

В чём разница между этими жидкостями, и что лучше выбрать для вашего станка, давайте разберёмся.

• Коэффициент теплопередачи. У воды он выше, чем у антифриза. Соответственно, вода лучше охлаждает нагретые элементы, отдаёт тепло в системе охлаждения.

• Электрическое сопротивление. Здесь антифриз тоже проигрывает. У него она ниже, чем у воды. Поэтому, заливая в контур охлаждения антифриз, будьте готовы к падению мощности. Особенно, если вы работаете с CO2 излучателями неизвестных производителей. В них могут быть микротрещины, через которые утекает по антифризу высокое напряжение.

Можно заливать в систему охлаждения спирты, другие смеси.

Если температура в помещении плюсовая, то можно залить смесь изопропилового спирта и дистиллированной воды в соотношении 1:7.

При минусе за бортом замените изопропиловый спирт в смеси на пропиленгликоль в пропорции, рекомендованной производителем.

Оборудование для системы охлаждения

Для контроля температуры вы можете использовать как стандартные решения, так и попытаться собрать что-то из подручных средств и запчастей от другой техники. Готовые решения дороже, но работать они будут точно. Но, если вы владеете инженерными навыками, то конечно, не смеем вас ограничивать.

Помпа прокачки воды + резервуар

Это типовое решение, которое поставляется в комплекте с большинством станков. Помпы с резервуарами отличаются объёмом и мощностью. Чем больше станок, тем выше мощность требуется.

При работе с такой системой охлаждения необходимо следить за тем, чтобы в воду не попали сторонние частицы и загрязнения.

Один из неочевидных плюсов такой системы — поддержка нормального уровня влажности в помещении.

Добавить эффект охлаждения в помпу просто. Достаточно добавить лёд, залить воду из холодильника или поставить в холодильник резервуар с водой. Прежде чем менять жидкость в помпе, не забудьте выключить станок.

Чиллеры для лазерного станка

Альтернатива помпам — чиллеры.

Чиллер — система принудительного воздушного охлаждения. Выбирать его нужно по следующим параметрам:

• мощность излучателя;

• планируемый объём производства;

• температуру в помещении;

• продолжительность смены.

К плюсам чиллера можно отнести то, что он компактнее, чем помпа, в нём больше возможностей для настроек и есть система оповещения, если что-то пойдёт не так. Например, будет нарушена циркуляция потока или перегреется охлаждающая жидкость.