Охлаждение лазерной трубки станка с ЧПУ (СО2 лазера)
Охлаждение лазерной трубки станка с ЧПУ (СО2 лазера)
В данном материале мы подробно разберем вопросы охлаждения лазерной трубки станка с ЧПУ. Здесь вы точно получите ответы на вопросы:
- Как устроена система охлаждения лазерной трубки
- Какую охлаждающую жидкость применять
- Какую температуру устанавливать
- Что из оборудования лучше использовать
- Как, чем и когда очищать систему охлаждения лазерного станка
- Какой чиллер лучше, CW-3000 или CW-5200
- Эффективна ли помпа прокачки воды и как ее подключить к лазерному станку
Ну, и конечно же, какой подойдет пивной охладитель и как его можно использовать
+ Много дополнительной информации по охлаждению лазерной трубки.
Смотрите видео с тестами, примерами, инструкциями и читайте статью дальше.
ВИДЕО. Охлаждение лазерной трубки
Почему необходимо охлаждать лазерную трубку СО2?
Во-первых, при высоких рабочих температурах снижается мощность излучателя, а по-другому, теряется его производительность. Во-вторых, высокие температуры влияют на ресурс лазерной трубки. По-хорошему, чем ниже температура, тем дольше трубка проработает.При правильных условиях эксплуатации трубки могут эффективно работать годами. Именно поэтому им необходимо принудительное охлаждение теплоотводящей жидкостью.
Какую температуру устанавливать в системе охлаждения?
Оптимальная стабильная рабочая температура - 15-17 °C при комнатной температуре от 15 °C до 25 °C. Можно меньше. Допускается и больше. Нам известны случаи работы лазерного излучателя с сохранением его рабочих характеристик при температуре охлаждающей жидкости в 26 градусов, но следует учитывать, что это не должно быть постоянной практикой. Избегайте перегрева.В том случае, когда вы устанавливаете в системе охлаждения температуру ниже рекомендуемой при высокой внешней, то следите за тем, чтобы на лазерной трубке, а особенно на полупрозрачном зеркале (откуда из трубки бьет луч) и контактах не выпадал конденсат. Пристальное внимание этому следует уделять, когда у вашего СО2 излучателя принудительное охлаждение глухого и полупрозрачного зеркала.
При большой разнице внешней и внутренней температур устанавливайте в системе охлаждения температуру, ориентируясь на точку росы.
Охлаждающая система лазерной трубки (СО2 излучателя)
По факту все выглядит достаточно просто. В лазерной трубке для охлаждающей жидкости предусмотрен специальный герметичный контур, в котором циркулирует жидкость. Попадает она в этот контур через специальный входной штуцер, а уходит через выходной или сливной. Это проточная система. Жидкость попадает в контур под давлением. Протекая, она поглощает избыточное тепло и так же под давлением выходит из трубки для охлаждения.
Чистота системы охлаждения
Всю систему охлаждения необходимо держать в чистоте и проверять, чтобы там не образовывалось осадков, отложений, грязи, не возникало цветения. Именно поэтому в систему охлаждения вы должны заливать проверенную охлаждающую жидкость (мы рекомендуем дистиллированную воду), а также следить за ее герметичностью, чтобы загрязнения в нее не попадали из вне.В процессе эксплуатации в лазерной трубке вместе с охлаждающей жидкостью не должно быть пузырьков воздуха. Устанавливайте ее таким образом, чтобы выходной (сливной) штуцер был вверху.
И еще один совет, следите за чистотой полупрозрачного зеркала с внешней стороны (откуда выходит лазерный луч).
Какую охлаждающую жидкость применять, воду, спирты или антифриз?
Мы рекомендуем применять в качестве охлаждающей жидкости дистиллированную воду, потому что она не содержит химических примесей, которые могут оседать в трубке, и если вода действительно дистиллированная, а это мертвая вода, то она цвести не должна.В случае эксплуатации лазерной трубки при температурах ниже нуля вы можете использовать антифриз (тосол), но только на свой страх и риск. Помните, что антифриз может навредить лазерной трубке и привести ее в негодность. В зависимости от условий эксплуатации допускается разбавление антифриза водой в соответствующих пропорциях по инструкции производителя.
В чем разница между дистиллированной водой и антифризом для лазерного станка? Во-первых, у них разный коэффициент теплопередачи. У воды он больше, следовательно, она лучше забирает тепло от нагретого элемента, и лучше его отдает непосредственно в системе охлаждения лазерной трубки. Во-вторых, вода имеет большее электрическое сопротивление, а все антифризы - меньшее электрическое сопротивление, что сказывается на падении мощности. И это особенно необходимо учитывать при эксплуатации так называемых NO NAME СО2 лазерных трубок непонятного производителя, в которых в силу конструктивных особенностей может происходить утечка высокого напряжения именно по антифризу через микротрещины.
Можно ли использовать в качестве охлаждающей жидкости спирты и другие смеси? Можно, если это не навредит лазерной трубке.
К примеру, при температуре окружающей среды выше нуля, вы можете попробовать смесь дистиллированной воды и изопропилового спирта в расчете 1 литра спирта на 5-7 литров воды.
Если температура окружающей среды ниже нуля, то попробуйте смесь дистиллированной воды и чистого пропиленгликоля в пропорции, рекомендуемой производителем спирта.
Оборудование для системы охлаждения
Для охлаждения жидкости вы можете использовать как готовые стандартные решения, так и самостоятельно сконструировать агрегаты, к примеру, из деталей кондиционера, старого холодильника, а также, пивной охладитель.Каждое решение имеет право на жизнь. Но, делая выбор между дорогим - готовым, и дешевым - самопальным, вы должны понимать, что первое будет все-таки работать стабильнее второго, если вы не владеете навыками инженера.
Но, сэкономить можно и в том случае, если вы не Кулибин. Давайте разберемся во всем по-порядку.
Помпа прокачки воды + резервуар
Это самое простое решение, которое идет в комплекте каждого лазерного станка. Задача помпы - гонять жидкость по кругу. Они отличаются мощностью и размерами. Для маленьких полупрофессиональных лазерных станков подойдут маломощные небольшие, а для больших - крупнее с более совершенными характеристиками. Создавая систему охлаждения с помпой прокачки воды, озаботьтесь о ее герметичности, следите за тем, чтобы в жидкость не попадало грязи. Помимо этого герметичность обеспечит нормальную влажность в помещении, где будет эксплуатироваться лазерный станок.Какой резервуар с жидкостью следует использовать? Все зависит от мощности лазерной трубки и температуры окружающей среды. К примеру, в обычных условиях при температуре окружающей среды в 22 градуса для лазерного станка MCLaser 3020 с мощностью излучателя в 40 Вт или Kimian 4040 с лазерной трубкой в 50 Вт мы рекомендуем использовать резервуар объемом 80 литров.
Систему с помпой прокачки воды можно сделать с охлаждением, поставив, к примеру, резервуар в холодильник. Второй вариант - добавлять в резервуар лед. Некоторые замораживают воду в пластиковых бутылках.
За температурой жидкости в данном случае можно следить с помощью погружного термометра или установить контроллер.
Помните, что менять охлаждающую жидкость в такой системе можно только при выключенном лазерном станке.
Как подключать помпу к лазерному станку - смотрите в нашем видеообзоре.
Чиллеры для лазерного станка
Чиллеры относятся к готовым решениям с принудительным охлаждением. Условно их можно разделить на домашние и промышленные. Выбирают чиллер, ориентируясь на время эксплуатации станка в рабочую смену, объемы производства, температуры окружающего воздуха, мощность лазерной трубки.Недорогой CW-3000 представляет собой простую систему с принудительным воздушным охлаждением. Внутри этого чиллера стоит помпа прокачки воды, резервуар, на который дует вентилятор, а также система управления и сигнализации. CW-3000 не сможет охладить жидкость ниже температуры окружающего воздуха, поэтому не получится его использовать эффективно, если в помещении жарко. Помните, оптимальная рабочая температура лазерной трубки - 15-17 градусов.
Преимущество CW-3000 над системой охлаждения с помпой прокачки воды в том, что с ним вы сразу получите герметичную систему охлаждения лазерной трубки, а также систему оповещения, если охлаждающая жидкость перестанет циркулировать + он занимает меньше места в сравнении с 80-ти литровым резервуаром.
С CW-3000 возможно сделать систему с принудительным охлаждением. Первый способ - поставить чиллер в холодильник. Второй - сделать промежуточный резервуар и установить его в холодильник. Некоторые ставят его под кондиционер.
Чиллеры CW-5000 и CW-5200 - более совершенные промышленные агрегаты с принудительным охлаждением на базе хладогента, в качестве которого выступает фреон. В этих чиллерах вы можете настраивать диапазон рабочих температур.
У CW-5000 и CW-5200 помимо системы оповещения при сбое водного потока, есть индикация и звуковой сигнал при перегреве охлаждающей жидкости выше установленного значения.
Эти чиллеры можно смело использовать для охлаждения лазерных трубок мощностью до 100 Вт, для более мощных подойдут CW-6000, CW-6100 и другие старшие модели.
Пивной охладитель
Это альтернатива чиллерам. Принцип работы у него такой же, но стоит он в разы меньше.
Свое решение
В стремлении сэкономить можно нафантазировать много чего. Как говорится, на вкус и цвет товарищей нет. Главное, чтобы работало и давало результат.