В компании Yonglihao Machinery мы вырезаем детали из бумаги. Мы изготавливаем их для прототипов, образцов упаковки, этикеток, шаблонов и вкладышей для презентаций. Бумага кажется простым материалом. Но под воздействием лазера она ведет себя как быстро воспламеняющийся материал. Контролируйте подвод тепла, поток воздуха и движение. Тогда вырезанные детали из бумаги получаются четкими, воспроизводимыми и без пятен.
В этом руководстве показан принцип работы лазерной резки бумаги. В нем рассматривается, какой тип лазера подходит для вашей задачи, какая бумага лучше всего подходит, и как настроить параметры для получения чистых разрезов без пригорания. Мы добавили практический алгоритм работы, а также основные правила техники безопасности и рекомендации по устранению неполадок. Это поможет вам перейти от первого теста к надежному производству.
Что такое лазерная резка бумаги?
Лазерная резка бумаги — это цифровой метод. Она выполняет бесконтактную резку, создавая точные формы и удаляя бумагу по запрограммированной траектории. Главная причина использования лазера — высокая детализация. Это позволяет избежать механической нагрузки или деформации листа.
Лазерная резка отлично подходит для сложных геометрических форм. Она обеспечивает высокую повторяемость или позволяет быстро вносить изменения в дизайн. Лазерная резка помогает получить чистые края на деликатных узорах, которые при использовании ножа могут порваться или расслоиться.
Это не всегда лучший инструмент для любой работы с бумагой. Для прямых разрезов стопок листов гильотина может быть быстрее. Для одного фиксированного шаблона при очень большом объеме производства использование жесткой оснастки может снизить себестоимость единицы продукции. Это происходит после того, как оснастка окупается.
Дополнительная литература: Лазерная резка листового металла: процесс, виды и советы.
Как работает лазерная резка бумаги?
Лазерная резка бумаги фокусирует энергию в небольшой точке. Затем эта точка перемещается вдоль заданной траектории. Бумага быстро нагревается, а затем разрушается, испаряясь или испаряясь в месте прореза. В результате остается контур разреза.
Бумага тонкая и имеет малую массу. Она быстро достигает температуры воспламенения. Слишком длительное время выдержки приводит к образованию большинства следов горения. Время выдержки увеличивается при слишком низкой скорости. Оно возрастает, когда луч останавливается на поворотах. Оно увеличивается, когда система движения замедляется на крутых поворотах.
Программное обеспечение и управление движением имеют такое же значение, как и мощность. Чистый срез бумаги достигается благодаря скоординированным решениям. К ним относятся стратегия траектории, ограничения ускорения, поведение на поворотах и воздушный поток. Воздушный поток рассеивает дым, прежде чем он запачкает волокна.
CO2-лазеры против диодных лазеров для работы с бумагой: какой из них лучше подойдет для вашей задачи?
Для большинства операций по нарезке бумаги... CO2-лазер Это наиболее эффективный метод. Он отличается высокой скоростью, стабильным качеством кромок и производительностью. Бумага хорошо поглощает волны CO2. Многие платформы для работы с CO2 оснащены системами стабилизации движения и эффективным отводом воздуха.
Диодный лазер также хорошо подходит для резки бумаги. Он подходит для мелкоформатной печати в небольших объемах. Компромисс заключается во времени и стабильности процесса. Это особенно важно, когда требуется высокая детализация или быстрая серийная печать.
Ниже приведено практическое сравнение. Оно поможет вам сделать выбор, исходя из специфики вашей работы, а не только технических характеристик.
| Фактор | CO2-лазер (типовая посадка) | Диодный лазер (типовая комплектация) |
|---|---|---|
| Лучше всего подходит для | Быстрая и воспроизводимая резка; серийное производство; чистые кромки | Небольшие тиражи; любительское/легкое производство; бюджетные установки |
| Пропускная способность | Достичь более высоких скоростей проще. | На практике часто работает медленнее при плотной компоновке. |
| однородность кромки | Как правило, мощность увеличивается при правильной настройке воздушного потока/выхлопа. | Может быть отличным, но более чувствителен к настройкам. |
| Управление рабочим пространством | Многие системы поддерживают надежные варианты вытяжной вентиляции/поддона. | В зависимости от платформы и типа корпуса, могут быть существенные различия. |
| Кривая обучения | Умеренный; выигрывает от соблюдения процессной дисциплины. | Умеренный; требует тщательной настройки во избежание пригорания. |
Мы не рекомендуем использовать лазерные станки для резки бумаги стопками. Для большинства видов работ лучше всего подходят отдельные листы. Воздушный поток может приподнять верхние слои, что создаёт риск смещения или возгорания.
Лучшая бумага для лазерной резки: виды, толщина и покрытие.
Лучшая бумага остается ровной. Она чисто режется на нужной скорости. Она оставляет мало сажи. Толщина, структура волокон, поверхностное покрытие и цвет влияют на распространение тепла. Они влияют на образование дымовых отложений по краям.
Для повседневного использования хорошо подойдет обычная офисная бумага. В качестве базового значения используйте бумагу плотностью ~80–100 г/м². Более плотный картон тоже хорошо режется, но требует более медленных движений. Уделяйте больше внимания углам и маркировке.
Копировальная и офисная бумага: Копировальная и офисная бумага легкодоступна. Она чисто режется при низкой мощности и высокой скорости. Подходит для контрольных карточек и проверки точности геометрии. Ее недостаток — скручивание и подъем. Это происходит при слишком сильном потоке воздуха.
Картон: Картон хорошо сохраняет четкость деталей в готовых изделиях. Он лучше держит форму. Хорошо подходит для сборки. Снизьте скорость при работе со сложными узорами. Настройте поведение углов, чтобы избежать образования коричневых углов.
Крафт-бумага: Края крафт-бумаги сильнее подвержены обесцвечиванию. Она хорошо режется. Но контроль за дымообразованием важнее. Хорошая вытяжка помогает. Умеренное количество тепла позволяет сохранить края чистыми.
Картон: Картон подходит для моделей и макетов. Он производит больше дыма. На обратной стороне могут оставаться следы, если платформа отражает тепло. Используйте сотовый или игольчатый стол. Поддерживайте стабильный поток воздуха. Замедлите изменение направления потока.
Переработанная бумага / Маркерная бумага / Специальная бумага: Листы из переработанных материалов и специальные листы различаются по составу волокон и наполнителей. Это влияет на их чувствительность к резке и окрашиванию. Сначала проведите небольшую серию тестов. Сделайте это перед выпуском партии.
Мелованная / Глянцевая / Печатная бумага: Покрытия и густые чернила изменяют конденсацию дыма. Они влияют на распространение тепла. Эти бумаги можно резать. Но необходимы пробные разрезы. Особое внимание следует уделить вентиляции. Если поверхность легко обесцвечивается, отдайте приоритет скорости и циркуляции воздуха. Это важнее, чем идеальная белизна краев.
Настройка и базовые параметры для резки бумаги без пригорания
Для качественной резки бумаги необходим контроль температуры на единицу длины. Не допускайте попадания дыма обратно на срез.
Начните с отдельных листов. Используйте минимальную мощность, обеспечивающую достаточную скорость резки. Увеличивайте скорость до тех пор, пока резка не перестанет давать сбои. Немного уменьшите скорость для обеспечения запаса по краям.
Логика отправной точки
Выберите низкий или умеренный уровень мощности. Выберите высокую скорость перемещения. Для резки бумаги требуется мало энергии. Избыточная мощность приводит к пригоранию.
Настройки в процентах различаются в зависимости от модели аппарата. Аппараты отличаются максимальной мощностью, оптикой, размером пятна и выходной мощностью. Ориентируйтесь на результат резки. Стремитесь к полному прорезанию, минимальному потемнению и отсутствию сильного копоти.
Хорошо работает простая калибровочная петля:
- Запустите небольшую тестовую карту. Используйте несколько ступеней скорости при одном умеренном уровне мощности.
- Найдите максимально возможную скорость, которая обеспечит плавное прохождение трассы.
- Если на приемлемых скоростях прорыв цепи не происходит, немного увеличьте мощность. Повторите процедуру.
Контроль фокусировки, ширины пропила и углов
Углы сильнее нагреваются. Движение замедляется при смене направления. Это увеличивает время задержки. Это повышает нагрев. Решение заключается в улучшении поведения автомобиля на поворотах, а не в увеличении потока воздуха или мощности.
Способы уменьшения негативного влияния узких мест включают в себя:
- Снизьте мощность в поворотах, если это позволяет ваш контроллер.
- Немного снизьте общую мощность. Компенсируйте это скоростью на прямых участках.
- Отрегулируйте ускорение/рывок. Избегайте пауз на резких участках.
- Внутренние углы в конструкции следует немного закруглять, если это допустимо. Это обеспечивает плавность движения.
Поддерживайте точную фокусировку. Плохая фокусировка рассеивает энергию. Она расширяет пропил. Она увеличивает зону термического воздействия. Она делает края более темными. Следуйте инструкциям по фокусировке, указанным на вашем станке. Перепроверяйте после смены материала.
Воздушная поддержка и выхлоп
Подача воздуха удаляет дым из пропила. Она уменьшает количество тлеющих частиц в зоне резания. Слишком большое количество воздуха может приподнять тонкие листы. Это нарушает выравнивание.
Используйте минимальный поток воздуха. Он должен обеспечивать чистоту пропила, не колыхая бумагу. Если лист смещается, уменьшите давление воздуха. Прижмите лист мягким прижимом. Или перейдите на платформу, которая равномерно поддерживает лист.
Вытяжка играет ключевую роль в получении чистых результатов. Плохая вытяжка позволяет дыму рециркулировать, оставляя пятна на кромке и поверхности среза.
Кровать и прижать
Не кладите бумагу на твердую плоскую поверхность. Тепло и отражения от рабочей поверхности могут оставлять следы на обратной стороне. Это влияет на более светлые виды бумаги. Сотовая рабочая поверхность или стол с перфорацией предотвращают пригорание с обратной стороны. Они пропускают луч и рассеивают тепло.
Если отслоение бумаги происходит часто, используйте следующие методы:
- Наклейте на углы ленту с низкой степенью клейкости. Не приклеивайте её за пределы зоны разреза.
- Небольшие магниты на ферромагнитном основании, если это возможно.
- Осветительная рама или светильник. Он удерживает периметр в ровном положении.
- Снижена подача воздуха, но усилен выхлоп.
От подготовки файлов до готовых деталей
Надежный рабочий процесс предотвращает большинство сбоев при работе с бумагой. Избегайте таких неожиданностей, как двойная резка, перекрывающиеся линии и крошечные несвязанные фрагменты. Эти проблемы возникают в процессе резки.
Контрольный список проектной документации
Начните с чистых векторов. Соедините контуры. Замкните их там, где это необходимо. Избегайте дубликатов. Перекрывающиеся линии вызывают выгорание. Лазер проходит дважды.
Организуйте слои резки. При гравировке и резке сначала гравируйте, а резку выполняйте в последнюю очередь. Детали останутся на своих местах.
Если в вашей конструкции используются тонкие перемычки, спланируйте обеспечение устойчивости детали. В процессе производства небольшие выступы уменьшают смещение детали. Они повышают выход годной продукции.
Пробные разрезы и быстрая калибровка
Сначала протестируйте на обрезках из той же партии бумаги. Включите прямые отрезки, крутые углы и небольшие радиусы. Бумага ведет себя по-разному на выкройках с большим количеством углов и на длинных прямых отрезках.
Используйте тест для корректировки одной переменной за раз:
- Для устранения коричневых краев: уменьшите мощность, увеличьте скорость или улучшите контроль на поворотах.
- Чтобы избежать сквозного прохождения сигнала: немного увеличьте мощность или немного уменьшите скорость.
- Для борьбы с отложениями сажи: улучшите выхлопную систему, сократите время задержки, обеспечьте беспрепятственный поток воздуха через пропил.
Выполнение и обработка сокращений
Следите за процессом резки. Бумага быстро воспламеняется. Выявляйте проблемы на ранней стадии. Если вы видите свечение в месте пропила или пламя, остановите работу. В первую очередь отрегулируйте настройки или поток воздуха.
При отделении деталей избегайте отрывания хрупких участков. Поднимите лист. Дайте мелким деталям отделиться. Используйте мягкие инструменты для отделения хрупких элементов. Избегайте разрывов.
Для обеспечения чистоты презентационных материалов держите руки и рабочую поверхность в чистоте. Бумага легко впитывает масла и сажу. Это может привести к появлению следов пригорания.
Качество, безопасность и устранение неполадок
Резка бумаги — безопасный и воспроизводимый процесс. Относитесь к нему как к контролируемому термическому процессу, а не как к любительскому ремеслу. Предотвращайте возгорание. Контролируйте дым. Поддерживайте равномерную скорость движения.
Основные принципы безопасности
Используйте защитные очки, соответствующие длине волны вашего лазера. По возможности проводите работу в закрытом помещении. Избегайте мест общего пользования. Отражения и воздействие лазерного луча могут повлиять на окружающих.
Никогда не оставляйте резку бумаги без присмотра. Держите подходящий огнетушитель поблизости. Уберите с рабочей зоны все обрезки. Остановитесь, если увидите пламя или раскаленные обломки.
контроль дыма/дыма
Вентиляция защищает здоровье. Она улучшает качество резки. Неудаленный дым оседает на волокнах бумаги, проявляясь в виде коричневых или серых пятен. Стабильная вытяжка снижает вспышки пламени от горячих обломков.
Если вы заметили дымку в боксе, устраните её. Это проблема качества и безопасности. Улучшите циркуляцию воздуха. Проверьте фильтры и воздуховоды на наличие засоров.
Карта поиска и устранения неисправностей
Используйте эту карту дефектов для диагностики распространенных неисправностей.
| Симптом | Наиболее вероятная причина | Быстрое решение |
|---|---|---|
| Коричневые края / ожог | Избыточный подвод тепла (слишком низкая скорость, слишком большая мощность, задержка в углу). | Увеличьте скорость, уменьшите мощность, включите снижение мощности в поворотах. |
| Не прорезая | Слишком низкий уровень теплопередачи или неправильная фокусировка. | Немного увеличьте мощность, немного уменьшите скорость, перефокусируйтесь. |
| Сильное копоть / пятна | Плохая выхлопная система, рециркуляция дыма, слишком длительное время задержки. | Улучшенная выхлопная система, ускорение, снижение мощности, чистый пропил со стабильной подачей воздуха. |
| метки на обратной стороне | Обратный поток/тепло от твердого слоя | Используйте сотовую/шиповидную структуру подложки, увеличьте расстояние от источника света до поверхности, уменьшите отражения с нижней стороны. |
| Бумага движется / трепещет | Слишком сильная подача воздуха, слишком тонкий лист, плохое крепление. | Уменьшите количество воздуха, слегка прижмите кровать, используйте более надежную опору для кровати. |
| Мелкие детали разрыва/повреждения | Частичное прорезание или слабые мостики | Обеспечьте полную сквозную резку, отрегулируйте мосты конструкции, добавьте выступы. |
Распространенные ошибки
Распространенная ошибка — попытка резкой с большей мощностью. На самом деле проблема заключается во времени воздействия. Теоретически мощность редко является ограничением. Ограничением являются датчики движения и дымоудаления.
Ещё одна ошибка — резка на ровной поверхности. Это приводит к появлению следов на обратной стороне. Правильная настройка станины часто помогает больше, чем изменение параметров.
Пропуск пробных нарезок — пустая трата времени. Бумага различается в зависимости от партии. Двухминутная пробная нарезка позволяет избежать доработок.
Заключение
Лазерная резка бумаги позволяет получать острые, воспроизводимые детали. Обеспечивает чистые кромки. Контролирует подвод тепла, углы и образование дыма. В большинстве производственных процессов CO2-лазеры обеспечивают высокую скорость и стабильность. Диодные лазеры подходят для небольших, малосерийных работ.
Для получения надежных результатов начните с правильной бумаги. Нарезайте отдельные листы. Используйте сотовый или перфорированный стол. Настройте параметры с помощью тестовой карты. Поддерживайте стабильный поток воздуха. Приоритет отдавайте вытяжке. Учитывайте задержку воздуха в углах как ключевой фактор качества.
В Yonglihao Machinery мы поддерживаем профессионалов. услуги лазерной резки.Мы делаем это для прототипы и мелкосерийное производство. Клиентам необходимы точность и быстрая итерация. Сообщите тип бумаги, толщину (г/м²), файл проекта и целевое количество. Мы можем предложить надежный метод резки. Мы поставляем чистые, воспроизводимые детали.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли разрезать бумагу лазером, не сожгя её?
Да, можно. Минимизируйте время выдержки. Контролируйте дым. Используйте низкую мощность при высокой скорости. Поддерживайте точность фокусировки. Уменьшите перегорание по углам с помощью регулировки мощности в углах или настройки движения. Протестируйте на обрезках из той же партии бумаги перед началом производства.
Какую бумагу следует избегать (с покрытием, очень тонкие листы)?
Сначала избегайте очень тонкой бумаги. Она скручивается. Легко воспламеняется под воздействием тепла и воздушного потока. Бумага с покрытием или глянцевая бумага не запрещены. Но их необходимо тщательно проверять. Они легче пачкаются. Ведут себя непредсказуемо. Если лист издает сильный запах или чрезмерное количество дыма, прекратите использование. Проверьте вентиляцию и плотность прилегания материала.
С каких настроек мне следует начать на своем компьютере?
Начните с низкой или средней мощности. Используйте высокую скорость перемещения. Настраивайте по результату. Начальная точка зависит от мощности вашего аппарата и оптики. Используйте небольшую тестовую карту с шагом регулировки скорости. Стремитесь к полному прорезанию с минимальным подрумяниванием. Оставьте небольшой запас прочности на случай вариаций в партии.
Почему углы горят сильнее, чем прямые участки?
Повреждение углов происходит из-за замедления работы станка при смене направления. Это увеличивает время задержки в углу. Дополнительное время увеличивает локальный нагрев. Это приводит к потемнению кромки. Исправьте это, уменьшив мощность в углу. Сгладьте геометрию углов там, где это возможно. Настройте ускорение, чтобы избежать пауз.
Можно ли сложить несколько листов друг на друга, чтобы быстрее резать?
В большинстве случаев — нет. Стопки бумаги смещаются под воздействием воздушного потока. Глубина фокусировки лазера ограничена. Верхние листы могут приподниматься, смещаться или воспламеняться. Качество резки становится непостоянным. Для получения стабильных результатов и обеспечения безопасности режьте отдельные листы. Вместо этого оптимизируйте скорость и компоновку.
CO2 против диода: что лучше для промышленного производства или для любительского использования?
CO2 лучше подходит для производства. Он обеспечивает более высокую производительность и стабильные результаты. В сочетании с мощным выхлопом и устойчивым движением он обеспечивает более высокую производительность. Диод подходит для любительского или мелкосерийного производства бумаги. Он режет бумагу с низкой мощностью. Однако диод чувствителен к настройке при плотной компоновке или больших объемах производства.
