lasery po roce

[Petr Labaj]

Jedním z těch "řešitelů" před rokem byl i já. Tak přidám pár (možná z 
Vašeho pohledu ne zcela optimistických vět).

Jsem docela velkým fandou laserů. Ale protože nějaké i reálně provozuju, 
tak jsem si vědom i omezení.
Mám polovodičový laser s optickým výkonem 5.5W s optikou FAC. Kromě toho 
pak ještě nějaké menší lasery.

Používám to hlavně na papír různého druhu nebo pěnové materiály.
Na ten papír je to skvělé. Řeže to rychle a čistě. Běžný bílý 
kancelářský papír na jeden průchod rychlostí F2000 (tj. 2000mm/min). 
Tlusté křídové papíry, ze kterých dělám šablony, pak F1000.
Takže i složitá šablona je hotová cobydup.

Zvykl jsem si z papíru dělat i modely toho, co pak vyrábím jinou 
technologii, např. 2.5D frézováním. Takže nebudu 30 minut něco frézovat 
z plastu nebo MDF a ničit přitom materiál, ale během minuty si vyfrknu z 
papíru model 1:1 a na něm hned vidím. Takže vím, jestli je návrh z 
pořádku, jestli všechno dohromady sedí a někde třeba něco nepřekáží atd.
Na pěnové materiály (ne pro všechny materiály) je to taky fajn. Např. na 
řezání tvarových výplní atd.
Občas i gumu pro různá tvarová těsnění. Ale to je třeba fakt dobře 
větrat nebo to raději dělat venku.

Takže pro mě je laser opravdu dobrý pomocník a mám ji rád (všechna svá 
zařízení, která mám rád, mám pojmenovaná ženskými jmény).

Ale pro "výkonové" nasazení už výhody nasazení polovodičového laseru zas 
tak ideálně nevidím. A to platí pro mnoho materiálů dokonce i pro jiné 
typy laserů, třeba CO2.
Mínil jste řezání MDF a jiných dřevěných materiálů. Je třeba si 
uvědomit, že laser je prostě jen koncentrované světlo, které se 
pohlcením v materiálu promění v teplo, a ten materiál v místě řezu hoří.
Takže očekávat, že řez dřevěného materiálu bude po uříznutí čistý a řez 
bude v barvě původního materiálu, co asi nevyjde. Prostě z principu 
fungování bude černý s více či méně opáleným okolím.
Dobrý air-assist to opálení trochu omezí, ale ideální to prostě nebude.
Proto třeba já tyto materiály frézují. Jak jsem psal - z papíru si fiknu 
šablonu, zkontroluji a případně na několik iterací poladím, a pak to 
strčím své další kamarádce - frézce.

Kromě opalu je třeba si uvědomit a další omezení. A to je úkos toho 
řezu. Aby tu řezalo dobře, chce to dost krátkou ohniskovou vzdálenost. A 
z toho plyne malá hloubka ostrosti a dost velký úkos stran řezu.
Kromě toho je vhodné polohování v ose Z. Ty jednoduché a laciné 
mechaniky pro polovodičové lasery jsou většinou jen 2-osé. Já mám od 
začátku mechaniku 3-osou (používám tu laserovou hlavu buď na mechanice 
3Dtiskárny nebo frézky). Už bych si práci bez řízené osy Z nedovedl 
představit.

Samostatnou kapitolou je bordel, který provoz laseru způsobuje. Protože 
se jedná o pálení materiálu, tak to generuje spoustu kouře a jiných 
zplodin hoření.
Třeba u CO2 laserů na to výrobci prakticky vždy myslí předem a laser je 
zavřený v bedně a připojitelným odsáváním.
Naproti tomu výrobci polovodičových laserů na to nemyslí prakticky nikdy 
a prodávají své stroje v elegantním lehkém provedení z pár hliníkových 
profilů.
V lepším případě ještě pár lineárů, u těch levnějších jezdí rolny rovnou 
po těch hliníkových profilech.
Takže pro řezání tenkého papíru, kde díky malé tloušťce materiálu, kouře 
moc není. To jde. Ale řezat tak 15mm dřevěný materiál, to už je nějakého 
kouře. A z důvodu kuželového tvaru paprsku není ten řez široký jen třeba 
0.1mm jako u toho papíru, ale nahoře a dole bude kvůli úkosu větší. A 
všechen tento materiál musí shořet.

No a pak nastupuje otázka vlnové délky. Polovodičové lasery této třídy 
většinou pracují na vlnové délce 455nm, tedy modrého světla. Na rozdíl 
třeba od CO2 laseru, který většinou pracuje ve vzdálené IR oblasti na 
vlnové délce kolem 10.7um.
No a z toho plynou dost zásadní rozdíly v použití. Pro to IR je 
neprůhledných mnoho materiálů, které jsou pro modré světlo průhledné. 
Takže proto se CO2 laser dá velmi dobře používat pro pálení materiálů 
typu plexi, kdežto polovodičový laser se s tím velice trápí. Čiré plexi 
neřízne prakticky vůbec, světlo prostě prolítne. Nějaké tmavé plexi 
nějak ano, ale žádná hitparáda to taky není.
Když se dobře vyladí to řezání plexi, tak je řez na CO2 laseru opravdu 
pěkný, s hladkými zatavenými okraji. Jak je vidět na mnoha krabičkách z 
těchto materiálů, které se dneska většinou řežou na CO2 laserech.
Zase kratší vlnová délka může být výhodná  pro popisování některých plastů.
Mám pocit, že taky hadry se někdy řežou polovodičovým laserem. Soudím 
aspoň podle tvaru řezací hlavy, co jsem viděl v nějakých videích z 
fabrik na šití nějakých malosériových výrobků.

Psal jsem o srovnání polovodičových a CO2 laserů, protože ty jsou 
srovnatelné svým principem (oba typu jsou kontinuální lasery) a jsou 
koupitelné za zhruba srovnatelné ceny.
Jiná písnička by to byla v případě pevnolátkových nebo vláknových 
laserů, které jsou pulzní, ale u kterých je cenovka o nulu víc.

Kdybych to měl řešit já:
Pro tenké "papírové" a podobné materiály nebo pro popisování bych si 
určitě koupil polovodičový laser. Ale asi bych se nehnal do extrémních 
výkonů, které jsou pro toto použití zbytečně drahé.
Pokud bych chtěl řezat plexi, tak bych šel do CO2 laseru.
U řezání nějakého dřevěného materiálu, kdybych byl smířen s mizernou 
kvalitou řezu, bych asi šel taky do CO2 laseru.

Ještě k životnosti: trubka CO2 laseru má životnost cca 1000 hodin 
provozu. Čím lepší chlazení (včetně třeba podchlazení), tím delší životnost.
U polovodičových laserů je to různé. Lasery s otevřenou diodou (které se 
ještě tak 2 roky zpět prodávaly skoro výhradně) mají životnost malou. 
Stovky nebo dokonce jen desítky hodin.
Moderní lasery s uzavřenou diodou a interním plynem vevnitř pak naopak 
mají životnou vysokou, v řádů dost velkých tísíců hodin.

Jsem se rozkecal...
PL

*********************

Dne 12.1.2023 v 9:06 Ota Herm napsal(a):
> Zdravím konferenci,
> loni se tu poměrně intenzivně řešily laserové gravírky. Tehdy jsem 
> ještě odolal, ale teď už si jí zřejmě budu muset pořídil. V začátcích 
> bych chtěl řezat převážně materiály podobné dřevu (MDF, HDF, sololit 
> atd.)  a nějaké vhodné plasty (matné černé plexi? štítky). Takže k 
> otázkám:
>
> Jaký výkon potřebuju pro silnější materiály (např. 15 mm MDF)? Vyplatí 
> se jít do 20W, nebo stačí třeba 10W a počkat několik průběhů? Cenově 
> je to trochu jinde.
>
> Uvažuju o něčem jako Sculpfun S30 [PRO/MAX]. Je to dobrý nápad? Máte 
> to někdo? Případně doporučení na podobný s lepší dostupností v EU 
> (nákup na firmu, raději bych podpořil Evropského výrobce).
>
> Používáte s LightBurn kameru?
>
> Samozřejmě jsem zvědavý i na další dobré rady pro začátečníka:-)
>
> Děkuji!
> Ota
>