Лазерная трубка CO2 – это излучатель и ключевая деталь лазерно-газового (углеродного) станка. Ее параметры непосредственно влияют на производительность и качество обработанных материалов или изделий. Поскольку такие станки являются очень популярными и могут работать практически с любыми заготовками, кроме металлических, то их главный элемент тоже весьма востребован.

Конструкция и принцип действия

По своей конструкции лазерная трубка СО2 – это герметично запаянная стеклянная колба, состоящая из нескольких автономных емкостей. Одна из них заполнена углеродом с добавлением азотно-гелиевой смеси. Под действием электроимпульса в этой газовой среде происходит реакция создания фотонов с образованием лазерного излучения, которое затем формируется в луч и используется для работы станка.

Сам процесс происходит в таком порядке:

• электроимпульс поступает от электродов, находящихся внутри емкости;
• в этом же отделении располагается система зеркал, которые придают фотонным частицам ускорение и задают направленность движению;
• световой пучок выходит через прозрачные части на зеркальной поверхности и при попадании на линзу фокусируется в луч;
• за счет покрытия внутренних стенок серебром, играющим роль катализатора, обеспечивается более высокая мощность и повышается скорость фотонов;
• для регулировки мощности излучения используются интегрированные резонаторы.

Поскольку формирование лазерного луча сопровождается выделением большого количества тепловой энергии, а газы под ее воздействием могут распадаться, нарушая состав смеси, то в трубке применяется водяное охлаждение. Принцип его действия заключается в циркуляции вокруг отсека с газами холодной воды, охлаждение которой осуществляется в системе терморегуляции станка.

Основные параметры

Лазерные трубки CO2 обладают такими параметрами:

1. Мощность. Главный показатель, напрямую влияющий на эффективность работы станка. Величина мощности варьируется в трех пределах – низкая (до 40 Вт), средняя (до 100 Вт) и высокая (до 200 Вт).
2. Срок службы. Лазерные трубки СО2 могут эксплуатироваться в течение разного времени. Производители гарантируют период от 3000 до 10000 часов. Но грамотное и аккуратное использование может значительно продлить этот срок.
3. Размеры. Разные модели имеют длину в пределах 70–205 см. Диаметр наименьших составляет 5–6 см, у стандартных – 8 см.

Кроме того, лазерные трубки CO2 могут различаться некоторыми конструктивными особенностями. В зависимости от этого выделяют модели:

• непроточные – полностью запаянные колбы внутри которых находится газовая смесь и вся оптическая система;
• диффузно-охладительные – в них отделение с газами расположено между парой электродных элементов, охлаждаемых водяным способом;
• с быстро-осевым и потоково-поперечным сечением – здесь избыточная тепловая энергия устраняется при ускоренном прохождении газов по наружной охладительной системе;
• с поперечно-возбудительной средой – обладают максимальным давлением газов.

Излучение, производимое лазерной трубкой, характеризуется длиной волны в 10,6 мкм. Это и есть основная причина невозможности обработки металлов, от которых она просто отражается.

Плюсы и минусы использования

Среди достоинств данного элемента лазерного станка выделяют такие особенности:

• высококачественная и точная резка;
• быстрая обработка материала;
• максимальная производительность;
• минимальный уровень вибрационных и шумовых нагрузок;
• работа почти со всеми видами материалов (кроме металла);
• низкая энергозатратность;
• минимизация получения бракованных изделий;
• универсальные и взаимозаменяемые детали.

К минусам использования лазерной трубки СО2 относят:

• ограниченность срока службы;
• хрупкую стеклянную конструкцию;
• обязательное охлаждение в работающем состоянии;
• необходимость регулировки мощности при изменении вида обрабатываемого материала;
• вероятность сбоев под действием низких частот;
• отсутствие возможности обрабатывать металлические заготовки.

При выборе лазерной трубки необходимо прежде всего учитывать мощность и гарантированный срок службы. Также следует проверить ее целостность (отсутствие трещин и других повреждений) и качество работы на минимуме и максимуме мощности.

Сфера применения

Газовые станки с лазерной трубкой СО2 позволяют обрабатывать:

• бумагу любого типа, толщины и плотности;
• дерево всех пород;
• резиновые заготовки разной жесткости;
• пластик (за исключением поливинилхлорида);
• камень, керамику;
• ткань, кожу.

В зависимости от мощности трубки лазерный станок может выполнять разные работы:

• высокомощные излучатели применяются для резки и раскроя;
• маломощные – для нанесения гравировки.

За счет такого свойства газовый CO2 станок является универсальным. Достаточно изменить уровень мощность трубки, чтобы придать ему дополнительные функции.

Правила эксплуатации

Как указывалось выше, срок службы трубки можно продлить в несколько раз, если использовать ее грамотно и бережно. Для обеспечения бесперебойной работы излучателя требуется выполнение таких условий:

• наличие качественного и своевременного охлаждения;
• соответствие мощности блока розжига и трубки (при замене базового элемента более мощным необходимо вместе с ним заменять и блок розжига);
• проведение проверки исправности излучателя путем нанесения пятна на любой подходящий материал – о нерабочем состоянии будет свидетельствовать образование пятна неправильной формы;
• регулярное отслеживание состояния полуотражающей линзы, которая должна быть светлой, без засорения.

Если со временем появилась необходимость в дополнительной заправке газом, то сделать это можно, но нецелесообразно, поскольку срок эксплуатации после этого будет непредсказуемым.

Сравнение моделей

Самыми популярными лазерно-газовыми трубками считаются марки Reci и Lasea. При выборе конкретных моделей рекомендуется обратить внимание на такие варианты:

1. Reci W2 – это третье поколение лазерных излучателей. Их особенностью является прямое соединение металлических и стеклянных частей посредством новейшей технологии обжига. За счет такой инновации излучатель начал работать с максимальной стабильностью в течение всего срока службы (10000 часов).
2. Lasea F4 – трубка с большей мощностью, хоть и принадлежащая к первому поколению. На данный момент модель улучшена катализатором, принудительно-охладительной системой и добавленной мощностью. Изначальные технологические решения доведены в ней до совершенства, а гарантированный период эксплуатации составляет 6000 часов.

При сравнении этих моделей по динамике расходимости луча наилучшую стабильность показала Reci. У Lasea диаметр пучка несколько увеличивался вместе с увеличением дистанции. При этом Lasea считается более качественной по сравнению с Reci, которая востребована преимущественно у владельцев станков китайского производства.