Проект лазерного станка от Astorm

Тема в разделе 'Обработка лазером', создана пользователем AStorm, 28 фев 2013.

  1. AStorm

    AStorm Пользователь

    Всем здравствуйте. Извините, что влез уже в существующую тему. Не хотел плодить новых.

    У меня имеется ряд вопросов по созданию твердотельного лазера с ламповой накачкой.

    Задача установки - раскрой листового металла толщиной от 0.5мм до 10мм (черняга, нержа). Точность реза если будет 0.1мм - это уже будет хорошо и замечательно.

    Кто я и что я: по профессии - информатик-аналитик, работаю админом. основное увлечение - работа с мотоциклами - изменения конструкций и т.д. и т.п. Словом, дополнительно к рабочей профессии я еще и электрик-токарь-сварщик-итд. Из этого увлечения, собственно, и вытекла необходимость работы с металлом.В мастерской часто и много возникают задачи, когда приходится обращаться к сторонним производствам с просьбами "порежьте то, порежьте это". Ввиду наличия у меня некоторого кол-ва "свободных денег" и интереса к решению задачи я захотел попробовать сообразить свой лазер с блэкджеком и шлюхами кристаллом и зеркалами :D

    Теперь ближе к сути. Довольно долго я игрался с лазерными диодами из двд-приводов, попутно нашел на ебее вот такие вещи:
    1. http://www.ebay.com/itm/100W-200W-3...t=LH_DefaultDomain_0&var=&hash=item23266a3ddd
    2. http://www.ebay.com/itm/400W-808nm-...182?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item3f13fd8bee

    И началось.. сначала загорелся купить их и прямо так и резать. Почитав инфу на вашем форуме и cnc-club.ru - пришел к выводу, что абсолютно не вариант. Мало мощности, лучи в линейке некогерентны, свести линзами проблематично и т.д. и т.п.
    Посмотрел инфу по со2-трубкам - маломощные. 150вт максимум предлагают.
    А вот в вашем ФАКе по твердотелам информация гораздо более интересная. Из нее, а также из 70 страниц этой темы я осознал примерно следующее:
    1. АЭ - неодимовый YAG. Есть возможность купить 8х130 либо на заказ 10х150 (сайт http://www.laticom.ru)
    2. Накачка - лампами. По импульсным лампам на том же сайте предлагают лампы со средней мощностью накачки в 4-6 кВт. Где-то на этом сайте выкладывали скан из "Квантовой электроники 2009" в котором была табличка, согласно которой при накачке 2.4кВт активного элемента диаметром 6мм получится выходная мощь в 800 ватт при условии зеркального отражателя. А такой показатель уже близок к теме.

    Теперь вопросы:
    1. По импульсным лампам на сайте мощность указана, и она достаточна. А по дуговым не указана. Кто в курсе их мощностей? Будет ли какой-нибудь ДПНки мне достаточно?
    2. Максимальная частота ламп. Кто может подсказать, насколько часто импульсные лампы могут пропускать разряд?
    3. Как правильно подсчитывать выходную мощность исходя из данных о мощности накачки и размерах АЭ? К примеру, в таблице указано: >>2400ватт накачки в зеркальном отражателе элемента 6мм диаметром 50мм длиной насыщенностью 0.8% выдадут излучение 800ватт мощности. << А у меня АЭ вдвое толще и втрое длинней. Сколько ватт он выдаст при той же накачке? Сколько максимум его можно накачивать? Словом, мне нужно соотношение каким-то образом считать-определять, чтобы правильно смочь подобрать все компоненты.

    Итоговая задача - построение станка-чпу (подключение к компу через COM/LPT порт, управление собственной программкой - я еще и программист совсем чуток) с рабочей областью 1000х1000 на шаговых двигателях, трехкоординатного, рабочий элемент - собственно, лазер.

    Ну и главный вопрос - а реализуема ли затея с лазером в условиях дом+офис+мастерская вообще?
     
  2. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

    где то вы ошиблись,никак там 800вт не может быть, серийные промышленные лазеры на квантроне К301 в многомодовом режиме при накачке АЭ 6мм х 100мм лампой мощностью 4500вт дают 120-130вт на выходе. В вашем случае постройка с нуля и с нулевыми знаниями бессмысленная затея.
     
  3. nERV

    nERV Модератор Staff Member

    С лампами импульсными все просто. Есть средняя мощность 10квт. Т.е можно вдувать 10кдж 1 раз в секунду, либо 10 раз по 1кдж в секунду, либо 100 раз по 100дж. Вот такая методика, ессно с оглядкой на режимы лампы и паспортные значения.
    Про 800вт с 6х50 прям даже не знаю, что-то многовато. Для примера можно глянуть наК301В с его 120вт с АЭ 6х90
    Дома и в офисе этого монстра разместить будет проблематично. Требуется жирное питание и не менее жирное охлаждение.
    У нас на одном предприятии режут сталь именно на цо2 лазерах, до 10мм. 4квт, поперечный разряд с прокачкой рабочей смеси, продувка места реза кислородом. Причем лазеры у них самодельные.
    Зеркала, линзы - расходники :)
     
  4. AStorm

    AStorm Пользователь

    скриншот здоровый какой-то, удалил его, оставил только ссылку.

    http://photos.streamphoto.ru/e/b/9/1523521bdbf7a9d95f39526ad8e989be.jpg
    http://photos.streamphoto.ru/f/4/c/205dfb8ee894f54b24cb61d430262c4f.jpg

    вот скриншот журнала, откуда была взята информация про 800ватт. а если смотреть по первому скриншоту - то с диффузным отражателем картинка еще интересней - с 1.7квт накачки обещают получить почти те же самые 800ватт мощности выходного излучения.

    по поводу нулевых знаний - я не думаю, что это большая проблема. На данный момент руки никуда не сую, просто читаю и коплю этот самый запас знаний. Просто возникла потребность в обсуждении уже накопленного материала)

    P.S.: если кому нужно - могу перевыложить полный файл pdf с этим выпуском - мне не трудно. нашел я его где-то здесь, в недрах этого сайта, пока все перечитывал.
     
  5. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

    можно сюда прикрепить, есть соответствующая кнопка при написании сообщения
    судя по скринам в статье идет речь о накачке активного элемента полупроводниковыми лазерами 808нм, тогда да, вполне вероятно, так как линии поглощения у неодимового аэ как раз в области 808нм. Лампа же излучает в более широком спекте и на долю 808нм приходится меньший процент из всего спекта излучения.
     
  6. nERV

    nERV Модератор Staff Member

    А нулевые знания - не проблема. Все когда-то начинали, Я свой первый ТТ лазер тоже собрал, имея только общее представление о его устройстве.
    И таки да, нельзя одинаково оценивать полупроводниковую накачку с ламповой. Там кпд 20-40 и выше %, на лампах же единицы процентов.
    И еще момент - неодим поглощает не только вблизи 808нм.
    Ну и еще момент :) - излучение лампы очень сложно вводить в АЭ, много проходит мимо и теряется при отражениях.
     
  7. Optics

    Optics Пользователь

    У неодима меньше кпд существенно и для резки металла надо киловатты мощности, так что подстанцию на 100 квт тебе придется строить самому, здесь врядли тебе подскажут. Не забудь градирню для охлаждения...
     
  8. AStorm

    AStorm Пользователь

    да, в статье речь велась именно о светодиодных линейках. наподобие тех, что мне так хотелось купить по первости. куплю, конечно же, ради побаловаться (и поэкспериментировать, если выберу ТТЛ). Но создать мощность накачки 2.4кВт - это надо минимум 6 таких 400вт диодов. По деньгам это получается минимум 100к денег, впрочем это хоть и напряжно по бюджету будет, но неважно, лишь бы работало), а вот отзывы об этих диодах меня разочаровали - на форумах в голос говорят что качество барахло, мрут как мухи, мощность не соответствует заявленной, да еще и полудохлыми приходят часто.

    В общем, пока что я еще в поиске вариантов (диоды в качестве самостоятельного лазера не подходят, увы) и на данный момент ориентируюсь на ТТЛ.

    По поводу ламп и диодов - да, сдурил, каюсь, мозги переполнены новой инфой, еще не все устаканилось. Я после вашего замечания вспомнил, что уже читал о наилучшем поглощении 808нм неодимом.

    Саму статейку завтра в этой теме подвешу - она на рабочем компе осталась.
     
  9. suslox

    suslox Пушистикс Staff Member

    а сколько стоит готовый станок для резки металлов, пусть не самый мощный?
     
  10. AStorm

    AStorm Пользователь

    Во-первых, готовые станки - это не интересно. Я за эти вопросы с лазерами взялся только из личной заинтересованности. Никого в мастерской вроде как не напрягает таскать железо на чужое производство и обратно.

    Во-вторых, на ебее вот прямо сейчас нашел - http://www.ebay.com/itm/CNC-Rabbit-...329?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item4ac1e2ae39 . Всего-то 80 ваттная зажигалка, которая даже 2мм листик не нагреет толком, всего скорей. И так смею предположить, что станок, умеющий уверенно резать 10мм черняги с нормальным качественным резом без облоя (а эт,о наверное, около 20см/минуту минимум) - будет стоить порядка 25-30 килобаксов БУ. Если не дороже.
     
  11. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

  12. AStorm

    AStorm Пользователь

    я не ошибся) просто я подразумевал для резки не 3 кВт ))) а в районе 1.2-1.5
    3кВт я думаю сможет даже полированный люминь 20-30мм резать без напряга

    а по поводу ТТЛ на DPSS у меня возник вопрос. Проанализировав табл.1 (моя ссылка выше) я заметил, что при одинаковой мощности накачки 400вт можно получить разную выходную мощность, путем сокращения щели для инжекции накачки и увеличения диаметра АЭ, уменьшения его насыщения и увеличения диаметра отражателя. Но опять же - у меня трубка гораздо более длинная, чем приводится в таблице - 130мм. Как это увеличение длины скажется на выходной мощности излучения при сохранении параметров накачки?

    P.S.: я вообще таки склоняюсь к ТТЛ DPSS. если смогу получить минимальные ответы на мои вопросы, то, всего скорей, на этом форуме появится еще одна тема по созданию ТТЛок ))
     
  13. nERV

    nERV Модератор Staff Member

    А волоконники из вида упускаются?
     
  14. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

    все равно считаю затея бредовая для реализации дома.
     
    avrerum нравится это.
  15. avrerum

    avrerum Пользователь

    Естественно ибо потребление электричества ну его на..х!Проще и дешевле взял ножовку или болгарку и вперед с песнями :)
     
  16. AStorm

    AStorm Пользователь

    Камрад Охотник, я ведь говорил дом+офис+мастерская. А не просто - дом. В мастерской уж точно хватит питалова.
    Камрад avrerum, я уже пилил болгаркой 10мм нержу. А еще - я ее сверлил. Дрелью. Сталюку пили 30мм максимум. Больше не хочу.
    Камрад nERV, по волоконникам я пока только в процессе изучения общей информации. Но предложения на ебее меня не особо радуют, честно говоря. Хотя у волоконников четкий жирный плюс нашел - удобно подводить точку излучения куда угодно.

    ну не только этот. все еще в рассмотрении. но мысли путаются, спать пора
     
  17. nERV

    nERV Модератор Staff Member

    По моему неверно воспринят трмин "волоконный лазер". Это не лазер с выходом в волокно, это лазер, в качестве активной среды которого используется волокно :)
    И из жЫрных плюсов у него скромные габариты, скромное энергопотребление, высокий КПД, высокие мощности.
    А минус вот действительно один - их цена.
    Ну и еще один моментик, по привычке: сделать станок с близкими к заводским параметрами можно только за близкую к заводской цене, как это ни печально. Резка стали 10мм - довольно серьезная задачка, с наскоку ее не решить. Может стоит все таки пересмотреть хотелку в сторону углекислотника? Они относительно легко масштабируются, источник питания к ним несколько проще, меньше расходников. Только смотреть нужно не на "маломощные" лазеры с продольным разрядом, а на "мощные" поперечники.
     
  18. avrerum

    avrerum Пользователь

    полюбому прийдется использовать кислородное дутье в зону реза!!!Ибо 1.ускорить процесс 2.удалять продукты горения из зоны реза!Плазмотроны думаю намного эффективней будут для этих целей и дешевле обойдется :) правда грохот от него тоже приличный :)
     
  19. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

    так в заводских тоже продольники на киловатты, там трубки небольшой длинны зигзагом чтоб площадь уменьшить,общая длина канала много метров.
    а вообще я говорил про бредовость не в плане питания а вообще в создании такого уровня мощности лазера самостоятельно
     
  20. nERV

    nERV Модератор Staff Member

    Тркбуи соединяют не только в послед, их еще и в параллель ставят :)
    Как показала практика - такие самоделки есть. И работают вполне хорошо и много лет :) Но ессно это не "домашняя работа". Все детали делаются из соответствующих материалов и в заводских условиях. И проектировал это все инженер, скорее всего с многолетним опытом.
    Что-то мы уползли от наших любимых твердотелов :)
    Толстую сталь импульсники обрабатывают довольно медленно, ни о каких 20см/мин и речи не ведется. По крайнем мере л. уровня энергий, выдаваемых 1 или 2шт К107 или чем-то подобным.
     

Поделиться этой страницей