Проект лазерного станка от Astorm

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

  1. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    Ну впринципе если человеку нужно сделать это, как эксклюзивный резак металла, то конечно мона и "подолбаться" и собрать, правда гемора на пути у новичка в этом деле, и без готовых комплектующий будет много очень...Ну затея стоит внимания полагаю будет.Ждем результатов!!!;)
     
  2. AStorm

    AStorm Пользователь

    Сообщения:
    47
    Симпатии:
    0
    Баллы:
    6
    Пол:
    Мужской
    В общем, мои упорядочившиеся размышления по поводу выбора типа лазера.

    1. Углекислотники.
    + Простая конструкция (почитал здесь на форуме гайд есть, как с помощью напильника такой собрать)
    + Доступные расходные материалы и компоненты
    + Легкая масштабируемость
    - Дополнительный расходник к линзам+зеркалам в виде газа, который тоже нужно покупать
    - Чрезвычайно громоздкая конструкция, как следствие - очень хрупкая как в плане механики, так и в плане утечки газов. Требовательна к точности и качеству изготовления комплектующих, на мой взгляд, гораздо больше других лазеров.

    В общем, против углекислотников ничего не имею, но ввиду их размеров и хрупкости - оставлю на самый крайний вариант.
    Кроме углекислотников другие лазеры этого типа даже и не рассматриваю - либо чрезвычайно сложны в реализации (на фтористом водороде, например), либо просто не то, что нужно.

    2. Полупроводниковые диодные лазеры (не DPSS, а сами по себе) - увы, не вариант вообще. Ни цена, ни мощность не подходят. Сводить лучи лазерной линейки в один луч, как мне объясняли специалисты - бесполезно, т.к. эти лучи некогерентны между собой. Не рассматриваю диоды автономно, только в качестве активатора ТТЛ. Хотя эти диоды имеют жирные плюсы в своей конструкции - малые габариты, механически надежные, сравнительно приемлемый ценник, простота реализации охлаждения, сами по себе доступны.

    3. ТТЛ
    + Сравнительно компактные размеры. В разы больше диодов, но при этом в разы меньше углекислотников.
    + Отсутствие доп. расходников кроме линз и зеркал
    + Высокие достижимые мощности при использовании Nd:YAG + LD
    + Доступные расходники и комплектующие. Зеркала, отражатели, стекла с неодимом, хоть готовые квантроны - все есть, все открыто продается, цены сравнительно вменяемы.
    + Никаких газов и прочих "неуловимых" компонентов. Все железное и, как говорит один мой коллега, "теплое и ламповое" ))
    + Возможность масштабирования путем добавления в отражатель доп. окон под диодные линейки. Не так легко масштабируется, как углекислотник, но все же реально.
    - Жирное питание на диоды (одна 400ваттная линейка потребляет порядка 100-130ампер)
    - Не совсем ясна ситуация с диодами. Пока в продаже нашел только китай, который, мягко говоря, не хвалят по качеству.

    Ну и ТТЛки с ламповой накачкой не рассматриваю - это вводит доп.сложности с ограниченным ресурсом ламп, да и опять же хрупкость.

    4. Волоконные лазеры.
    + Компактность
    + По сравнению с другими лазерами питание он только нюхает, согласно утверждению камрада nERV'a
    + Достаточные мощности для моих целей
    - Очень мало информации. То ли меня на гугле забанили, то ли солнце не с той стороны взошло - не могу нигде найти толкового описания хоть какой-нибудь конструкции и ее тех. характеристик. Если кто кинет пару ссылок на аутопсию такого лазера, хотя бы и не самого мощного - буду признателен. Поясняю - мне нужен конкретный пример с фотографиями и цифрами, чтобы было за что хвататься. Общие описания вики я уже почитал.

    Словом, такие вот пока у меня выводы. Попробовать сделать ТТЛ DPSS, если не получится - то собрать углекислотник и с ним уже подпрыгивать. Тем более, что для изготовления компонентов у нас в мастерской есть токарный, фрезер и аргон, плюс доступ ЧПУ станкам. Так что не совсем с пустыми руками к делу буду приступать.

    Обещанный файл, который склонил меня к ТТЛкам, прилагаю ))
     

    Вложения:

    • LASER.pdf
      Размер файла:
      532,9 КБ
      Просмотров:
      568
  3. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    1.Углекислотник проще купить готовый (если отпаяную трубку) но она расчитана для реза более тонких материалов!!!Для толстых применяют насколько я знаю газопроточные СО2.Самому его сделать выйдет но КПД будет маловероятно оптимальным... ибо нужно точно смесь подобрать по соотношению и давлению что-б КПД на уровне заводской было, да и зеркала нужно покупать а это уже обойдется все дороже чем купить готовую трубку!!!
    2.химический лазер-не советую ибо нужны и реагенты и выводить токсичные отходы типа DF (плавиковая кислота)
    3.Лазерные линейки есть с выходом в оптическое волокно (посмотрите у меня на аве 2шт я сфоткал)и сводить ненужно линзами.Только ДПСС это тип лазеров которые качаются диодами,а не сами диоды или линейки :) Линейки самое оптимальное в вашем случае!!!Ибо они энергоэкономнее и занимают меньше места и волокном можна луч подводить в зону реза(проще будет)!!!
    4.ТТЛ-это насколько я помню тип модуляции :) а система накачки лазеров диодами и называется DPSS что означает diode pumped solid state (диодная накачка ТТ лазера) впринципе тоже вариант НО для ваших целей считаю расточительным и по стоимости и по КПД хуже чисто линеек!!!Вам ведь ненужно довольно высоко-когерентное излучение!?
     
  4. AStorm

    AStorm Пользователь

    Сообщения:
    47
    Симпатии:
    0
    Баллы:
    6
    Пол:
    Мужской
    1. Вот именно из-за того, что нужна проточная смесь (а в гайде именно с ней была конструкция поперечника приведена) - я и пока не горю желанием связываться с СО2.
    2. Хим.лазеры даже не рассматриваю. По реализации и сложности эксплуатации они многократ хуже - опасней, дороже.
    3. Да, такие линейки я уже видел - но пока только маломощные - на ебее самая мощная в 40вт продается. Про DPSS я уже знаю суть - я и писал, что рассматривал лазерные линейки как самостоятельный элемент, а не в составе твердотела в качестве накачивающих элементов. А вот подводка луча в зону реза волокном - это да, хочется оченно, удобно неописуемо. Только если бы я вот еще знал, как волокно прикрутить к диодной линейке своими руками.
    4. Под ТТЛ я подразумевал ТвердоТельный Лазер )) Извиняюсь, если внес путаницу в терминологию.

    По поводу КПД это вполне понятно) Либо излучение от линейки получаем в 400вт, либо от NdYag получаем 20-30% этой мощности. Я примерно уже в голове у себя накидал проект твердотела, получается следующее:

    1. Элемент NdYag 10х130мм, два плоских зеркала покупаются
    2. Диффузный отражатель c двумя (для начала) рядами окон для диодных линеек. делается на заказ.
    3. 4 диодных линейки 400вт каждая, по 2шт. на один ряд.
    4. Охлаждение диодных линеек весьма простое - в ноутбуках используются медные газонаполненные трубки, которые практически мгновенно передают температуру. Каждая линейка выполнена в латунном или медном корпусе, к ней эти трубки припаются с легкостью. А трубки уже припаять к жидкостному радиатору с хладагентом.
    5. Питание диодов проблем не вызывает. Импульсный БП на 1200Вт от компьютера (если я правильно прочитал спецификацию 100ваттной диодной линейки - она хочет кушать примерно 110ампер при 2.2вольт, значит, 400ваттная линейка попросит 1000Вт), перематываются выходные обмотки транса, меняется цепь защиты - и блок для старта одного диода у нас готов. А после блока уже драйвер, который этот ток будет нужными импульсами подавать на диодную линейку. Соответственно, 4 блоков - 4 диода. В мастерской ветки питания хватит однозначно.
    6. Станина квантрона, детали креплений диодов, зеркал, и прочая механика - делается на ЧПУ, рассчитывается под параметры того конкретно взятого АЭ, здесь я даже не переживаю.

    Ну и по итогу такой лазер (согласно таблицам в квантовой электронике) должен выдать примерно 4*400=1600вт диодные линейки, 1600*0.3=480вт чистого выходного излучения. А это для начала уже весьма и весьма неплохо. Цифра 480 - это я подразумеваю идеальный вариант (который вряд ли достигну) - когда все диодные линейки живы, качественны, каждый диод в них полностью жив, мощность соответствует заявленной, резонатор отъюстирован отлично. С учетом погрешностей сборки, юстировки, качества диодов и прочих негативных факторов я полагаю с такой конфигурации получить ориентировочно хотя бы 250-300вт на выходе.

    Готов выслушать любую критику по вышесказанному.

    Теперь по поводу лазерных линеек в их естественном, самостоятельном виде. Вы всерьез полагаете, что их отдельно хватит для моих целей? Я переживаю только из-за широкого луча. Который самостоятельно я не смогу запихнуть в оптоволокно. А по поводу линз (пусть даже и специальных для 808нм) - мне на форуме cnc-club и сами продавцы отвечали - что свести линзами в точку/луч этот плоский поток не получится. На cnc-club еще добавили, что, поскольку в линейке несколько (10-30) диодов - их лучи друг другу не когерентны. Что такое когерентность - я в школе учил, знаю. Меня волнует одно - насколько будет толк с того, что я эту 400вт линейку сведу линзой/волокном в тонкий луч, допустим хотя бы 0.1-0.5мм ? Будет ли в этой точке суммироваться общая мощность?
     
  5. suslox

    suslox Пушистикс Staff Member

    Сообщения:
    10.207
    Симпатии:
    2.704
    Баллы:
    113
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Москва
    по пункту 4: абсолютно не вариант! не отведут эти трубки столько тепла! надо воду прогонять как можно ближе к самой линейке без промежуточных переносчиков тепла!
     
    ОхотниК нравится это.
  6. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

    Сообщения:
    547
    Симпатии:
    77
    Баллы:
    28
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Самара
    250вт дают в излучение два к301в последовательно в составе лазера ЛТН103, при этом потребляет установка 10-11квт. Обойдется значительно дешевле если на них собирать.
    Когда то приобрел комплект такой и корпус и зеркала и квантроны, ток так и не дошли руки че либо на них собрать, дома запустить нереально, надо 3х фазную сеть и блок питания стабилизатор тока городить дубовый, не говоря еще об мощнейшем охлаждении всего этого.
    [​IMG]
     
  7. AStorm

    AStorm Пользователь

    Сообщения:
    47
    Симпатии:
    0
    Баллы:
    6
    Пол:
    Мужской
    suslox: доверяю вашему мнению. но при этом испытываю некие сомнения. во-первых, трубка трубке рознь, во-вторых, их не обязательно одну тоненькую вешать на одну линейку. Некоторые трубки отводят 60-90вт тепловой мощности от процессоров - это весьма таки немало. Хотя опять же как диод будет греться и чем охлаждать трубку. На днях закажу одну 100вт диодную линейку - придет, посмотрим, потестим. Давно валяется схема с термодатчиком и реле - для отключения при превышении температуры. Осторожно попробую. Да и в конце концов на трубках свет клином не сошелся - можно и непосредственно рубашку для них сделать. Заодно со сведением в фокус поупражняюсь - может, даст таки толк и задача упростится для начала
     
  8. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    Да так-же как и гайку на винтик или болтик прикручиваешь :) , а мощность 40Вт это одной если с десяток-другой модулей через волокна в один пучок обьеденить то и мощность будет соответственно выше!!!
    Для накачки ДПСС нужно тоже много линеек соответственно больше чем просто использовать линейки,да и нужен ИАГ в виде планарного волновода небольшого в диаметре но длинного для количества линеек(что тоже дорого и сложно выполнимо в плане его охлаждения)...Ну решать вам что и как удобней и лучше будет :)
     
  9. AStorm

    AStorm Пользователь

    Сообщения:
    47
    Симпатии:
    0
    Баллы:
    6
    Пол:
    Мужской
    я имел в виду - на голую диодную линейку, наподобие такой - http://www.ebay.com/itm/100W-200W-3...t=LH_DefaultDomain_0&var=&hash=item23266a3ddd как его соединить с волокном? я не думаю, что это выполнимо в домашних условиях. или такой линейке уже вообще ничем не поможешь? )) ни волокном, ни линзами?

    а на такие да - http://www.ebay.com/itm/Coherent-Hi...703?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item5d3b1fbac7 купил и навинтил.

    А каким образом соединяют волокна между собой? Есть какие-то специальные двойнички-тройнички? Или устройства наподобие сетевых оптических коммутаторов?
     
  10. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    Я и говорил что не голую линейку покупать а с волокном FAP-ы, длина волны вам особой роли играть не будет ибо вам не качать ей ДПСС.
    Да должны быть соеденители, где-то видел я их...
     
  11. AStorm

    AStorm Пользователь

    Сообщения:
    47
    Симпатии:
    0
    Баллы:
    6
    Пол:
    Мужской


    два вопроса:
    1. это реально 200вт лазер делает? со скоростью 1м/мин нержу 2мм пилит....
    2. металлу особо без разницы - 200вт ему прилетят из углекислой трубки или из диодной линейки? или есть зависимость резки от длины волны?
     
  12. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

    Сообщения:
    547
    Симпатии:
    77
    Баллы:
    28
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Самара
    Реально,там продувка кислородом помогает.
    Вроде более длинноволновый лучше поглощается.
     
  13. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    1.Вполне реально!!!
    2.Длина волны СО2 лазера 10,6мкм и хорошо отражается металлом да и энергия кванта с лямбда 10,6мкм меньше чем у 808нм, естественно ПП линейка для резки будет лучше годиться :)
     
  14. Optics

    Optics Пользователь

    Сообщения:
    1.159
    Симпатии:
    130
    Баллы:
    63
    Пол:
    Мужской
    Энергия кванта здесь ни при чем.
     
  15. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    Мдя, ню-ню... :)
     
  16. AStorm

    AStorm Пользователь

    Сообщения:
    47
    Симпатии:
    0
    Баллы:
    6
    Пол:
    Мужской
    камрад ОхотниК: по поводу подачи кислорода в место реза. Мне бы хотелось уточнить. То, что продувать саму режущую башку надо - это я в курсе по дефолту - избегать засорения оптики. Поэтому в саму голову воздух подаваться будет однозначно. А касательно того, что вы говорите о кислороде в зону резки - насколько достоверны ваши сведения? На форуме cnc-club.ru меня убеждали в обратном - что подача кислорода даже снижает скорость резки, ссылаясь на графики от спецов-резчиков.

    А по поводу диодов. Раз столько людей разом рекомендует - тогда начну с них.
    Брать буду сразу две линейки:
    1. http://www.ebay.com/itm/Coherent-Hi...133?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item5aeeb1d3c5
    2. http://www.ebay.com/itm/100W-200W-3...t=LH_DefaultDomain_0&var=&hash=item23266a3ddd 400ку и к ней кучку линзочек под 808нм под эксперименты с пучком.
     
  17. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    Там нужны цилиндрические линзы ибо угол расходимости только по одной оси огромный ,примерно как у синего ЛД. Но больше чем у синего!!!или можна попробовать призмами компенсировать...
     
  18. ОхотниК

    ОхотниК Пользователь

    Сообщения:
    547
    Симпатии:
    77
    Баллы:
    28
    Пол:
    Мужской
    Адрес:
    Самара
    в учебниках по лазерной обработке металлов есть информация по продувке кислородом места реза, по гуглите
    по поводу диодов по ссылке на ебэй советую узнать что такое CW и QCW. 400вт это импульсная линейка у которой Max Duty Cycle - 25%.
     
  19. Optics

    Optics Пользователь

    Сообщения:
    1.159
    Симпатии:
    130
    Баллы:
    63
    Пол:
    Мужской
    Картинка из кн Вейко Технологические лазеры. У пп лазера плохое качество , так что собрать его в пятно с необходимой плотностью мощности скорее всего не получится . Не говоря о куче оптикии кот нужна для устранения астигматизма и потерях на ней.
    Можно еще посмотреть кн. Абильсиитов Г.А. Технологические лазеры. Справочник, т 1. 1991.djvu
    Вейкр Лазерные технологии.pdf
    Выбирать надо между СО2 или неодимом.
     

    Вложения:

    • Cutter.jpg
      Cutter.jpg
      Размер файла:
      253,2 КБ
      Просмотров:
      613
  20. avrerum

    avrerum Пользователь

    Сообщения:
    759
    Симпатии:
    270
    Баллы:
    63
    Вот 40Вт линейка!!!
     

Поделиться этой страницей