Антифриз или вода – чем заправлять чиллер для системы охлаждения лазерного станка с ЧПУ?

Благодаря сравнительно низкой стоимости, высокому качеству и производительности, а также удобству и простоте эксплуатации, лазерные станки с ЧПУ совершили настоящую «революцию» в секторе производства изделий из различного материала. Современная электроника системы ЧПУ и прецизионная механическая часть позволяют лазерным станкам вести обработку заготовок по сложной траектории – вплоть до создания полноценных 3D-изделий. В качестве программы на обработку лазерные станки используют графические эскизы (векторные или растровые), слегка доработанные в специальной программе управления станком. Такое удобство программирования позволяет использовать станочное оборудование дизайнерам, художникам и прочим специалистам – даже имеющим минимальные навыки обращения с техникой.

Физические особенности процесса бесконтактной обработки лазером позволяют достичь очень высокого качества реза при минимальной толщине шва. Лазерный станок с ЧПУ способен работать с широкой номенклатурой изделий из пластика, стекла, древесины, камня, ткани, бумаги, резины, кожи, полимерных плёнок и т.п. При этом в процессе обработки не образуется никаких твёрдых отходов, а работа оборудования сопровождается минимумом шумов и вибраций. Это позволяет устанавливать лазерные станки с ЧПУ в обычных офисных помещениях.

Одним из наиболее ценных для малого предприятия качеств является высокая универсальность. Лазерный станок с ЧПУ может заменить целую технологическую цепочку оборудования (для раскроя, резки, гравировки заготовок), оставаясь при этом легко перестраиваемым. Буквально за пару минут, загрузив в память ЧПУ новую программу, станок можно переналадить на выпуск изделий другого типа. При этом независимо от объёмов партии (от единичного экземпляра до сотен штук) каждое изделие будет отличаться высоким качеством и низкой себестоимостью производства.

Оптическая система лазерного станка

Вышеперечисленные достоинства лазерного оборудования во многом обязаны конструктивным особенностям оптической системы. Для генерации излучения в моделях «начального уровня» (стоимостью до 1 млн. руб.) используется газовая среда (специальная смесь СО2, гелия и азота). Т.н. «газовые лазеры» получили широкое распространение в станках с ЧПУ благодаря стабильным характеристикам излучения, низкой стоимости и высокой экономичности в работе. Эти качества определяют небольшую цену «машино-часа», а, следовательно, и низкую себестоимость обработки изделий (гораздо ниже, чем аналогичная механическая обработка, к примеру, на фрезерном станке с ЧПУ).

Однако у газовых лазеров есть свои недостатки. Наиболее яркий из них – повешенное тепловыделение в процессе работы. А главное – сильная зависимость ресурса лазерной трубки от теплового режима. Превышение рабочей температуры на 5-10 град. ведёт к значительному снижению продолжительности службы лазерной трубки. Именно поэтому вопросу теплоотвода и обеспечению безопасного температурного режима уделяется самое пристальное внимание.

Устройство охлаждающей системы

Для удаления излишков тепла, выделяемых лазерной трубкой при работе станка, используется система жидкостного охлаждения. В качестве теплоносителя применяется обычная вода, пропускаемая сквозь лазерную трубку (имеющую для этого специальные полости в корпусе и подающий/сливной штуцеры). Нагнетание жидкости осуществляется принудительно – при помощи электрического насоса (погружного типа). Насос располагается на дне ёмкости для хранения запаса жидкости. Ёмкость одновременно служит пассивным теплообменником – разогретая вода из лазерной трубки сливается в ёмкость и охлаждается при контакте с основной массой воды.

Как видно, конструктивная схема системы охлаждения весьма простая. Однако для эффективного поддержания рабочей температуры (около 18-20 °С), общий объём рабочей жидкости должен составлять порядка 100 литров! Эта величина рассчитана из необходимости прокачки сквозь лазерную трубку не менее 5-7 л/мин – иначе не получится добиться нужной интенсивности теплоотвода.

Понятно, что такие объёмы жидкости требуют соответствующих размеров ёмкости и значительно увеличивают габариты систем охлаждения. Для решения этой проблемы существует специальный агрегат – чиллер.

Чиллер заменяет собой ёмкость для хранения жидкости и водяной насос одновременно. В конструкции чиллера присутствует радиатор с системой активного охлаждения. Вода из лазерной трубки подаётся в радиатор, снабжённый вентилятором принудительного обдува. Чиллер имеет встроенные датчики и блок управления для гибкого изменения и автоматического поддержания (с высокой точностью!) нужной температуры охлаждающей жидкости.

Благодаря активной системе охлаждения, объём потребной жидкости снижается со ста литров (в случае обычной системы с «пассивной» ёмкостью, как описано выше) до всего лишь семи! Соответственно, система охлаждения с использованием чиллера получается компактной и более эффективной.

Антифриз или вода в качестве теплоносителя?

Для упрощения обслуживания и удешевления в системе охлаждения лазерного станка (как с использованием чиллера, так и в случае простой «пассивной» ёмкости для хранения жидкости) допускается использовать чистую водопроводную воду. Как известно, вода обладает высокой теплоёмкостью и её применение в качестве доступного и дешёвого теплоносителя полностью оправдано.

Недостатком применения воды является постепенное появление в ней микроорганизмов. Со временем это приводит к образованию слизи, очень нежелательной для внутренних полостей корпуса лазерной трубки и жидкостного насоса. Для трубки слизь опасна ухудшением теплоотвода. А жидкостный насос просто может «завязнуть» и перестать развивать нужное давление. Внутренние полости чиллера также страдают от накапливающейся слизи, что может раньше времени «приговорить» весьма дорогой агрегат.

Выходом из данной ситуации может быть замена воды на антифриз. Антифриз (водный растров этиленгликоля) не поддерживает развитие микробов (этиленгликоль – сильнейший яд!) и может свободно эксплуатироваться на протяжении года и более без замены или долива. Единственным условием при переходе с воды на антифриз является промывка системы охлаждения – для этого необходимо применить специальные антисептические растворы.

Следует обратить внимание, что в системе охлаждения лазерного станка следует применять именно антифриз («чистый» раствор этиленгликоля с водой), а не автомобильный ТОСОЛ. Последний содержит ряд присадок (против вспенивания, коррозии и т.п.), оправданных для жёстких условий работы двигателя внутреннего сгорания. Но совершенно «избыточных» для системы охлаждения лазерного станка!
Присадки ТОСОЛА могут повредить чиллер (и/или водяной насос) и разъедать соединительные патрубки системы. Поэтому его применения для системы охлаждения лазерных станков с ЧПУ совершенно исключено.

Оцените информацию
Средняя оценка : 5.0
Голосов : 4
5 4

Большой выбор лазерных станков в нашем интернет-магазине

WATTSAN micro 0203
60 000 RUB
WATTSAN 0503
172 000 RUB
WATTSAN 6090 LT
291 000 RUB
RABBIT 6090 SGC
513 000 RUB
RABBIT 1290 SC
404 000 RUB
WATTSAN 1610 ST
424 000 RUB
RABBIT 1690 SG
580 000 RUB
RABBIT FB 1626
1 185 000 RUB
Смотреть все
Яндекс.Метрика