Советы по очистке воды для системы охлаждения станка с ЧПУ

Лазерные станки с ЧПУ предназначены для быстрой и качественной резки и гравировки изделий из широкого класса материалов. Бесконтактная лазерная обработки позволяет получить очень тонкий шов реза, что выгодно отличает данный метод от других способов обработки. Достоинством лазерного оборудования также является полное отсутствие твёрдой стружки, малый шум и вибрации при обработке, а также высокая универсальность станков.

Последнее качество очень востребовано для владельцев небольших предприятий — когда доля единичных заказов в общем «портфеле» весьма высока. Благодаря программному управлению, лазерный станок легко перенастраивается на выпуск изделий другого типа. Для этого нужно всего лишь загрузить в память системы ЧПУ новый файл. Причём качество обработки и её себестоимость никак не зависят от количества изделий в партии — отличный результат будет получен хоть для единичного изделия, хоть для массовых тиражей.

Подобное свойство лазерных машин во многом обусловлено типом лазерной системы. Большинство моделей «начального уровня» комплектуются т. н. «газовыми лазерами». В такой конструкции активной средой для инициации когерентного (лазерного) излучения выступает газовая смесь (углекислый газ, азот и гелий). Лазерные трубки этой конструкции очень экономичны, генерируют стабильный поток излучения, что благоприятно сказывается на качестве обработки изделий. Кроме того, удельная стоимость обработки для газовых лазеров оказывается минимальной.

Единственным недостатком СО2-лазеров является повышенное тепловыделение. Это усугубляется тем, что работа «перегретой» трубки сопровождается значительным падением её ресурса. Поэтому все модели лазерных станков с ЧПУ на базе газовых трубок имеют встроенную систему принудительного охлаждения.

Конструкция охлаждающей системы

Для поддержания рабочей температуры лазерной трубки (порядка 18-22 °С) через неё следует прокачивать не менее 5-7 литров воды в минуту. С этой целью стеклянный кожух трубки выполнен двойным, а жидкость циркулирует в пространстве (зазоре) внутри стенок. Система спроектирована так, что охлаждающая жидкость подаётся сперва в переднюю часть трубки (как самую горячую зону, откуда испускается лазерный луч), а затем, пройдя сквозь весь корпус, сливается из трубки. Входной патрубок лазерной трубки подсоединён к подающей секции жидкостного насоса при помощи гибкого силиконового шланга. Погружной насос опускается в ёмкость, где хранится основной запас теплоносителя. Сливной патрубок лазерной трубки также оснащён гибким шлангом, опущенный в ёмкость с жидкостью. Таким образом, получается закрытая система охлаждения с принудительной циркуляцией жидкости.

Сравнительно несложная конструкция охлаждающей системы обеспечивает поглощение излишков тепла, выделяемых лазерной трубкой. Однако количество «лишнего» тепла сильно зависит от режима обработки и времени непрерывной работы станочного оборудования. В соответствии с этим, производительность системы охлаждения также должна меняться. При максимальной загрузке лазерного станка для поддержания рабочей температуры трубки может потребоваться доливка холодной воды. Ведь охлаждение нагретой жидкости происходит при её смешивании с основным запасом теплоносителя в ёмкости.

Таким образом, доливка/смешение жидкости может привести к её загрязнению — даже если используется обычная водопроводная вода, сложно добиться её «родниковой чистоты». В то же время, грязная вода может «приговорить» лазерную трубку и/или жидкостный насос. Поэтому мероприятия по очистке охлаждающей жидкости являются важной составляющей бесперебойной работы лазерного оборудования.

Советы по очистке охлаждающей воды

Базовой рекомендацией для охлаждающей системы лазерного станка с ЧПУ является использование чистой водопроводной воды без примесей/взвесей. Бак для хранения жидкости должен вмещать достаточный её запас и закрываться крышкой — для защиты жидкости от попадания загрязнений извне.

Однако таких мер для обеспечения чистоты жидкости оказывается недостаточно. Водопроводная вода, даже чистая «на глаз», может содержать взвесь мельчайших частиц осадка. Для защиты лазерной трубки рекомендуется установить небольшой фильтр, врезав его в нагнетающую магистраль после жидкостного насоса. В качестве чистящего элемента может использоваться автомобильный топливный фильтр (только без стакана-отстойника). Его замену следует производить один раз в две недели — заодно удастся оценить, сколько грязи не попало в лазерную трубку!

Можно использовать и бытовые фильтры для очистки воды, но их стоимость гораздо выше «автомобильного» аналога. Хорошим советом является использование дистиллированной или бутилированной воды, однако это не слишком удобно, когда ёмкость системы охлаждения лазерного станка с ЧПУ измеряется десятками литров.

В качестве приемлемого аналога дистиллированной воды можно использовать кипячёную. Кипячение отлично снижает жёсткость, а также обеззараживает воду — что позволит дольше обойтись без смены жидкости в системе охлаждения.

Антисептической подготовке жидкости следует также уделять пристальное внимание. Без этого длительная эксплуатация (от месяца и более) приводит к размножению в воде микроорганизмов и образованию органической слизи. Понятно, что такая «добавка» действует на лазерную трубку и жидкостный насос столь же негативно, как и механические примеси и загрязнения.

Для обеззараживания воды следует добавлять составы, содержащие хлор (к примеру, небольшую долю отбеливателя), или специальные антибактериальные жидкости для очистки бассейнов. Однако любые антисептические вещества следует вначале проверить на агрессивность к пластику и силикону, чтобы уберечь гибкие соединительные шланги системы охлаждения от разъедания.

В заключении следует отметить, что гораздо проще воспользоваться несложными советами по очистке воды, чем подвергать лазерную систему станка риску загрязнений и отказов.