Як правильно сфокусувати лазерний верстат
Щоб сфокусувати лазер, виставте відстань між лінзою і поверхнею матеріалу рівною фокусній відстані лінзи, тоді промінь має найменшу пляму. Скористайтеся шаблоном чи прокладкою або зробіть тест-рампу: програвіюйте лінію на нахиленій дошці та оберіть найтоншу ділянку. Типові лінзи CO2 фокусуються приблизно на 50 мм, а діодні модулі мають фіксовану відстань, що задається прокладкою.
Налаштування ідеальні, файл чистий, фанера рівна, а лазер усе одно лишає рвану, ліниву лінію різу. У дев'яти випадках із десяти причина не в потужності чи швидкості. Це фокус. Лазерний промінь — це конус світла, стиснутий до крихітної плями, і якщо поверхня матеріалу не в цій плямі, ви лише гріє деревину.
Тут показано, як правильно сфокусувати лазерний верстат трьома способами, що працюють на діодних і CO2 машинах, і чому один міліметр може врятувати або зіпсувати роботу.
Чому фокус такий важливий
Лінза звужує промінь до малої плями, часто 0,1–0,2 мм у діаметрі, на певній відстані — фокусній. Трохи вище чи нижче та сама потужність розсіюється на більшу площу, тож енергія на квадратний міліметр різко падає. Ось чому розфокусований лазер ріже повільно, випалює широко й лишає коричневі німби.
| Стан фокусу | Розмір плями | Результат різу | Результат гравіювання |
|---|---|---|---|
| У фокусі | Найменша, близько 0,1–0,2 мм | Вузький керф, чисті краї | Чітка, гостра деталь |
| На 1 мм далі | Більша | Не прорізає, ширший керф | Розмите, бліде |
| На 2–3 мм мимо | Значно більша | Підпалена лише поверхня | Розпливчасті плями |
Добрий фокус дає й вужчий керф, що корисно, коли ви працюєте з компенсацією керфу.
Типові фокусні відстані
Завжди звіряйтеся з інструкцією до свого верстата. Ось поширені значення.
| Тип верстата | Типове налаштування |
|---|---|
| CO2 з лінзою 2 дюйми (50,8 мм) | Фокус приблизно 50 мм від лінзи |
| CO2 з лінзою 4 дюйми (101,6 мм) | Для товстіших матеріалів, більша глибина фокусу |
| Діодний модуль (наприклад, 10 Вт чи 20 Вт) | Фіксована фокусна відстань, що задається металевою прокладкою, штифтом чи кільцем фокусування |
| Верстати з автофокусом | Щуп міряє поверхню й виставляє висоту |
Спосіб 1: прокладка або шаблон фокусу
Більшість діодних і багато CO2 верстатів постачаються з таким інструментом.
- Покладіть матеріал на стіл і переконайтеся, що він рівний.
- Покладіть прокладку чи шаблон на поверхню й опускайте головку (або піднімайте стіл), доки вона просто торкнеться.
- Зафіксуйте модуль і приберіть прокладку.
- Виріжте чи програвіюйте швидкий тест.
У діода з фіксованим фокусом лінзу змінювати не треба. Налаштуйте висоту головки прокладкою чи кільцем фокусування й зафіксуйте.
Порада: міряйте від верхньої поверхні матеріалу, а не від столу. Аркуш 3 мм означає, що поверхня на 3 мм вище за стіл, тож підніміть стіл відповідно, інакше будете на 3 мм поза фокусом.
Спосіб 2: тест-рампа (найточніший)
Тест-рампа показує точну точку фокусу за допомогою нахиленої дошки, без здогадок.
- Підіпріть рівну дошку під невеликим кутом (підійде нахил 10–15 градусів, або підніміть один кінець на кілька сантиметрів), так щоб один кінець дошки був близько до лінзи, а інший — далі.
- Накресліть у програмі одну горизонтальну лінію, достатньо довгу, щоб перетнути весь нахил, наприклад 100 мм.
- Програвіюйте її на малій потужності й помірній швидкості. Лінія тонка там, де в фокусі, і широка на обох кінцях.
- Знайдіть найтоншу, найтемнішу ділянку лінії й виміряйте її висоту над столом штангенциркулем чи лінійкою. Ця висота — ваша фокусна відстань.
Деякі програми мають вбудований тест фокусу, наприклад Focus Test у лазерних інструментах LightBurn: він гравіює набір ліній на різних висотах, які ви порівнюєте.
Спосіб 3: тест ступінчастих ліній (без нахиленої дошки)
Так простіше, коли не хочеться щось підпирати.
- Накресліть 6 коротких ліній з однаковими потужністю та швидкістю.
- Програвіюйте першу лінію на передбачуваній висоті фокусу.
- Підніміть (або опустіть) головку на 0,5 мм і програвіюйте другу лінію. Повторюйте, доки не отримаєте 6 ліній.
- Огляньте лінії: найтонша, найгостріша показує найкращий фокус.
| Спосіб | Точність | Швидкість | Що потрібно |
|---|---|---|---|
| Прокладка або шаблон | Добра, залежить від інструмента | Найшвидший | Інструмент із комплекту |
| Тест-рампа | Найкраща | 5 хвилин | Нахилена дошка, штангенциркуль |
| Ступінчасті лінії | Дуже добра | 5 хвилин | Регульована висота |
Де фокусувати: різання чи гравіювання
| Завдання | Де фокусувати |
|---|---|
| Гравіювання | Точно на верхній поверхні |
| Різання фанери 3 мм | На верхній поверхні або приблизно на 1 мм углиб матеріалу |
| Різання 6 мм і товстіше | Приблизно на третину товщини; спробуйте на обрізку |
| Різання прозорого акрилу на CO2 | Трохи нижче верхньої поверхні для чистого полірованого краю |
| Вигнуті або покороблені поверхні | Спершу вирівняйте, використовуйте притискачі |
Типова помилка: фокусуватися на столі замість матеріалу. Ваша фанера 3 мм піднімає поверхню на 3 мм, і промінь уже добряче розфокусований ще до першого проходу.
Усунення проблем із фокусом
| Симптом | Що може бути не так | Що робити |
|---|---|---|
| Добрий різ з одного боку, поганий з іншого | Стіл не вирівняний або аркуш покоробився | Вирівняйте стіл, розпрямте аркуш |
| Фокус «пливе» під час завдання | Ослаблена головка, тримач лінзи чи вісь Z | Затягніть, повторіть тест фокусу |
| Різ погіршується з часом | Дим чи смола на лінзі | Очистіть лінзу й дзеркала спеціальним засобом для оптики |
| Широкий розмитий керф | Лінза встановлена догори дригом (CO2) | Перевірте орієнтацію лінзи в інструкції, зазвичай випукла сторона дивиться вгору |
| Слабкий різ за правильного фокусу | Падає потужність або збилося юстування променя | Перевірте юстування й стан трубки чи діода |
Дивіться також чому лазер не прорізає наскрізь — там повний чек-лист.
Лінзи з фіксованим фокусом і чиста оптика мають значення. Користуйтеся чистими ватними паличками й засобом для лінз, що підходить до вашої оптики. Ніколи не торкайтеся лінзи голими пальцями й ніколи не користуйтеся паперовим рушником на лінзах із покриттям.
Безпека під час фокусування
Коли ви тестуєте фокус, лазер увімкнений. Носіть захисні окуляри, що відповідають вашій довжині хвилі (445–455 нм для діода; для CO2 з 10,6 мкм потрібні інші окуляри), тримайте кришку закритою, якщо вона є, і руки подалі від шляху променя. На діоді виконуйте тест фокусу на малій потужності. Більше — у статті безпека при роботі з лазерним верстатом.
Фокус на діоді й на CO2
У діода лінза вбудована в модуль, а відстань задається прокладкою, кільцем або висотою всієї головки. У CO2 верстата лінза сидить у головці, і ви змінюєте відстань між головкою (чи столом) і матеріалом. Ідея та сама, а звички різні.
| Діод | CO2 | |
|---|---|---|
| Що регулюєте | Висоту головки чи модуля, іноді кільце фокусу | Висоту столу чи головки |
| Типовий інструмент | Фіксована прокладка або акриловий шаблон фокусу | Шаблон фокусу чи брусок відомої висоти |
| Коли перефокусовувати | Коли змінюється товщина матеріалу | Коли змінюється товщина, після удару по головці |
| Особливий ризик | Розфокус на покороблених аркушах | Лінза встановлена догори дригом |
Ведіть журнал фокусу
Коли знайшли хорошу висоту фокусу для матеріалу, запишіть її: матеріал, товщину, показник висоти й дату. На верстаті з моторизованою віссю Z достатньо числа на екрані. На ручному верстаті стане в пригоді невеликий брусок, виточений до потрібної висоти, — це шаблон, який можна тримати при собі.
Наступний крок
Зробіть сьогодні тест-рампу, запишіть висоту фокусу на стікері й приклейте до верстата. Наступного разу, різаючи фанеру, виставте висоту за стікером, запустіть перший різ і насолоджуйтеся приємним моментом, коли деталь із чистими краями випадає вже з першого проходу.
Питання та відповіді
Як зрозуміти, що лазер у фокусі?
Слід найтонший і найгостріший, а різ найвужчий. Лінія тесту фокусу чи тест-рампа чітко показують оптимальну точку.
Де фокусувати на товстому матеріалі?
Для різання багато майстрів фокусуються на верхній поверхні або трохи всередині матеріалу. Для 6 мм і товстіше точка приблизно на третині товщини часто дає рівний різ. Перевірте на обрізку.
Чи завжди краща найтонша пляма?
Для гравіювання — так. Для різання товстого матеріалу корисна трохи більша глибина фокусу, тому деякі користувачі CO2 обирають лінзу з довшою фокусною відстанню.
Чи змінюється фокус залежно від товщини матеріалу?
Так. Коли змінюється товщина, змінюється висота поверхні, тож треба перефокусуватися або підняти стіл. Покороблені аркуші будуть то в фокусі, то поза ним.
Чи потрібно перефокусовуватися між проходами?
На товстому матеріалі та діодах зниження фокусу на невеликий крок (близько 0,2–0,5 мм) між проходами може допомогти, але лише якщо ваш верстат це підтримує. Для тонкої фанери це майже не потрібно.