Охлаждение для лазерного станка своими руками

Сделай сам: фреоновый чиллер из кондиционера

Идея переделки системы охлаждения лазерного станка витала в голове уже давно, но, как водится, руки за головой не поспевают. Первоначально работу по охлаждению «трубы» (лазерного излучателя) выполнял простенький китайский чиллер, точь-в-точь как на картинке.

Устроен он банально и просто: жидкость проходит через радиатор из алюминиевой трубки, который, в свою очередь, продувается вентилятором. Само собой, ни о какой стабильности температуры или о запасе мощности не может быть и речи. Летом в пару к нему был куплен обычный оконный кондиционер, который просто охлаждал воздух, подаваемый в чиллер. Решение было временное, но, как известно, нет ничего более постоянного, чем что-то временное.

Последней каплей послужил апгрейд станка на более мощную «трубу», которой требовалось уже более серьезное охлаждение. Первоначально выбор пал на китайский фреоновый чиллер, но сроки доставки и стоимость оказались выше ожидаемых, поэтому было решено модифицировать то, что есть. Требования к системе предъявлялись следующие:

• Стабильное поддержание температуры в диапазоне +8 … +14 С
• Автономность
• Возможность работы в режиме 24\7
• Меньший по сравнению с текущей системой расход электроэнергии

Самое простое, что можно было придумать – это погрузить холодную часть кондиционера в жидкость, непосредственно охлаждающую «трубу», что, в конечном счете, и было сделано.

Разобрали оба устройства, да так лихо, что забыли это сфотографировать. Из кондиционера был удален внешний корпус, крыльчатка вентилятора, продувающего холодную часть, утеплитель и пара жестяных стенок. Из чиллера достали всю электрику и расширительный бачок.

Резервуар под холодную часть решено было сделать из ПВХ 6мм толщиной, так как пластик был в избытке, он прекрасно режется как фрезером, так и простым ножом. И его легко клеить. Кроме того, не хотелось разбирать фреоновую часть кондиционера — пришлось бы заново опрессовывать трубки, заправлять и т.д. Резервуар клеили почти по месту, получилась прямоугольная коробка 360х300х90мм, которую соединили с расширительным бачком при помощи двух штуцеров, посаженных на герметик, и шланга.

(извиняюсь за качество фото — под руками был только старенький iPhone)

Приклеили верхнюю крышку резервуара с болтом в качестве заглушки газоотводного отверстия (на фото отсутствует)

Подключили помпу, индикаторы работы и аварийную сигнализацию от старого чиллера, заправили систему (в качестве хладагента использовали тосол), включили кондиционер в режим «холодим до победного». Довольно скоро градусник показал +5 градусов.

Еще через некоторое время температура опустилась до -2 и продолжала падать. На этом тесты решено было прекратить и поработать уже над визуальной составляющей устройства. Из куска тонкого пластика изготовили лицевую панель и верхнюю крышку, воздухозаборное отверстие закрыли сеточкой, сделали тепловую изоляцию трубок.

Затем настал черед передней стенки (с воздухозаборником, закрытым сеточкой и окошком) и тепловой изоляции обоих сосудов.

Терморезистор кондиционера был не изящно приклеен на один из шлангов при помощи синей изоленты.

Что получили в итоге:

Плюсы
+ температура не поднимается выше +14 градусов, не опускается ниже точки росы
+ кондиционер работает в режиме автоподдержания температуры и холодит примерно 5 мин, следующее включение наступает только через час-полтора (заявленная мощность кондиционера 2500 Вт)
+ дешево (примерные цены чуть ниже)

Минусы
— общая топорность решения
— колхозный внешний вид
— термосенсор от кондиционера правильнее было бы разместить внутри расширительного бачка, немного модифицировать схему, откалибровав ее, скажем, на +12 градусов. К сожалению, я откровенно слаб в электронике и слабо представляю себе как это сделать.

Чиллер успешно работает уже второй месяц, не течет, холодит, держит температуру. Словом, делает то, что должен делать.

Материалы и цены:

• оконный кондиционер — достался нам за 2000р
• пульт для кондиционера универсальный — примерно 300р
• тосол (30л) — 1500р
• помпа — 600р
• градусник, провода, реле, датчики — 500р
• пластик, клей, штуцеры, стяжки, синяя изолента — 1000р

Итого примерно 6000р. Согласитесь, приятная сумма, особенно для холодильника такой мощности.

Источник

Охлаждение лазерной трубки станка с ЧПУ (СО2 лазера)

By Шарапов Сергей Владимирович

• Как устроена система охлаждения лазерной трубки
• Какую охлаждающую жидкость применять
• Какую температуру устанавливать
• Что из оборудования лучше использовать
• Как, чем и когда очищать систему охлаждения лазерного станка
• Какой чиллер лучше, CW-3000 или CW-5200
• Эффективна ли помпа прокачки воды и как ее подключить к лазерному станку

Ну, и конечно же, какой подойдет пивной охладитель и как его можно использовать

+ Много дополнительной информации по охлаждению лазерной трубки.

Смотрите видео с тестами, примерами, инструкциями и читайте статью дальше.

ВИДЕО. Охлаждение лазерной трубки

Почему необходимо охлаждать лазерную трубку СО2?

При правильных условиях эксплуатации трубки могут эффективно работать годами. Именно поэтому им необходимо принудительное охлаждение теплоотводящей жидкостью.

Какую температуру устанавливать в системе охлаждения?

В том случае, когда вы устанавливаете в системе охлаждения температуру ниже рекомендуемой при высокой внешней, то следите за тем, чтобы на лазерной трубке, а особенно на полупрозрачном зеркале (откуда из трубки бьет луч) и контактах не выпадал конденсат. Пристальное внимание этому следует уделять, когда у вашего СО2 излучателя принудительное охлаждение глухого и полупрозрачного зеркала.

При большой разнице внешней и внутренней температур устанавливайте в системе охлаждения температуру, ориентируясь на точку росы.

Охлаждающая система лазерной трубки (СО2 излучателя)

Чистота системы охлаждения

В процессе эксплуатации в лазерной трубке вместе с охлаждающей жидкостью не должно быть пузырьков воздуха. Устанавливайте ее таким образом, чтобы выходной (сливной) штуцер был вверху.

И еще один совет, следите за чистотой полупрозрачного зеркала с внешней стороны (откуда выходит лазерный луч).

Какую охлаждающую жидкость применять, воду, спирты или антифриз?

В случае эксплуатации лазерной трубки при температурах ниже нуля вы можете использовать антифриз (тосол), но только на свой страх и риск. Помните, что антифриз может навредить лазерной трубке и привести ее в негодность. В зависимости от условий эксплуатации допускается разбавление антифриза водой в соответствующих пропорциях по инструкции производителя.

В чем разница между дистиллированной водой и антифризом для лазерного станка? Во-первых, у них разный коэффициент теплопередачи. У воды он больше, следовательно, она лучше забирает тепло от нагретого элемента, и лучше его отдает непосредственно в системе охлаждения лазерной трубки. Во-вторых, вода имеет большее электрическое сопротивление, а все антифризы — меньшее электрическое сопротивление, что сказывается на падении мощности. И это особенно необходимо учитывать при эксплуатации так называемых NO NAME СО2 лазерных трубок непонятного производителя, в которых в силу конструктивных особенностей может происходить утечка высокого напряжения именно по антифризу через микротрещины.

Можно ли использовать в качестве охлаждающей жидкости спирты и другие смеси? Можно, если это не навредит лазерной трубке.

К примеру, при температуре окружающей среды выше нуля, вы можете попробовать смесь дистиллированной воды и изопропилового спирта в расчете 1 литра спирта на 5-7 литров воды.

Если температура окружающей среды ниже нуля, то попробуйте смесь дистиллированной воды и чистого пропиленгликоля в пропорции, рекомендуемой производителем спирта.

Оборудование для системы охлаждения

Каждое решение имеет право на жизнь. Но, делая выбор между дорогим — готовым, и дешевым — самопальным, вы должны понимать, что первое будет все-таки работать стабильнее второго, если вы не владеете навыками инженера.

Но, сэкономить можно и в том случае, если вы не Кулибин. Давайте разберемся во всем по-порядку.

Помпа прокачки воды + резервуар

Какой резервуар с жидкостью следует использовать? Все зависит от мощности лазерной трубки и температуры окружающей среды. К примеру, в обычных условиях при температуре окружающей среды в 22 градуса для лазерного станка MCLaser 3020 с мощностью излучателя в 40 Вт или Kimian 4040 с лазерной трубкой в 50 Вт мы рекомендуем использовать резервуар объемом 80 литров.

Систему с помпой прокачки воды можно сделать с охлаждением, поставив, к примеру, резервуар в холодильник. Второй вариант — добавлять в резервуар лед. Некоторые замораживают воду в пластиковых бутылках.

За температурой жидкости в данном случае можно следить с помощью погружного термометра или установить контроллер.

Помните, что менять охлаждающую жидкость в такой системе можно только при выключенном лазерном станке.

Как подключать помпу к лазерному станку — смотрите в нашем видеообзоре.

Чиллеры для лазерного станка

Недорогой CW-3000 представляет собой простую систему с принудительным воздушным охлаждением. Внутри этого чиллера стоит помпа прокачки воды, резервуар, на который дует вентилятор, а также система управления и сигнализации. CW-3000 не сможет охладить жидкость ниже температуры окружающего воздуха, поэтому не получится его использовать эффективно, если в помещении жарко. Помните, оптимальная рабочая температура лазерной трубки — 15-17 градусов.

Преимущество CW-3000 над системой охлаждения с помпой прокачки воды в том, что с ним вы сразу получите герметичную систему охлаждения лазерной трубки, а также систему оповещения, если охлаждающая жидкость перестанет циркулировать + он занимает меньше места в сравнении с 80-ти литровым резервуаром.

С CW-3000 возможно сделать систему с принудительным охлаждением. Первый способ — поставить чиллер в холодильник. Второй — сделать промежуточный резервуар и установить его в холодильник. Некоторые ставят его под кондиционер.

Чиллеры CW-5000 и CW-5200 — более совершенные промышленные агрегаты с принудительным охлаждением на базе хладогента, в качестве которого выступает фреон. В этих чиллерах вы можете настраивать диапазон рабочих температур.

У CW-5000 и CW-5200 помимо системы оповещения при сбое водного потока, есть индикация и звуковой сигнал при перегреве охлаждающей жидкости выше установленного значения.

Эти чиллеры можно смело использовать для охлаждения лазерных трубок мощностью до 100 Вт, для более мощных подойдут CW-6000, CW-6100 и другие старшие модели.

Пивной охладитель

Свое решение

Очистка системы охлаждения лазерного станка

Требуется консультация по лазерным станкам с ЧПУ?

Отвечаем на все звонки, письма, сообщения и всегда рады гостям.

Звоните
+7 (812) 309 50 46
+7 (499) 350 85 33
+7 (911) 972 62 63 + Viber, WhatsApp, Telegram

Заходите в гости
Санкт-Петербург, ул. Республиканская, 22, литера Е, помещение 4Ш

Мы работаем
пн.-пт. с 9:00 до 19:00 (мск)

Источник

Компрессор и охлаждение для лазерного станка

Published date 20.05.2018

Last modified date 13.01.2019

Статьи в черновиках могут лежать годами, надо что то делать) Итак – немного продолжения про лазер. Ранее я делал обзор нашего лазерного станочка. Недолгая эксплуатация показала, что надо что то делать с охлаждением, воздухом и вентиляцией. В этом посте я расскажу про компрессор для лазерного станка и про охлаждение для лазерного станка, что пришлось нам городить.

Скажу сразу, всем желающим купить маленький лазерный станочек на балкон. Даже если вы поставите термоядерной производительности вытяжку, заклеите все щели скотчем, замажете все стыки герметиком – ЗАПАХ БУДЕТ! Если вы режете фанеру – терпимо, а вот если пластик… еще хуже войлок или резина – там уже конкретная вонища, если резина пахнет серой то вот войлок палеными волосами. Поэтому если есть идея открыть центр лазерной резки в офисном центре – это возможно только если ваши соседи очень неприхотливы.

Ну а у нас цех, эти проблемы мало беспокоят, ну кроме шума который мешает в обеденный перерыв. Итак, штатная аквариумная помпа, что шла в комплекте к лазерному станку, слаба (80Вт 0,35 атм, 70 л/мин). Для гравировки – норм, для резки – маловато будет.

Тут я должен рассказать зачем лазерному станку воздух, для тех кто не сталкивался. Сжатый воздух выполняет двоякую функцию при резке лазером. Первая – создает избыточное давление в пространстве перед линзой, не допуская попадания дыма и продуктов сгорания на линзу, что приведет к ее быстрой порче. Вторая функция, актуальная для резки – это выдув продуктов сгорания/плавления из зоны резки. Если этого не делать, то край реза будет неровным и сильно закопченным. Исходя из первого требования (защита линзы) становится ясно какие требования к воздуху – сухой, чистый. Второе требование говорит о давлении – нужно хорошее давление и хорошая производительность. Аквариумный для резки слабоват – не развивает давления.

Масляный компрессор – не самое лучшее решение – масляный туман, который образуется при работе такого компрессора попадает в воздух и будет со временем пачкать линзу – нужно делать предварительные фильтры перед станком. Исходя из этого мой выбор – мембранный компрессор. Гуглежка показала варианты вроде Fengda AS-09 за ценник порядка 10 тыс.р., медицинские стоматологические за цену в 10 раз большую. Поиск по закромам вывел на свет этого советского монстра:

Компрессор диафрагменный УК-1М. Производства ПО “Киевприбор”, 1982 г. 880Вт мощщи (по шильдику), до 4 атм, может даже качать воду! Производительность правда ниже – до 20 л/мин.

Мотор АОЛБ31-2 400Вт 2920 об/мин. Компрессор огромный, тяжелый, шумный, вибрирует, но… при должном уходе оставите правнукам. Проводим полную ревизию, чистку, черт его знает что им качали до меня.

Кто то, зачем-то вмешался в родную электросхему:

Разбираем. У двигателя требует замены подшипник

Собираем обратно попутно не жалея смазки. И тут я ошибся, и перепутал пусковую и рабочую обмотки двигателя (у этого асинхронного двигателя две обмотки, пусковая и рабочая, пусковая запускается только на момент старта когда кнопка ПУСК зажата до упора, не самое удобное решение с точки зрения эксплуатации). Понял это когда из вращающегося двигателя пошел дымок… А потом я повторил свою ошибку второй раз, и второй раз с дымком! Но двигатель выжил, сказался огромный запас прочности, и то, что пусковая обмотка используется кратковременно.

Для очистки воздуха от пыли я из автомобильного фильтра от москвича сделал предфильтр на впуск.

Особенность работы мембранных компрессоров – давление регулируется на самом компрессоре путем перетока части воздуха в атмосферу, поэтому про регулировку дросселем на лазерной голове можно забыть – если мембранному насосу заткнуть выход это увеличит нагрузку на мембрану и вызовет ускоренный износ. Хотя в целом компрессор на фото спокойно выжимал 4 атм.

Итог: Работает отлично, шумно, вибрирует но за почтибесплатно я считаю шикарно.

Часть два – охлаждение.

Лазер нужно охлаждать, причем оптимальная температура для лазера около 18°С. Причем ее нужно держать стабильной, если она будет сильно меняться – это уменьшит ресурс трубки (тепловое расширение, деформация – и привет трещинам или нарушению юстировки). Зимой еще как то справлялся открывая дверь на улицу, а когда будет жара +32 – то штатный чиллер не в состоянии охладить до температуры ниже температуры воздуха и возможен перегрев. Нужен фреоновый (CW 5000) – но вы его цену видели. Гуглежка показала очень практичное решение – пивной охладитель. б/у пивной охладитель мы купили за 9000 руб (вот тут) Бонусом – отличная штатная помпа. Из минусов – нужно делать систему контроля температуры – нельзя охлаждать ниже температуры выпадения росы, если конденсат выпадет на выходной линзе – трубка выйдет из строя, вода хорошо поглощает лазерное излучение нагреваясь.

Как всегда – начинаем с полной переборки и чистки. Пивной охладитель б/у, но холод производит – большего и не требуется. Вытаскиваем дохлых тараканов и мышей

Моем бак, проверяем – действительно морозит:

Заливаем дистиллированной водой:

Ну и городим простую систему управления – китайский термоконтроллер REX-C100, твердотельное реле и термопара. Помпа работает всегда, компрессор холодильника охладителя – от контроллера. Настраиваем период работы максимально большим, дабы не насиловать двигатель частыми включениями. Alarm я настроил в +5, тоесть если температура отклонится от заданных +18 на пять градусов, то сработает контакт реле alarm и станок остановится по защите. Датчик потока включается последовательно, но его пока нет(

Итог: работает хорошо, на заданную температуру выходит быстро, держит четко – даже при полной нагрузке она не растет. Старый чиллер CW-3000 теперь продается 🙂

UPD. Внезапно у насоса изменился звук работы, и пропало давление. Думал мембрана порвалась, но нет – развалился шплинт крепления клапана, починил. Голова у насоса разбирается если открутить с нее все.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник