Охлаждение лазерной трубки⁠⁠

Нас, как производителей лазерных станков, наши клиенты часто спрашивают, как организовать охлаждение лазерной трубки?

Поэтому сегодня мы поговорим о том, что такое охлаждение лазерной трубки, зачем оно нужно, какие способы существуют и как его реализовать наиболее просто и удобно.

Современные CO2 лазеры для генерации излучения используют лазерные трубки, например вот такие:

Трубка устроена достаточно просто. Внутри нее есть анод и катод, два зеркала, одно полностью непрозрачное, другое частично прозрачное. Трубка заполнена газовой смесью, которая и является рабочим телом (поэтому такие излучатели и называются газовыми). Внутри трубки проложены специальные каналы, по которым происходит циркуляция охлаждающей жидкости. А, чуть не забыл – корпус и внутренности трубки, за исключением анода и катода, выполнены из стекла 🙂 Как раз хочется передать привет всем оптимистам, которые планируют заказывать лазерную трубку из Китая, в надежде сэкономить 100$ – удачи вам :)))

При работе лазерной трубы часть энергии идет на процесс генерации излучения, а другая часть – просто выделяется в виде тепла, которое нужно отводить, этим и занимается жидкость, которая циркулирует внутри трубки. Если во время работы жидкость перестает циркулировать, то труба может перегреться и выйти из строя, просто за счет того, что в одном месте температура выросла больше, чем в другом.

Ну что же, краткое введение мы переварили, теперь рассмотрим варианты организации охлаждения лазерной трубки по мере повышения сложности и понижения доступности для обычного человека.

ОХЛАЖДЕНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ТРУБКИ ВЕДРОМ С ВОДОЙ

Самый простой и самый ненадежный, неэффективный способ организации охлаждения лазерной трубки. Представляет из себя ведро с водой, в которое опущена помпа (зачастую обычная аквариумная), которая прокачивает воду внутри трубы. Если температура жидкости начинает расти из за высокой температуры в помещении или непрерывной работы трубки, то можно в это же ведро положить несколько пластиковых бутылок с водой, предварительно заморозив их в морозилке. Данный способ, не смотря на свою простоту, имеет ряд ощутимых недостатков:

- Невозможно выдерживать температуру в заданном диапазоне. Вы начали работу, температура выросла, вы положили замороженные бутылки – температура резко упала, потом снова начала расти и так по кругу.

- Сложно контролировать температуру охлаждающей жидкости, ну разве что градусник закрепить и опустить термоэлемент в воду.

- Не подходит для серьезной работы. Ну я себе слабо могу представить производство, на котором станок работает 8 часов подряд, при этом охлаждение организованно подобным образом.

- В ведро постоянно попадает пыль и инородные предметы. Со временем, особенно если вы постоянно “подкидываете дров”, то есть замороженные бутылки, у вас в воду попадает большое количество пыли и грязи, а дальше ей прямая дорога в трубку. Со временем грязь оседает внутри трубы и очистить ее очень не просто, при этом существенно падает эффективность охлаждения.

В общем, этот способ охлаждения я бы рекомендовал для домашнего использования, когда станок стоит дома (в гараже, на балконе) и используется в лучшем случае пару раз в неделю.

ОХЛАЖДЕНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ТРУБКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНДИЦИОНЕРА

Достаточно распространенный способ организации охлаждения лазерной трубки. В качестве охладителя используется переделанный оконный кондиционер, из которого вынимается вентилятор, а вокруг радиатора организуется емкость с охлаждающей жидкостью. Вот пример подобной реализации:

К достоинствам данного способа можно отнести:

- Простота реализации, не требуется никакого специального оборудования.

- Низкая цена. Б/у оконные кондиционеры достаточно дешевы.

- Высокая эффективность.

- Высокая ремонтопригодность. Починить кондиционер вам смогут в любой мастерской 🙂

Но чудес не бывает, недостатки, точнее один недостаток, всё же присутствует и он достаточно существенен. Со временем алюминиевый радиатор начинает осыпаться и все эти мелкие части решётки попадают в воду и забивают систему.

ОХЛАЖДЕНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ТРУБКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОХЛАДИТЕЛЯ ДЛЯ НАПИТКОВ

Наиболее распространённый, простой и удобный способ организации системы охлаждения лазерной трубки. Для охлаждения жидкости используется б/у или новый охладитель для напитков или пива. Данные устройства идеально подходят для задачи охлаждения, ведь они уже имеют специальную емкость, в которой должна содержаться охлаждающая жидкость. Для охлаждения жидкости используется не алюминиевый радиатор, а медные трубки, которые не осыпаются и могут служить достаточно долго. По сути, вам достаточно опустить в пивной охладитель помпу и вывести трубки для циркуляции жидкости. Вот пример реализации подобного охладителя:

Своим клиентам мы рекомендуем именно такой способ организации охлаждения лазерной трубки, как наиболее простой и эффективный, и вот почему:

- Простота.

- Надежность.

- Удобство.

- Доступность.

- Цена.

- Ремонтопригодность.

ОХЛАЖДЕНИЕ ЛАЗЕРНОЙ ТРУБКИ С ПОМОЩЬЮ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОХЛАДИТЕЛЕЙ (ЧИЛЛЕРОВ)

Естественно, до этого мы рассматривали “кустарные” способы охлаждения лазерной трубки, но на рынке представлен целый ряд промышленных решений, правда, далеко не всегда они могут конкурировать с самодельными решениями.

Вот к примеру, многие китайские станки с лазерными трубками мощностью до 50Вт комплектуются промышленными охладителями CW3000…. при этом назвать CW3000 охладителем у меня никак не получается. Кроме внешне красивой коробочки вы получаете… большой радиатор. Да, да. В нём даже нет компрессора и хладогенов. Всё что он умеет – это прокачивать охлаждающую жидкость через обычный радиатор, который обдувается вентилятором:

То есть за весьма существенные деньги (в России на данный момент данный охладитель стоит в районе 15000 рублей) вы получаете красивый корпус, емкость, индикатор ииии всё 🙂 Как только температура в помещении повысится, плюс вы дадите хорошую нагрузку, ваш охладитель перестанет держать температуру. В общем, его я точно никому не советую. Есть и более грамотные решения, в которых уже есть полноценный компрессор, например CW5000, но его цена зашкаливает за 40000 рублей, а по сути в работе он будет ничем не лучше пивного охладителя. Так же не забываем, что запчасти для них, в случае поломки, прийдётся скорее всего заказывать из Китая. В общем, если у вас много денег и очень хочется – то можно, но смысла большого не имеет 🙂

Краткие выводы:

- Оптимальное соотношение цена/качество у охладителей для напитков.

- Промышленные охладители для мажоров, кроме красивого корпуса – толку от них 0.

- Охлаждение с помощью ведра с водой – можно, но совсем уж неудобно и неинтересно.

Всем спасибо, кто дочитал. В статье использовались материалы из следующих источников:

http://hacknorway.com/wordpress/defective-cw-3000-water-chil...

http://www.cnc-club.ru/forum/viewtopic.php?f=149&t=17770...