Как стать автором
Обновить

Лазерный станок: Россия vs Китай

Лазеры

В наши дни благодаря интернету можно найти любое лазерное оборудование для бизнеса. Привлекательная рекламная картинка заманивает потенциального покупателя на сайт, но всегда ли грамотный маркетинг и хорошие отзывы гарантируют, что товар точно подойдет вам?  Дорого = качественно? Дёшево = плохо? На что же обращать внимание при выборе лазерного станка? Давайте разберемся.

Особую популярность для приобретения лазерного оборудования набирает платформа «АлиЭкспресс». Стоимость обычного китайского станка для маркировки на данном сайте варьируется в диапазоне от 120 000 до 500 000 рублей, а если взять похожий станок по задачам российского производства, то стоимость может превышать 1 000 000 рублей. И тут появляется логичный вопрос,  – какой смысл переплачивать?

— «Российские компании же просто наживаются!»,

— «Лучше довериться китайскому производителю, сэкономить время и деньги и не проиграть в качестве!»

Но не всё так просто. Выбирать станок следует, основываясь на качестве его компонентов и его реальных возможностях. Далее мы рассмотрим некоторые из них:

Излучатель

По сути – это сердце лазерного станка. Сегодня мы рассмотрим именно волоконные лазеры для маркировки и гравировки. Почему они?

Волоконные лазеры с длиной волны излучения 1,06 мкм — это лучший инструмент для обработки металлов. Высокий коэффициент поглощения, минимальное пятно фокусировки и возможность транспортировки излучения по волокну в любую точку, характерные волоконным лазерам, позволяют оставить позади остальные типы излучателей при обработке любых металлов. Как известно, металлы – основа промышленности.

Основные плюсы волоконных лазеров:

  1. Высокое качество излучения (М2<1.2)

  2. Ресурс работы волоконных лазеров более 100 000 часов

  3. Удобство эксплуатации (Гибкий оптический тракт)

  4. Высокие мощностные характеристики

  5. Высокий КПД (до 40%)

Расскажем вам краткую предысторию волоконных лазеров: в конце 1998 г. ведущий советский и американский специалист в области лазерной физики и техники Валентин Павлович Гапонцев основал одну известную компанию, которая, в буквальном смысле, захватила нашу планету. Эта компания разработала и внедрила технологию волоконных лазеров в промышленность, заняв 75% мирового рынка.

Валентин Павлович Гапонцев
Валентин Павлович Гапонцев

Несмотря на то, что волоконные лазеры являются основным продуктом в промышленности, производителей данной технологии не так много, ведь, во-первых, это очень дорогое удовольствие, во-вторых, сложно конкурировать с компанией, созданной Гапонцевым. Такую роскошь могут позволить себе несколько ведущих стран в кластере станкостроение, одна из них – Китай.

Но, важно учесть один момент: лучшие современные китайские волоконные лазеры – аналог источников российского производства десятилетней давности. Безусловно, не все китайские производители ориентируются на Россию, есть представители, которые предлагают более низкую цену на лазеры, но, пожалуй, в сфере лазеров, кроме низкой цены, китайским производителям предложить нечего.

Преимущества:

Жизнь диодов с одиночными излучателями от компании Гапонцева превышает 100 000 часов, что в разы больше зафиксированного срока службы вариантов с диодными матрицами. 

  • Хорошим лазерным излучением считается Гауссовое распределение энергии, когда большая часть энергии сосредоточена в центре. Такое распределение позволяет получать минимальные размеры зоны обработки. У компании Гапонцева источник излучения позволяет выдавать на выходе маленькое пятно, соответственно, множество фотонов фокусируется в одном месте, тем самым плотность мощности излучателя больше.

  • Излучатели компании Гапонцева дают выходную мощность до 100 000 Вт и наилучшее качество луча при низких затратах энергии.

    Рассмотрим сегмент недорогих импульсных лазеров до 100 Вт:

У всех недорогих излучателей есть ограничения по количеству изменяемых параметров излучения:  

  1. Диапазон частот меньше и хуже: у российских производителей частота настраивается от 1,5 кГц до 2 МГц, нет ограничений, связанных с промежуточными значениями, за счет чего выбирать диапазон чистоты можно плавно, в отличие от китайского излучателя. В китайском же излучателе частота настраивается от 20 кГц до 80 кГЦ, причем у них нет промежуточных значений (20, 25, 30 и т.д.), из-за чего диапазон выбора частоты меньше, соответственно, появляется большая дискретность.

  2.  На китайских станках длительность импульса зачастую не перенастраивается.

  3. В китайских излучателях отсутствует такая важная вещь, как защита от обратного излучения. Важность этого момента поясним подробнее: если луч находится не в фокусе, то весь этот процесс отражается и идёт обратным ходом в оптическую систему, что приводит к разрушению линз.  

Например, при обработке меди (ведь она лучше всего отражает) есть риск сжечь лазерный излучатель, а ремонт в каком-нибудь сервисном центре невозможен – исправить проблему может только производитель.    

В итоге получается, что возможности у станка с китайским лазерным излучателем изначально ограничены: 

  • Нет возможности обрабатывать отражающие материалы. Хорошо отполированные изделия из серебра или меди, обладая станком с некачественным излучателем и плохим объективом, не отгравируешь. 

    Начало букв «съедено», потому что у излучателя не хватает энергии, чтобы обработать поверхность равномерно.
    Начало букв «съедено», потому что у излучателя не хватает энергии, чтобы обработать поверхность равномерно.
    • Цветная лазерная гравировка отпадает, потому что для этого процесса необходима подстройка под изделие, а именно стабильное излучение с очень тонкими настройками. Китайский излучатель будет искажать цвет, например, фиолетовый будет с зеленым оттенком из-за нестабильного сканирования, нелинейного перемещения луча и разных импульсов (должны идти один к одному).  

    Пример искажения цвета
    Пример искажения цвета
    • Качество маркировки фотографий максимально искажено.

    Плохой образец маркировки фото — детализация отсутствует, линии сожжены.
    Плохой образец маркировки фото — детализация отсутствует, линии сожжены.

Система перемещения

Сейчас мы рассмотрим волоконные лазеры с такой системой перемещения, как сканаторная. Почему она? Планшетные волоконные лазеры не нашли своего широкого рынка, поэтому большинство волоконных систем маркировки и гравировки перемещают луч с помощью отклонения зеркал-сканаторов.

На данный момент сканаторный тип — это самый скоростной вариант перемещения луча, но сложность данной системы в том, что в оптике всё искажается, и нужно грамотно настроить оборудование, чтобы перемещение луча в нём было линейным и точным (отклонение в 20 мкм уже считается критичным).  

Тут мы приходим к качеству компонентов. Практически все страны умеют производить зеркала и системы перемещения — в отличие от создания волоконных лазеров это не так сложно. Но производство зеркал — очень ответственный элемент лазерного станкостроения, и качество этого элемента очень сильно влияет на работу станка. На поверхность сканатора наносится покрытие, которое является важным в процессе отражения излучения от зеркала. Если покрытие повредить или зеркало будет неровным, то волновой фронт лазерного излучения искажается, тем самым импульс доходит «размазанным», что влияет на качество воздействия на материал.

У китайских систем зачастую попадаются зеркала разного качества, из-за которых вы можете попасть в ситуацию, где у лазерного станка отходит покрытие, и сканатор перестает выполнять свои функции. Ведь, если у зеркала некачественное напыление, то оно не может эффективно отражать луч, вследствие чего часть излучения начинает поглощаться, что приводит к разрушению отражающей поверхности зеркала, тем самым эксплуатировать по назначению данный элемент в станке невозможно.

Если зеркала с плохим покрытием поставить в систему мощностью более 30 Вт, то они уже не выдерживают, собирают «накопительный эффект» и через несколько месяцев перестают функционировать. И тут трудно доказать, что владелец станка невиновен, производителю проще сослаться на его невнимательность («поцарапали», «неверно использовали», «грязное помещение» –  крайним всё равно окажется эксплуататор). Есть и ответственные производители, но тут важно в них разбираться, а это не просто, ведь их сотни.       

Объектив

Важный момент в станкостроении: сумма компонентов лазерного станка не всегда гарантирует хороший результат.

Возьмем в пример автопроизводителя. Если заменить на "Ладе" какие-то элементы: двигатель, колеса, коробку передач, то "BMW" у нас всё равно не получится. Для того, чтобы создавать сложное и качественное, нужна компетенция.

Некоторые российские производители делают оптику самостоятельно, рассчитывают оптические каналы. Для чего?

В системе перемещения конечным узлом является объектив, он состоит из нескольких стекол. Каждое стекло является источником отражения, т.е., свет, проходя сквозь стекло, на какой-то небольшой процент отражается назад (чем лучше выполнено стекло, тем меньше).

Объектив имеет некую кривизну, и при отражении свет может фокусироваться. При неудачном раскладе появляется обратный блик, который сфокусируется на зеркале.

Пример поврежденных зеркал
Пример поврежденных зеркал
Пример поврежденных зеркал
Пример поврежденных зеркал
Фото объектива сканирующей головки с помутнением
Фото объектива сканирующей головки с помутнением

Расстояние между объективом и зеркалом должно фокусироваться либо до, либо после зеркала. Если вкрутить объектив, который не подходит к данному оптическому тракту, и ожидать, что всё будет отлично работать – есть огромный риск попасть в неприятную историю, где у вас испортится какой-то дорогостоящий элемент.

Программное обеспечение

Большинство китайских станков работают с одним ПО – Ez.Сad.

В целом, ПО – это то, к чему можно привыкнуть, используя для нужных задач. Но надо понимать, что китайский производитель мало интересуется удобством российского предприятия.

Например, возьмем любую серьёзную российскую компанию, которой нужно создавать чертежи из «Компаса», шрифты или гравировку по ГОСТу и т.п., будьте уверены – у «Ez.Сad.» никогда не появится нужного обновления, адаптированного под российскую конструкторскую документацию, ГОСТы и нормы.

Если же нам нужно сделать обычную гравировку, нанести несколько символов на наградном кубке «Василию Ивановичу за победу в марафоне» шрифтом Times New Roman, то «Ez.Сad», безусловно, справится – и в данном случае смысла нет переплачивать.

Нужно понимать, что современный лазерный станок — это не только система нанесения, но и возможность использовать дополнительные оси, дополнительные столы, линейные перемещения, вращатели и т.д.

Что-то из вышеперечисленного «Ez.Сad.» делает: какие-то картинки можно нанести с использованием вращателя. Но, если вы хотите создавать лимбы и шкалы, и в них важно учесть определенную глубину, рельеф или форму гравировки, будьте уверены – прекрасного качества ждать не стоит. Как только у гравировки появляется потребность использовать на вращателе размерность (например, ширина линии 117 мкм, а глубина 23 мкм), то делать подобные операции в «Ez.Сad» очень мучительный и практически бесполезный процесс.

Все российские производители делают своё ПО, следовательно:

  • Это позволяет адаптировать ПО под ваши задачи.

  • Многие компании существуют больше 10 лет, соответственно, за такой срок они поработали с такой задачей, как у вас и ещё сотней другой.

Гарантия

По законодательству гарантию на лазерное оборудование производитель обязан давать минимум на 1 год.

Чаще всего китайский производитель, продавший лазерное оборудование со стоимостью, например, 600 000 рублей, может смело дать вам гарантию и на больший срок (но с проблемами). Ведь себестоимость оборудования будет, условно, 300 000 рублей, ремонт вам сделают ещё на 100 000 рублей, а остальная часть уйдет в прибыль компании (а через год вы уже и забудете, какая у вас гарантия).

Почему возникают проблемы с гарантией?

У компаний, торгующих китайскими лазерами, высокий уровень загруженности. Продав определенное количество станков, они постоянно занимаются ремонтом и обслуживанием своего оборудования. С точки зрения бизнеса – это хорошо, особенно, когда заканчивается гарантия, можно нажиться на горе клиентов. Но, с точки зрения потребителя, получается стандартная история – скупой платит дважды. 

Итог

Технологические возможности станка:

Лазерные станки 2004 года и современные лазерные станки, с точки зрения элементов не сильно отличаются. Но современные станки могут значительно больше:

  • Нанесение фотографий:

  • Трехмерная эрозионная обработка:

  • Создание топологии для микроэлектроники:

Таким образом, хороший станок выступает не просто набором компонентов, а инструментом, реализующий технологию. Вы можете просто собрать компоненты оборудования, но научить его нюансам всех технических моментов невозможно просто потому, что у вас нет этих знаний. Ведь даже обычная лазерная гравировка имеет много параметров: тон, глубина, степень разрушения и воздействия, ровность края, разрешение и пр.

Почему на рынке всё китайское стоит в пять раз дешевле, но покупают всё равно русские станки?

Низкая стоимость китайского оборудования обусловлена тем, что представители этой страны ведут большую конкуренцию между собой. И те компании, что предлагают дешевле, вымещают с рынка тех, кто старается продать дороже, и, возможно, качественнее. Дешевые станки находятся в более выигрышном положении, ведь найти человека, желающего приобрести станок, проще, а современные методы продаж позволяют любому дешевому производителю сказать «это то же самое, только без переплат!»

Данная статья написана не с целью отговорить вас покупать китайское оборудование, а показать все нюансы и подводные камни дешевого станкостроения. Если у вас есть налаженный бизнес, вы производите сотню изделий и хотите взять себе лазерный станок, который облегчит вашу головную боль по маркировке – не экономьте на качестве. Обратите внимание на российских разработчиков и на ближайшие 50 лет забудете, что такое проблемы с обслуживанием лазерного оборудования, ведь всегда есть возможность договориться, попробовать и изучить все нюансы. Если же у вас минимальные задачи к лазерному оборудованию, то китайские станки —  неплохой вариант, но помните – это игра в лотерею, и вам никогда не дадут гарантию на качество элементов, техническую поддержку и обслуживание. Выбор за вами.   

Хотим отметить, что в данной статье мы немного затронули основные компоненты станкостроения, сравнивая китайское и российское лазерное оборудование.  Если у вас остались вопросы или вы с чем-то не согласны – пишите в комментариях. Таким образом, мы поймем, на чем нам заострить внимание в следующих статьях.

Нам важно быть полезными и интересными!

Теги:
Хабы:
Всего голосов 21: ↑17 и ↓4 +13
Просмотры 11K
Комментарии Комментарии 53