Лазерная гравировка на металле

Преимущества, недостатки

Использование сфокусированного лазерного луча для нанесения рисунка на поверхность является одним из самых эффективных и точных способов гравировки. Регулировка мощности луча дает возможность изменять оттенки, рельеф поверхности, структурировать ее.

Различают 2 вида гравировки лазером:

• контурная;
• растровая.

В первом случае на поверхность наносится лишь контур изображения. Эта техника, в основном, применяется для нанесения надписей на небольшие металлические предметы. Растровый способ более точный. Он применяется для нанесения фото на обрабатываемый металл. Рисунок состоит из множества разнокалиберных точек, отличающихся по оттенку. По принципу действия растровая гравировка во многом напоминает струйный принтер. Такой метод более медленный, чем контурный.

К преимуществам использования лазерных граверов относятся:

• возможность работы на готовой продукции;
• хорошее качество и практичность полученного результата;
• отсутствие ограничений по числу обрабатываемых экземпляров;
• невысокая себестоимость работы;
• быстрота нанесения гравировки;
• минимум временных затрат на наладку и запуск программы;
• возможность нанесения гравировки даже на труднодоступные участки. Используя лазерную аппаратуру, можно сделать на поверхности рисунок самого малого размера.

Есть и некоторые минусы:

• не все материалы переносят воздействие лазерного луча. Иногда (особенно в неумелых руках) это приводит к порче изделия;
• высокая стоимость самого оборудования.

Как убрать гравировку?

Гравировку практически невозможно стереть – это не рисунок, это – удаление слоя материала. Таким образом, исправить ошибку довольно проблематично. Нужно или зашлифовывать поверхность, что далеко не всегда реально, тем более – без потери внешнего вида изделия, или закрыть ошибку чем-либо, например – заклеить шильдиком.

Таким образом, хотя лазерная гравировка – это на большинстве этапов автоматизированный процесс, он все же требует определенных знаний и сноровки. Вы должны понимать, какой перед вами материал, как и на какую глубину с ним работать, какой цвет он выдаст в итоге. Кроме того, необходимо разработать макет для рисунка и верно настроить лазер. Знание основных аспектов исполнения гравировки на металле поможет вам не только определиться, хотите ли вы попробовать освоить этот навык, но и понять, какое оборудование будет для этого необходимо, а также разобраться в некоторых тонкостях.

Настройка и инструкция по использованию

Появление лазерных гравировальных станков стало переворотом в этой сфере обработки материалов. По сравнению с ручной работой или применением фрезерных станков, лазерные граверы выполняют свою задачу с необыкновенной скоростью, точностью и качеством. Использование программного обеспечения и управления сделало их работу поистине безупречной при больших возможностях. Остается лишь правильно подготовить и настроить станок.

Юстировка луча. На первое от газоразрядника зеркало надо наклеить кружок из фанеры, пластика, картона и выстрелить в него лучом. При этом необходимо диаметр мишени сделать таким же, как у рефлектора. След от луча лазера должен находиться в центре мишени, если же наблюдается смещение, то проводится регулировка зеркала по его осям. То же самое проделывается со вторым и третьим зеркалами.

Чтобы облегчить задачу, можно поступить следующим образом.

• Из акрила вырезают два круга и маркируют их кусочками малярного скотча. Один из них соответствует диаметру тубуса лазерной головки без сопла. Размеры второго совпадают с отверстием, в которое вставляется тубус.
• Из снятого с каретки тубуса вынимают фокусирующую линзу.
• Мишень для отверстия под тубус вставляют в него и запускают лазер в штатном режиме.
• Регулировка юстировочных винтов третьего отражателя продолжается до тех пор, пока луч не попадет точно в центр круга.
• Закрепляют тубус без зеркала на положенном ему месте в каретке, предварительно выдвинув на всю длину.
• После этого повторяют манипуляции с лучом и настройкой зеркала, добиваясь получения отверстия в центре мишени соответствующего диаметра.
• Затем тубус опять снимают и проверяют центровку луча на первой мишени.
• Юстировку повторяют до тех пор, пока все отверстия от лазера не совпадут.

Для этих целей в графическом редакторе воссоздают прототип фотографии — любой прямоугольник в файле, после чего его отправляют на станок. Остается отрегулировать мощность луча, скорость его движения, оптимизировать все показатели сохранить параметры как преднастройки для будущих задач.

Лазерный гравёр по дереву: необходимые материалы и пошаговая инструкция

Самодельный лазерный гравёр для работы по дереву изготовить довольно просто. Достаточно приложить руки и немного фантазии. Кстати, таким устройством можно будет наносить надписи не только на деревянную, но и на пластиковую или кожаную поверхность, например на ремень.

А для того чтобы было проще, питание на него будет подаваться не от аккумуляторной батареи, а от обычного компьютера через USB-шнур. Хотя если необходимо сделать устройство для гравировки по дереву своими руками портативным, можно использовать обычный Power Bank.

ФОТО: appinformers.comPower Bank можно использовать как АКБ

Для изготовления потребуется:

• 2 стреляных гильзы калибра 8 мм и укороченная 7,62 мм (стартовый либо газовый пистолет и ТТ);
• лазерный светодиод (около 250-300 мВт), который можно демонтировать со старого DVD-привода;
• линза из того же привода;
• гнездо USB;
• латунная трубка с внутренним диаметром 10 мм;
• 3 резистора с общим сопротивлением 30 Ом;
• резистор на 50 Ом;
• тонкие провода;
• кнопка включения.

Конечно же, без паяльника, дрели, бормашинки и любимого термоклея здесь не обойтись. Когда всё необходимое готово, можно приступать к работе. А как её выполнить, будет рассказано в пошаговой инструкции с фотопримерами и детальными объяснениями.

ФОТО: goods.ruСамый используемый инструмент «для всего»

Статья по теме:

Плюсы и минусы

Сама по себе технология гравировки металла имеет тысячелетнюю историю. С ее помощью украшали доспехи, оружие, ювелирные изделия. Лазерная гравировка – относительно новая ступень в ходе развития процесса. Как и любая другая, гравировка лазером имеет свои плюсы и минусы.

Плюсы:

• возможность исполнения в короткие сроки;
• деликатная работа с большинством материалов;
• возможность нанесения изображения различного уровня сложности;
• высокое качество конечного изображения;
• долговечность гравировки;
• бесконтактный способ нанесения.

Минусы:

• требуется довольно сложное оборудование и навык работы с ним, если вы хотите выполнить гравировку самостоятельно;
• невозможно выбрать цвет рисунка;
• в случае ошибки исправить ее будет весьма проблематично.

Устройство гравировальных аппаратов

Лазерный гравер Speedy 400. Фото Trotec

Лазерные граверы относятся к разряду высокотехнологичного оборудования. Помимо лазерной технологии их работу обеспечивают оптические устройства, управляющие программы и автоматизация контроля выполняемых действий. Общими для всех лазерных гравировальных устройств являются следующие конструктивные элементы.

• Обеспечение точного позиционирования лазерного луча относительно обрабатываемого предмета гарантирует координатный стол. Он представляет собой станину, на которой установлены направляющие. От качества выполнения этого узла зависит точность и ровное перемещение подвижных элементов гравера.
• Привод станка включает в себя микрошаговые двигатели или сервоприводы, которые обеспечивают движение подвижных частей. Особенность их в том, что в зависимости от характера действующего сигнала, они могут изменять скорость движения, направление вращения, количество оборотов. Усилие от двигателей передается к движущимся по направляющим механизмам с помощью ременных передач или шарико-винтовой пары.
• Рабочий стол выполняет роль базировочного приспособления для гравируемых предметов. Большинство из них выполняются подъемными (вручную или автоматизированные) с целью достижения лучшего технологического положения между деталью и лазерной головкой. В зависимости от формы и свойств материалов обрабатываемых предметов столы имеют особенности конструкции (алюминиевые ламели, сотовые элементы, в виде тонких заостренных стержней и другие).
• Оптическая система обеспечивает нужное направление и фокусировку луча. С помощью системы зеркал из специального материала, препятствующему рассеиванию, луч доставляется к фокусирующей линзе. Она сжимает всю энергию луча в диаметр размером несколько десятков миллиметра.
• Собственно сам излучатель, состоящий, например, у газового лазера из лампы и блока накачки. Лазерная лампа — это три полости, находящиеся в стеклянном, металлическом или керамическом корпусах. Внутренняя и внешняя полости заполнены углекислым газом или его смесью с азотом и инертным газом. Средняя полость используется для охлаждения водой или другой специальной жидкостью. К электродам, находящимся внутри внутренней полости с газом, подается высокое напряжение, позволяющей трубке сгенерировать лазерное излучение.
• Установить напряжение и силу тока, необходимую для формирования лазерного луча, помогает блок накачки.
• Место гравировки должно очищаться от продуктов (следов) горения. Они не должны оседать на поверхности линзы. Такую функцию выполняет воздушный компрессор, являющийся неотъемлемой частью лазерного гравера.

Лазерный станок для гравировки и маркировки МиниМаркер 2-20А4. Фото Лазерный Центр

• Некоторые материалы при гравировке образуют большое количество дыма. Для его устранения аппарат комплектуется вытяжным вентилятором с гофрированными рукавами.
• Во время работы гравера происходит нагрев лампы. От перегрева она может быстро выйти из строя. Емкость с дистиллированной водой с погруженной в нее водяной помпой неотъемлемый атрибут лазерного гравера.
• Система управления станком представляет электронный блок, который подает команды на двигатели приводов, лазерный излучатель, системы воздушной очистки и охлаждения и другие. Команды формируются программным обеспечением, разработанным для выполнения конкретного вида гравировальных работ.
• Для нанесения гравировки на поверхностях вращения станок опционально комплектуется специальным поворотным приспособлением, подобным имеющемся на токарном станке. Оно состоит из цилиндрического зажимного устройства и упора – центратора, перемещающегося на салазках гравировального станка.

Описание технологии

Лазерная гравировка по дереву требует определенной подготовки. В процессе обработки появляются нагар и дым, что может испачкать края изделия. Для предотвращения следует покрыть поверхность малярным скотчем. Такая мера предотвратит загрязнение краев, а увеличивать мощность лазера при этом не придется.

Лазерный станок перед применением необходимо настроить. Точные параметры задаются в зависимости от материала и его толщины. Настройки можно загрузить на ПК или сразу на плату управления. Предустановки следует корректно назвать, чтобы потом правильно идентифицировать.

Перед началом изготовления лучше сделать гравировку на тестовом фрагменте древесины. Такие меры позволят оценить качество настроек. При необходимости можно подкорректировать параметры, и снова сделать тест. Только после этого можно переходить к гравировке изделия.

На станке энергия от лазера передается сквозь оптику или оптическое волокно на систему фокусировки. После всего этого луч попадает на древесину. Маленькое расстояние между линзой и заготовкой гарантирует хороший фокус. Благодаря этому линия гравировки будет тонкой и точной.

Глубина гравировки выбирается мастером и зависит от мощности станка. Процесс занимает немного времени, но все зависит от особенностей изображения. А также параметры обработки следует подбирать исходя из особенностей материала. Полуавтоматическое или полностью автоматизированное управление позволяет избежать ошибок.

Рекомендуемое оборудование — лазерные граверы для 3D обработки металлов:

Турбо-Форма

ТурбоМаркер
МиниМаркер 2 — 20А4

Лазерная рабочая станция РС-20/20А4/50

Минимаркер 2 — M20/M50

+ дополнительная опция —
электропривод для вертикального перемещения маркировочного узла
(по оси Z) с управлением от ПК (программное обеспечение — MaxiGraf)

Рекомендуем познакомиться c другими нашими технологиями:

• Технология цветной лазерной маркировки металлов
• Технология лазерной резки золота и серебра применимая для изготовления ювелирных и любых других изделий с высокой точностью:
• Технология лазерной сварки ювелирных изделий:

Критерии выбора

Прежде чем выбирать гравер, следует понять, для чего он нужен, какие задачи ему предстоит решать. В зависимости от этого может понадобиться профессиональная, полупрофессиональная модель или прибор для домашнего пользования.

Когда с направлением работ определились, нужно подробнее ознакомиться с техническими особенностями гравера. Но учтите, не всегда для техники важна большая мощность, иногда добиться высокой точности помогают совсем другие показатели.

Перед покупкой обратите внимание на следующие характеристики

Каким способом фокусируется луч. Лучше выбирать автоматическую фокусировку, она обеспечит высокую точность рисунка и хорошую производительность.
Эксплуатационные сроки стеклянной трубки. В большинстве случаев после двухлетней работы стекло начинает плохо удерживать газ, что влечет за собой искажение гравировки.
Тип излучателя следует выбирать исходя из объемов предполагаемых работ.
Лазерные граверы выпускаются с мощностью от 20 до 120 Вт. Чем более мощный аппарат, тем сложнее и тверже поверхности ему будут доступны

Для работы по дереву слишком большая мощность не нужна.
Важно выбирать приборы с системой охлаждения, без нее гравер не сможет работать длительное время, и эксплуатационный срок у него будет коротким.
Управление девайса должно быть простым. Перенасыщенные технические устройства приводят к потере времени.

Правильно выбранное устройство хорошо себя проявит как в профессиональной деятельности, так и в работе для дома.

Лучшие модели

Для облегчения выбора проведем обзор топовых моделей, пользующихся наибольшей популярностью.

Neje 1000 МВт

Оптимальный вариант для освоения гравировки с помощью лазерного станка, постижения азов обращения с ним.

Преимущества устройства:

• мощность — 1000 мВт;
• хорошая рабочая зона — 380/380 мм;
• высокая скорость и стабильность работы;
• прочный корпус, качественная головка лазера;
• долговечность — длительность эксплуатации при бережном обращении;
• работа с широким спектром материалов: кожа, дерево, пластик, фанера и т. д.

В упаковке прибор сопровождает инструкция и носитель с ПО.

MOSKI-MSQ CNC-2418

Несмотря на малые габариты и невысокую стоимость, это модель с ЧПУ — вместе с нею пользователь получает софт и драйверы, записанные на диск. Устройство поддерживает NC-коды, что дает возможность использования ArtCam-шаблонов.

• Вес — 0,6 кг.
• Рабочая зона — 240/300 мм.
• Мощность — 500, 2500, 5500 мВт.

К недостаткам можно отнести поставку устройства в разобранном виде. Перед началом работы его придется собрать, но, с другой стороны, это дает возможность изучить прибор.

Raytronic МС-MINI

Компактный настольный гравер и резак в металлическом корпусе, обеспечивающем неплохую защиту для пользователя. Устройство имеет сотовый стол для рабочих отходов. Выполнение гравировки требует программирования рисунка в графическом редакторе и необходимой мощности. Модель популярна на производстве мелкой продукции — табличек, печатей и пр.

• Минимальный размер рисунка — 10/10 мм.
• Высота материала для гравировки до 80 мм, для резки — 10 мм.
• Обдув рабочей зоны, удаление дыма и запаха, вариативность мощности.
• USB-порт, селенидо-цинковая линза, пульт управления, рабочая зона 400/300 мм.

Работа AutoCAD, Photoshop, Illustrator, CorelDRAW графических редакторов. Материалы для работы — все кроме металла и сплавов.

Lcspr 4040 50 Вт

Модель работает с любыми материалами, кроме металла, при хорошей скорости и производительности. Передвижной механизм облегчает перемещение устройства. Гравер популярен в массовом производстве для работы в интенсивном режиме.

• Универсальность.
• Рабочая площадь — 400/400 мм.
• Мобильность, невысокая стоимость.
• Способность к нанесению рисунков различного типа, качественная гравировка.

У прибора только один недостаток — довольно ограниченная область применения.

WOLIKE Mini 3000mW

Модель выполняет контурные и детализированные, с тонами и полутонами, рисунки, в том числе с фотографий. Работает по дереву любой твердости, управляется программным обеспечением.

• Регулировка мощности и скорости.
• В комплекте поставляются защитные очки.
• Рабочая зона 500/650 мм, 2 рабочих режима.
• Отличная детализация рисунка, мощный лазер, вес 4,9 кг.

К сожалению, владельцы отмечают неудовлетворительное качество обдува. Из минусов — ограничение в применении, работа только с древесиной.

Kimian 1610

Мощный универсальный станок полупрофессионального типа с большим функционалом, высокоточным перемещением лазерной головки, предназначен для крупносерийного производства. Гарантирована техподдержка на все время эксплуатации.

В комплекте:

• водяная помпа, система инсталляции, контейнер для отходов;
• вентилятор, вытяжки, система подъема, опускания рабочей площади;
• автоматическое отключение блока питания, поршневой компрессор, подъемный стол с электроприводом;
• рабочие столы — ламелевый, сотовый, видеоинструкция, лазерные целеуказатель и трубка RECI W2;
• обновляемая база макетов резки и готовые рекламные кампании Яндекс.

Из минусов — высокая цена, но применение на массовом производстве быстро окупает вложения.

Виды

Гравировка по металлу выполняется в различных техниках, существует несколько ее видов.

В первую очередь следует различать профессиональную и сувенирную гравировку. Первая должна быть выполнена с соблюдением ГОСТов, включающих в себя требования к массе характеристик: от глубины нанесения до контрастности. Такая гравировка применяется при нанесении товарных знаков, номера партии, штрих-кода.

Сувенирная гравировка носит в большей степени декоративный характер и более требовательна к вопросам эстетики. Сувенирной гравировкой являются дарственные надписи, логотипы на сувенирах и т. п.

При заказе любой лазерной гравировки помните, что выбрать ее цвет невозможно – он будет напрямую зависеть от металла. Гравировка наносится путем удаления какой-то части материала с поверхности, без применения красящих веществ. Предугадать цвет рисунка проблематично, особенно если материал незнакомый. Латунь выдает гравировку с желтым оттенком, сталь и алюминий – с серебристым. Цвет гравировки на хромированном или окрашенном металле будет совпадать с цветом чистого материала.

Плоская

Плоской называется самая простая гравировка, наносимая на плоские поверхности и имеющая минимальную глубину. Базовая глубина, на которую выполняется лазерная гравировка металла, – от 0,003 до 0,005 дюйма.

3D

3D-гравировка – это воспроизведение на металле приподнятых полостей, создающих на поверхности 3D-эффект за счет изменения отражающей способности материала. Данная технология изначально создана для изготовления различного инструмента, используется при производстве пресс-форм.

Помимо этого, 3D-гравировкой может называться вполне плоское изображение, создающее лишь иллюзию 3D, подобную той, что дают всем известные граффити-дыры на асфальте.

Глубокая

Глубокая гравировка – современная альтернатива фрезеровке металла. Эта технология быстрее и дешевле. С ее помощью создаются рельефные изображения, она применяется, когда необходима гравировка на глубину, превышающую стандартные для лазера величины. Изначально данный метод использовался в промышленности. С его помощью изготавливают печатные валы, маркируют ряд промышленных изделий, выполняют гравировку алюминиевых и стальных приборных панелей. Кроме того, эта методика применяется при производстве штампов и форм для литья, матриц, пуансонов и ударных клейм.

Лазер несколько раз проходит по поверхности. В промежутках между проходами производятся чистки при настройке лазера на небольшую мощность и высокую частоту. В случае когда необходимо выполнить глубокую гравировку на окрашенных порошковой краской объектах, лазер сначала очищает объект от краски, а затем углубляется в металл.

Виды станков

Перед тем как покупать лазерный гравировальный станок нужно разобраться с возможными разновидностями этого оборудования. По методу обработки выделяют такие виды станков:

1. Твердотельные — используются при нанесении рисунков, изготовлении отверстий, разрезании твердых материалов (пластика, металла).
2. Газовые — установки, с помощью которых можно работать с любыми неметаллическими поверхностями.

Газовые излучатели более популярны благодаря своей цене. Они разделяются по типу трубки, через которую выходит сфокусированный луч. На дешёвых моделях устанавливаются стеклянные насадки. Дорогие агрегаты оборудуются керамическими приспособлениями.

Оборудование можно разделить по мощности. Выделяются три группы:

1. Низкой мощности — до 60 Вт. Применяются для обработки заготовок из дерева, пластика, оргстекла.
2. Средней мощности — до 100 Вт. С помощью таких установок обрабатываются металлические заготовки.
3. Высокой мощности — до 160 Вт. Промышленное оборудование, которое предназначено для резки металла.

Если говорить о предназначении лазерных агрегатов, их можно разделить на модели для работы по дереву, пластику, металлу.

Твердотельный гравировальный станок

Как выбрать оборудование: мощность лазера и другие критерии

Лазерная гравировальная машина GCC LaserPro C 180 II 30 Вт настольного типа. Фото GCC

Все многообразие конструктивного исполнения лазерных граверов можно идентифицировать по следующим основным критериям для выбора.

Важно определиться с характером и видом выполняемых работ. При производстве как работ по резке заготовок, так и нанесению изображений следует подбирать оборудование со сбалансированными показателями мощности излучения и скорости движения лазерной головки

Гравировка не требует оборудования с большой мощностью.

Модель лазерного излучателя станка зависит от материалов, на которых будут наноситься изображения. Длина волны газовых лазеров хорошо воспринимается неметаллическими предметами. Твердотельные (волоконные) излучатели комплектуются к станкам, где производятся работы с металлами — более тонкая фокусировка и интенсивность энергии этому способствуют.

Размеры обрабатываемых заготовок напрямую влияют на габариты рабочего стола лазерного гравера. В производственных условиях, где подлежат обработки большие заготовки, важно иметь габаритные станки. Если заниматься гравировкой сувениров, например, в частном бизнесе, лучше обойтись небольшим настольным станком.
На выбор станка влияют косвенные причины: репутация производителя, что определенным образом гарантирует качество сборки. Организация производителем сервисного обслуживания и возможность недорогой замены комплектующих будут оказывать существенное влияние на надежную эксплуатацию станка.

Следует грамотно подойти к приобретению дополнительных возможностей, которые обычно предлагает производитель. Поворотный вращатель, автофокусировка, системы подачи материала в рабочую зону, дополнительный чиллер для охлаждения и много других будут увеличивать бюджет покупки. Однако без некоторых технологический процесс просто не сможет нормально функционировать. Следует провести оптимизацию бюджета с учетом надежной эксплуатации лазерного гравера.