Лазерная гравировка металла

Гравировка — это вырезание на поверхности предмета надписи или изображения, которое подчеркивает его индивидуальность, часто превращая его в художественное произведение. Существуют как ручные, так и механизированные способы выполнения гравировальных работ. Нанесение изображений с помощью лазера относится к методу с использованием станочного оборудования. Информация о данном виде технологического процесса описывается в этой статье.

Сущность технологии, как делается, особенности, преимущества

Лазерная технология гравировки использует излучение, у которого регулируется диаметр сфокусированного луча и его мощность. Установкой этих параметров можно не только резать материал, но и воздействовать лишь на поверхностный слой обрабатываемого предмета. Нанесение изображения происходит двумя способами.

• Верхняя часть поверхности нагревается до состояния плавления. В процессе перехода из одного состояния в другое в материале происходят физико-химические процессы, меняющие его структуру. Одним из сопутствующих эффектов является изменение цвета поверхности после ее кристаллизации. Контрастом внешнего вида обработанной и необработанной лазерным лучом поверхности создается изображение на предмете.
• Этот способ связан с изменением рельефа поверхности. Часть поверхностного слоя нагревается до температуры, при которой расплавленный материал выжигается в процессе испарения. Мощностью луча можно регулировать глубину снимаемой части поверхности, тем самым изменяя рельефность изображения.

Основные преимущества лазерной технологии перед другими видами гравировки:

• практически на любом материале можно нанести изображение лазерной гравировкой;
• любые, даже самые мелкие изображения выполняются с четким, хорошо видимым контуром;
• изображения с точки зрения дизайна выглядят очень привлекательными;
• предмет обработки из-за отсутствия непосредственного механического контакта с режущим инструментом не подвергается деформации, его нет необходимости закреплять;
• при лазерной гравировке происходит термическая обработка материала, что делает его устойчивым к истиранию, изображение имеет эстетичный вид долгое время.
• изображение принимает окончательный вид сразу после лазерной гравировки, нет необходимости в последующей доработке.

Лазерная гравировка легко адаптируется к автоматическому управлению. Работа по алгоритму программ исключает возможность субъективных ошибок. При ручной гравировке человеческий фактор не исключает риска совершения ошибки.

Нанесение изображения происходит согласно управляющих программ и осуществляется двумя методами — растровым и векторным.

• При растровом методе лазерная головка перемещается дискретно в одном направлении области гравировки, а затем опускается/поднимается вниз/вверх с минимально возможным шагом. Последовательно обрабатывая такими точками поверхность, получаем требуемое изображение. Таким способом гравируются изображения типа фотографий, картинок.
• При векторном методе лазер движется вдоль направления определенных линий. Этим способом обычно гравируют надписи и другие изображения в виде линий. Этот метод намного производительнее растрового, но если понадобится изменить толщину линий, без растровой гравировки не обойтись.

Применение: нанесение логотипов и не только

Свойство лазерной гравировки сохранять длительное время внешний вид в своей первозданной форме используется для нанесения логотипов на предметы, где она становится единым целым с ними самими. Некоторые наиболее часто применяемые варианты использования:

• логотипы на сувенирах и подарках (ручки, зажигалки, мобильные телефоны, ежедневники и другие);
• в ювелирном деле лазерная гравировка наносится на изделия из драгоценных металлов: браслеты, часы, перстни, кольца и другие;
• нанесение надписей и изображений на различные спортивные и другие награды;
• некоторые промышленные производители идентифицируют свою продукцию логотипами, выполненными лазерной технологией;
• на корпуса и панели приборов наносится техническая информация облегчающая пользователю их эксплуатацию;
• изготовление с помощью лазерной гравировки печатей, штампов;
• нанесение дублирующих знаков на русском языке на клавишах и кнопках техники зарубежного производства.

Технические возможности лазерной гравировки поднимают на более высокий уровень возможности рекламного бизнеса. В переизбытке рекламной продукции потребитель обязательно обратит внимание на оригинальность плакатов и вывесок, на которых информация дается четким, с высокой детализацией изображением.

Виды: 3D, глубокая и прочие, примеры

Базовым исходным элементом для создания изображения на предмете лазерной технологией является модель, выполненная одним из видов графических программ, считываемой гравировальным оборудованием. Существуют графические редакторы, работающие как с плоскими 2D-изображениями, так и 3D, объемными моделями.

Создание лазером объемных изображений предъявляет к обрабатываемому материалу определенные требования, так как изображение находится внутри предмета. Он должен быть абсолютно прозрачным. Простую плоскую гравировку можно нанести указанными, например, выше несколькими методами. Объемная гравировка выполняется только твердотельной лазерной установкой, работающей в импульсном режиме.

Лазерный луч проходит через прозрачный предмет лишь до конкретной точки, где происходит концентрированный выплеск энергии, оставляющей после себя след в виде миниатюрного серебристого шара. Регулировкой мощности и диаметра луча получают такие шары в точках на различной глубине, тем самым формируя объемное изображение.

Большое распространение получает так называемая глубокая лазерная гравировка. Она выполняется послойным снятием металла до глубины 1 мм., при этом сохраняется детализация рельефного изображения. Такая технология используется для изготовления штампов, клише, матриц, пресс-форм для литья пластмассы, пломбиров, стандартных шрифтов для приборной фурнитуры и других подобных изделий. При оснащении лазерной установки специальным вращателем, можно получать глубокую гравировку на предметах, имеющих форму тел вращения.

Кроме широко распространенной лазерной технологии по металлу, в качестве исходного материала используются пластик, стекло, дерево, бумага, камень и другие.

Сравнение с другими методами

Техника нанесения изображения на предмет прошла длительный путь развития, она известна еще с давних времен. Поэтому существует много способов, которые человечество придумало за весь этот период. Лазерная технология — это уже современное время. В сравнении с наиболее известными ранее, да и сейчас, применяемыми способами можно выделить следующие ее отличия.

• Ручная гравировка. В прогрессивности и высокой технологичности лазерная гравировка значительно превосходит ручную. Однако существует понятие «живое» изображение. Оно как раз относится к гравировкам, выполненных вручную, где мастер вкладывает в работу свою душу. Эксклюзивность изображения главная отличительная черта ручной гравировки.
  Другую такую же повторить невозможно.

• Механическая гравировка. Изображение наносится с помощью режущего инструмента — фрезы. Возможно получить объемную глубокую гравировку. Специальные станки с ЧПУ делают механическую гравировку автоматическим процессом. По производительности уступает лазерной гравировке. Сильно ограничена в получении мелких элементов рисунка, в уровне детализации значительно уступает лазерной. Инструмент (фреза) со временем изнашивается, требуется регулярная ее замена. Во время технологического процесса механической гравировки деталь требуется закреплять, что в некоторых случаях требует дополнительного изготовления специальной оснастки.
  Одним из главных недостатков механической гравировки перед лазерной это невозможность обработки материала типа бумаги, кожи и подобных.
• Гравировка пескоструйной обработкой. Обработка поверхности песком, который под давлением воздуха оказывает на нее механическое воздействие, вызывает матировку, которая имеет различия в зависимости от скорости потока песчаных частиц. Так обрабатывая площадь разной мощностью струи можно с помощью контраста различных оттенков выстроить необходимое изображение. Однако, вредность песчаной пыли для оператора производящего работы, невозможность создания полутоновых изображений, а также большая трудоемкость в технологической подготовке производства в виде создания сложных трафаретов создают серьезные ограничения в применении гравировки пескоструйной обработкой.
  Возможность получить с ее помощью более глубокий рельеф, чем лазерной гравировкой является основанием для применения.
• Электрохимическое гравирование. Если в ванну с электролитом опустить в качестве одного из электродов пластинку металла с заранее нанесенным специальным образом трафаретом, то в процессе электролиза часть металла вытравится с образованием надписи, которая была на трафарете. Этот метод может конкурировать с лазерной гравировкой в производстве клише, штампов. Однако по производительности и качеству электрохимическая гравировка уступает лазерной.

Типы оборудования для гравировки лазером: CO2, волоконные, для резки и другие

Свойство поглощения материалом излучения определенной волны влияет на выбор оборудования для лазерной технологии. Неметаллические материалы хорошо поддаются обработке лучом, вырабатываемым газовой лазерной установкой, у которого в качестве рабочего тела используется углекислый газ. На металлах лучше наносится изображение лазерным лучом твердотельной (волоконной) установкой. Об оборудовании для лазерной гравировки подробная информация в статье по ссылке «Лазерные граверы по металлу».

Как выбрать

Основными критериями, на которые следует обратить внимание при выборе станка для лазерной обработки, будут следующие.

• Качество изготовления рабочей зоны. В процессе обработки материалов образуются копоть, пыль и другие сопутствующие отходы. Если привода и электронные платы станка не имеют защиты от образующихся при работе частиц гари и пыли, то от сбоев будет помогать чистка оборудования после каждой обработанной группы деталей. Качественная рабочая зона имеет защиту, исключающую попаданию грязи на элементы конструкции, непосредственно влияющие на работоспособность станка. Они долгое время не изнашиваются, повышая его срок эксплуатации.
• Скорость обработки. Время выполнения работ по гравировке влияет на себестоимость готового изделия.
• Материал, из которого изготовлен излучатель. Газовые излучатели из стекла по стоимости дешевле, чем металлические или керамические. Однако ресурс работ и качество гравировки стеклянных значительно ниже, чем у последних. Поэтому менять его придется гораздо чаще и вряд ли эксплуатация такого прибора окажется дешевле в конечном итоге.
• Материал, из которого сделаны комплектующие. Направляющая передвижения каретки должна быть выполнена из жесткого износоустойчивого металла, например, из нержавеющей стали. Недостаточно прочный алюминиевый сплав со временем гнется, что снижает качество гравировки.
• Простота управления оборудованием. Важно чтобы графический редактор, которым укомплектовано программное обеспечение станка, был знаком оператору, а интерфейс был на русском языке. Также имелись опции автоматического подбора режимов для гравировки различных материалов, тестирования системы для диагностики неполадок и другие.

Видео

Где заказать гравировку большого размера, посмотреть шаблоны, купить станки

Предприятия, сотрудники которых оказывают услугу лазерной гравировки, собраны в соответствующем разделе нашего сайта. Специалисты предоставляют клиентам возможность заказать гравировку на изделиях разного размера. На веб-ресурсах предприятий представлены шаблоны, примеры работ и другая полезная для заказчиков информация.

Ознакомиться с перечнем оснащения, производимого и реализуемого компаниями, возможно на официальных сайтах предприятий, некоторые представлены здесь.