Полиоксиметилен, также известный как POM, ацетал или делрин, является высококачественным инженерным термопластичным полимером. Этот материал стал популярным благодаря своим выдающимся механическим характеристикам, устойчивости к воздействию внешней среды и значительной стабильности размеров на протяжении времени. Поверхность ПОМ имеет гладкую текстуру, которая напоминает стекло, что делает его визуально привлекательным для различных применений.
Лазерная гравировка: особенности, области применения, материалы
В истории человечества процесс гравировки различных материалов имеет глубокие корни. Это искусство позволило создавать невероятно красивые произведения искусства и делать надписи, которые сохраняли память о значимых событиях. С течением времени методология обработки материалов эволюционировала от ручных техник к механизированному оборудованию, а в настоящее время на первый план вышла лазерная гравировка. Эта технология, несомненно, заслуживает особого внимания благодаря своим уникальным характеристикам и возможностям.
- Методы гравировки: преимущества и недостатки
- Ручной
- Механический
- Лазерный
- Акрил
- Фанера
- МДФ
- Картон
- Металл
- ПОМ
Методы гравировки: преимущества и недостатки
В граверном деле используется широкий спектр технологий, каждая из которых обладает своими преимуществами и недостатками. Правильный выбор метода зависит от типа материала, назначения готового изделия и берет в расчет экономические аспекты. Давайте рассмотрим ключевые методики более подробно.
Ручной
Ручная гравировка считается одним из самых древних способов нанесения изображений. При этом рисунок создается при помощи специального инструмента, известного как штихель, который позволяет аккуратно и детально прорисовать каждую линию. Также к этому методу можно отнести использование бормашины для создания рисунков. К числу главных достоинств ручной гравировки относятся высокое качество исполнения, впечатляющая эстетика, а также возможность работы с разнообразными рельефными поверхностями. Она идеально подходит для ювелирных изделий и эксклюзивной декоративной продукции. Однако, существуют и недостатки этого метода: высокая трудоемкость, длительность процесса и сложности при работе с особенно твердыми и сложными материалами.
Важно! Качественная ручная гравировка может быть выполнена только мастером с солидным опытом. В результате такие изделия зачастую обладают высокой стоимостью.
Механический
Механическая гравировка осуществляется на специализированном оборудовании, включая гравировальные или гравировально-фрезерные станки. В этом случае рисунок наносится на поверхность за счет вырезания с помощью фрезы. Механизация процесса значительно повышает производительность, избавляя от ручного труда и, тем самым, значительно снижая стоимость продукции, что особенно актуально для серийного производства.
Популярность механического гравирования в мировой практике объясняется простотой технологии и возможностью обработки разнообразных материалов. Однако, к недостаткам этого метода можно отнести необходимость в дорогостоящем специализированном оборудовании, ограничения по габаритам изделия, так как работа возможна лишь с ровными поверхностями. Это делает практически невозможным нанесение рисунка на сложные детали, такие как ювелирные изделия.
Лазерный
На сегодняшний день лазерная гравировка считается самым эффективным методом. Процесс заключается в том, что лазерный луч распространяется и выжигает изображение непосредственно на поверхности материала. Этот метод гравировки имеет ряд значительных преимуществ:
- Высокая четкость и точность: лазер позволяет создавать изображения любого уровня сложности с высокой разрешающей способностью.
- Отсутствие механического контакта с материалом позволяет обрабатывать хрупкие изделия, такие как стекло, а также наносить рисунки на мягкие материалы, включая бумагу и ткань.
- Стабильность глубины рельефа: возможна многократная повторяемость процесса, что делает лазерную гравировку подходящей как для единичного, так и для серийного производства.
- Высокая скорость обработки: работа с лазерным оборудованием позволяет значительно сократить время выполнения заказов.
- Легкость в эксплуатации лазерных установок, что дает возможность быстро обучиться работе на них.
- Возможность обработки практически любых материалов, включая окрашенные и изделия с защитными покрытиями.
- Мощность лазерной трубки: 50 Вт
- Размер рабочей области: 300 x 500 мм
- Разрешение: 1000 DPI
- Скорость гравировки: 200 мм/с
- Скорость перемещения лазера: 500 мм/с
- Тип лазера: СО2
- Точность гравировки: 0,01 мм
- Интерфейсы: USB 2.0
- Тип охлаждения: водяное
- Тип двигателя: шаговый
Принцип действия лазерной гравировки
Принцип работы лазерной гравировки заключается в передаче энергии от лазерного источника к материалу через оптическую систему или оптическое волокно. Фокусирующая система имеет задачу сконцентрировать луч на материале. Правильное расстояние между линзой и обрабатываемым материалом чрезвычайно важно для достижения высокой точности фокусировки, что непосредственно влияет на качество получаемых линий и изображений.
В процессе гравировки верхние слои или несколько слоев материала удаляются путем их выжигания или испарения, что приводит к образованию углублений на его поверхности. Эти углубления, взаимодействуя друг с другом, формируют желаемый графический узор или текст.
Глубина гравировки зависит от множества факторов, среди которых наибольшее влияние оказывают настройки мощности лазера и физические характеристики обрабатываемого материала, такие как состав и плотность. Поэтому для достижения заданной глубины гравировки могут потребоваться разные настройки в зависимости от используемого материала.
Рис. 2. Гравировка по дереву
Преимущества лазерной гравировки
Широкий спектр применения: Лазерная гравировка используется на множестве материалов, включая дерево, стекло, древесноволокнистую плиту (ДВП), текстиль, картон, бумагу и металлы. Эта универсальность делает ее незаменимой в различных отраслях промышленности.
Бесконтактная обработка: В отличие от механического гравирования, которое требует закрепления материала, лазерная гравировка не предполагает физического контакта. Это значительно снижает риск повреждения обрабатываемых частей. Кроме того, отсутствие контакта также уменьшает образование стружки и количество пыли, так как материал в процессе нагревается исключительно точечно, а это значительно уменьшает вероятность деформации и возникновения пожаров.
Износ инструментов отсутствует: В процессе лазерной гравировки не применяется традиционное оборудование, что исключает необходимость в замене износостойких инструментов и, соответственно, экономит средства. Лазерный луч сам по себе служит инструментом, срок службы которого значительно больше.
Максимальная точность: Технология лазерной гравировки позволяет достигать исключительной точности восприятия, обеспечивая возможность передачи сложных и детализированных изображений. Лазер способен точно воспроизводить мельчайшие детали, и благодаря точному управлению, получаются четкие и хорошо различимые изображения, гравюры, штрих-коды и текст.
Экономичное производство: Лазерная гравировка значительно экономит средства, как для одиночных деталей, так и для массового производства. Процесс может быть полностью автоматизированным, что обеспечивает высокие скорости выполнения работ и снижает затраты на освоение отдельных деталей. Если учитывать, что нет дополнительных затрат на оснастку, а также есть возможность обработки многих различных материалов, лазерная технология становится крайне экономически целесообразной.
Рис. 3. Нанесение QR кода на металл лазерным гравером
Достоинства и недостатки лазерной гравировки
Преимущества:
- Скорость выполнения гравировки: процесс занимает всего несколько минут при минимальных усилиях и затратах;
- Автоматизация: высокая точность установки На низком уровне минимизирует вероятность ошибок;
- Гибкость: возможность нанесения узора на любые поверхности без необходимости прямого контакта между лазерной головкой и материалом позволяет работать даже с мягкими металлическими листами, например, латунью или медью;
- Четкость изображения: лазерный процесс позволяет накладывать рисунок с большой точностью, создавая четкие детали, включая надписи и сложные узоры;
- Долговечность: лазерные установки имеют большую продолжительность жизни оборудования по сравнению с другими методами, так как лазерная головка, излучатель и линзы практически не подвержены износу.
Недостатки:
- Неоднородность материалов: различная текстура, глубина и наличие включений на поверхности могут угрожать качеству гравировки, поэтому для достижения однородного результата необходимо дорогостоящее профессиональное оборудование;
- Качество результата: несмотря на автоматизацию процесса, без квалифицированного контроля конечный результат может отличаться от ожидаемого, что требует постоянного присмотра со стороны специалиста в процессе работы на станке с числовым программным управлением (ЧПУ).
Оборудование для лазерной гравировки
На сегодняшний день современными производителями представлены разнообразные гравировальные аппараты, которые могут использоваться как в промышленных условиях, так и в быту. Для личных нужд отлично подходят установленные малой мощности, которые идеально подходят для создания сложных изображений на небольших участках.
Среди новинок особой популярностью пользуются установки, позволяющие создавать цветные изображения. Это достигается за счет интеграции специальной пасты разных цветов, которая меняет оттенок материала в зависимости от температуры.
Оборудование для лазерной гравировки подразделяется по типу лазеров на:
- газовые;
- твердотельные;
- оптоволоконные.
Принципиальные отличия между ними будут рассмотрены далее.
Типы лазерной гравировки
Существуют различные виды лазерной гравировки, каждая из которых имеет свое специфическое применение:
- Гравировка на стекле применяется для оформления посуды, кубков, статуэток, когда необходимо оставить памятную дату, пожелание или тематическое изображение;
- Гравировка по дереву используется для оформления рамок для фотографий, создания сувениров в форме настенных панно и художественных произведений;
- Гравировка на металле необходима для оформления подарочных изделий, таких как термосы, зажигалки, брелоки и другие категории;
- Гравировка на коже является идеальным вариантом для оформления изделий из кожгалантереи, включая кошельки, сумки и ежедневники.
Выбор метода гравировки зависит от конкретных целей и предпочтений клиента.
Принцип действия и способ нанесения
В процессе работы лазерного станка осуществляется передача энергии от источника света к обрабатываемому материалу через оптическую систему или оптоволокно. Важным компонентом этого процесса является фокусирующая система, которая обеспечивает конечную точность при гравировании. Чем меньше расстояние между линзой и материалом, тем более точным и тонким будет лазерный луч и соответственно, линия гравировки.
Во время гравировки происходит удаление верхних слоев материала, что ведет к их выжиганию или испарению, в результате чего на поверхности образуются углубления. Сочетание углублений помогает создавать требуемые изображения или тексты. Глубина гравировки определяется мощностью используемого лазера, физическими свойствами материала и выбранным режимом работы оборудования.
Руководство по подготовке файлов для лазерных граверов и резаков
Существует несколько ключевых рекомендаций, которые следует учитывать при подготовке файлов для лазерной гравировки. Одним из популярных аспектов является гравировка текста. При отправке текста на контроллер гравера, машина автоматически добавляет рамку вокруг букв, поэтому важно помнить о следующих моментах:
- Убедитесь, что буквы имеют правильный интервал между собой.
- Минимальный размер текста должен составлять 2 мм.
- Предпочтительно использовать узкие шрифты.
Лучшие лазерные граверы и резаки
Лазерный гравер и резак OMTech 40 Вт
- Тип лазера: СО2
- Рабочая площадь: 300 х 200 мм
- Мощность лазера: 40 Вт
- Цена: 389 $
OMTech — китайский производитель лазерных граверов и резаков, который осуществляет экспорт своего оборудования в США, где контролируется качество производства.
Этот лазерный гравер и резак мощностью 40 Вт представляет собой компактный станок с площадью резки 300 x 200 мм. Разрешение данного аппарата составляет 4500 dpi, а максимальная скорость резки достигает 80 мм/с. Эта модель идеально подходит для начинающих пользователей, так как стоит менее 400 долларов и предлагает отличное соотношение цены и качества. Некоторые компоненты, такие как вытяжной вентилятор и водяной насос, могут подлежать модернизации.
В зависимости от выбранного материала лазер может резать на глубину 2–3 мм, обрабатывая кожу, дерево и резину, также позволяя гравировать металл.
Лазерный гравер и резак Flux Beamo 30 Вт
- Тип лазера: СО2
- Рабочая площадь: 300 x 210 мм
- Мощность лазера: 30 Вт
- Рыночная цена: 1499 $
Beamo 30W представляет собой лазерный гравер и резак начального уровня от компании Flux. Он комбинирует доступность, простоту использования, привлекательный дизайн и функциональность.
Однако имеются некоторые недостатки. Качество травления и затенения могло бы быть лучше; кроме того, приложение, оптимизирующее работу гравера, не всегда стабильно, а режим предварительного просмотра камеры не всегда охватывает всю рабочую область.
Лазерный гравер и резак OMTech 80 Вт
- Тип лазера: СО2
- Рабочая площадь: 710 x 500 мм
- Мощность лазера: 80 Вт
- Цена: 2 799 $
Этот станок OMTech 80 W является мощным полупромышленным лазерным резаком, способным выполнять множество задач в области резки. Он предлагает рабочую область 500 x 710 мм и может работать с разнообразными материалами, включая дерево, кожу, резину и акрил. Данная модель справляется с длительными заданиями и подходит для объемных работ.
В общем, OMTech предлагает высококачественное оборудование, хорошо подходящее как для малых бизнесов, так и для промышленных нужд. Настройка устройства относительно проста, но стоит учитывать, что оно имеет крупные размеры — 119 x 86 x 91 см, и потребуется достаточно места для установки вытяжных вентиляторов.
Такой мощный CO2-лазер, как OMTech 80 W, может быть даже заменен более мощной моделью с номинальной мощностью 100 Вт, что делает его универсальным инструментом.
Лазерный резак Full Spectrum Muse Core
- Тип лазера: СО2
- Рабочая площадь: 508 x 305 мм
- Мощность лазера: 40 Вт
- Цена: 3500 $
Muse Core от Full Spectrum Laser представляет собой станок для лазерной резки мощностью 40 Вт (опционально 45 Вт), имеющий рабочую область 508 x 305 мм и несколько полезных функций.
Хотя цена Muse Core составляет около 3500 долларов и это не самый дешевый вариант в списке, он несколько ниже, чем у главного конкурента Glowforge, а также обладает большей площадью сборки. Полупромышленная компания из Лас-Вегаса, известная своим качественным производством, предлагает данный станок как альтернативу для производителей и малого бизнеса. Muse Core не предназначен для резки стекла или металла, но с легкостью справляется с пробой по дереву, ткани, коже, бумаге, акрилу и резине.
