Как работает лазерный гравер

Самодельный лазерный гравер на базе программатора Ардуино

На сегодняшний день гравировка и лазерная резка — довольно прибыльное занятие, где всякий предприимчивый человек, имея нужную информацию и некоторый капитал, в состоянии недурно заработать. Лазерный гравер — это неплохое основание для реализации творческих идей, его универсальность и производительность всегда приятно удивляют мастеров.

Лазерная гравировка поверхностей

Лазерная гравировка — новейший прием нанесения на поверхность резко очерченного изображения с помощью концентрированного светового пучка.

Технология гравировки

Процедура гравировки сфокусированным лазерным лучом сопровождается высоким температурным нагревом материала. В зависимости от продолжительности действия лазера меняется цвет и появляется контрастность поверхности материала, происходит эффект его испарения или испепеления. Полученная вследствие обработки гравированная поверхность обладает устойчивостью к внешним физико-химическим воздействиям.

Несмотря на сходное технологическое предназначение, образцы оборудования для лазерной гравировки и резки кардинально отличаются своим функциональным потенциалом и укомплектовкой производителя.

Устройство конструкции

Основной характеристикой гравера является мощность лазерной трубки устройства. В состав устройства входят следующие структурные блоки:

• Оптическая система, которая представляет собой набор из неоднородных линз и служит для фокусирования и усиления светового пучка;
• Трансмиссионная система — трехосевые сервоприводы, обеспечивающие синхронность движения лазерного источника излучения;
• Система контроля — датчики и вычислительные схемы, задача которых — обеспечение безошибочного функционирования всех систем гравера;
• Механическая система — основные опорные части и вспомогательные механизмы, составляющие устройство машины;
• Система охлаждения — осуществляет теплоотвод от излучателя и состоит из комплекта кулеров и радиаторов для отвода температур.

Виды лазерных граверов

Среди множества промышленных лазерных устройств, востребованных в производственных процессах, можно подчеркнуть лишь два существенных вида:

• газовые — для гравировки неметаллических поверхностей (дерево, пластик, стекло, акрил, кожа, ДСП и др.) и резки какого угодно материала (при работе с металлом используют более мощную трубку от 500 Вт);
• волоконные и твердотельные — для работы как с металлическими, так и неметаллическими поверхностями (соответственно,++ выбирается необходимая мощность лазера).

Лазерный гравер на основе газа универсален и имеет относительно доступную цену, по этой причине прибор широко применяется в офисе или на дому. Предназначение твердотельного гравера — обработка металлов и отдельных видов твердого пластика. Более надежен и совершенен в работе, стоимость значительно выше газового прибора, соответственно, и качество гравировки лучше. Отличает эти устройства рабочая температура и длина волны лазерного излучателя.

Управление процессами лазерной гравировки производится с помощью персонального компьютера. Прогрессивные модели лазерных граверов укомплектованы электронным управлением и бортовыми программируемыми средствами автоматики. Дополнительно комплектуются системами вытяжки, специальными столами, устройствами для гравировки предметов, имеющими различные геометрические формы.

Сферы применения

Область применения лазерной гравировки довольно обширна, секрет ее популярности заключается в быстроте и качестве процесса. Себестоимость такой гравировки имеет относительно невысокий показатель.

Некоторые из производственных отраслей, в которых активно используется лазерная гравировка:

• Наружная реклама. Используется лазерная печать и нанесение рельефных отображений на баннерной ткани, а также для изготовления различного вида упаковки (в том числе сувенирного типа);
• Легкая промышленность. Наносятся узоры на коже и ткани, сложный раскрой материала;
• Гранитное производство пользуется художественной гравировкой для нанесения изображений на памятники;
• Художественная гравировка на камне, металле, дереве, пластмассе;
• В декоративном искусстве применяется гравировка по камню, дереву, металлу;
• В сувенирной отрасли — для изготовления брелоков, колец, поделок и т. п.

Лазерная гравировка является одним из наиболее ювелирных методов гравирования. Вследствие пикселизации до 1000 ppi (39 пикселей на миллиметр) есть возможность выполнять точное нанесение многообразных графических изображений даже на ничтожно малых плоскостях заготовок.

Стоимость аппарата для гравировки лазером обусловливается материалом, на который будет наноситься изображение, и объемом планируемой обработки.

Наряду с лазерным популярность набирает ультразвуковой режущий инструмент. Ультразвуковые граверы и ножи имеют высокие показатели акустической мощности и эксплутационной надежности.

Гравер своими руками

Сегодня выбору покупателя представлен солидный ассортимент лазерных гравировальных станков, более тридцати общеизвестных брендов занимаются поставками подобного оборудования на мировой потребительский рынок. Цены на станки китайских производителей вполне доступны, но приобретение гравировщика без дальнейшей рациональной эксплуатации неоправданно.

Альтернативный выход в такой ситуации — это самодельный лазерный гравер по дереву. Появление гравировочной машинки в арсенале вашего домашнего инструмента открывает новые горизонты для отдыха, работы и творчества.

Конструктивные составляющие

Рассмотрим конструкцию лазерного гравера, который можно изготовить своими руками. Из принтера заимствуется лазерная пушка мощностью 3 ватта. При изготовлении лазерного гравера из dvd своими руками используем такой перечень вспомогательных элементов:

• аппаратный программатор Arduino R3;
• дисплейная плата Proto Board;
• ступенчатые двигатели, можно воспользоваться электромоторами DVD-проигрывателя;
• лазерная пушка;
• элементы охлаждения;
• электрорегулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
• транзистор MOSFET;
• электронные платы управления двигателями;
• концевые выключатели;
• корпусная часть;
• шкивы и зубчатые, передаточные ремни;
• шариковые подшипники;
• деревянная доска (35х10х2 см — 2 шт., 125х10х2 см — 2 шт.);
• круглый металлический стержень 10 мм в диаметре — 4 шт;
• крепежные элементы, сверла, абразив, хомуты и гелеподобная смазка;
• ручные тиски, циркулярка, набор инструмента для слесарных работ.

Электрическая часть

Главным элементом конструируемого механизма является излучатель лазера, на входных клеммах которого необходимо поддерживать постоянное напряжение величиною, не превышающей номинальных характеристик схемы. При несоответствии этого критерия существует вероятность сгорания ее составляющих.

Излучатель лазера, применяемый в установке указанной конструкции, предназначен для работы с напряжением 5 вольт при силе тока не более 2,4 ампера. Настройки электрорегулятора DC-DC производятся на значения: напряжение до 5 вольт, сила тока 2 ампера.

MOSFET транзистор служит для управления включением и выключением электронной схемы излучателя. Электросигнал, вырабатываемый программатором Ардуино, имеет довольно маленькую мощность, поэтому воспринимает его только транзистор MOSFET, который открывает или закрывает контур питания устройства излучения. Местоположение транзистора в электронной схеме гравера находится между «плюс» контактом излучателя и «минус» контактом электрорегулятора.

Подключение ступенчатых электродвигателей гравера реализуется на одной электронной плате управления, что способствует их синхронной работе. При этом отсутствует провисание передаточных зубчатых ремней, что создает качественную и точную обработку поверхностей.

Следует не допускать перегрева лазерного диода и плат управления ступенчатых двигателей в работе электронной схемы. Во избежание подобных ситуаций конструкцией предусмотрена система охлаждения на базе компьютерных вентиляторов и кулеров.

Электрогравер работает на основе челночного механизма, один из передвижных элементов которого обеспечивает перемещение в направлении оси Y, а два других, спаренных, — перемещение в направлении оси X.

В качестве оси Z выступает глубина прожига поверхности материала обработки. Отверстия, в которые помещаются элементы челночного механизма гравера, должны иметь глубину 12 мм и более.

Рабочая плоскость

Направляющими составными частями конструкции, которые обеспечат перемещение рабочей каретки механизма гравировки, могут выступать металлические стержни в диаметре минимум 10 мм. Необходимость в строгости выбора величины диаметра обусловлена предохранением рабочей головки от провисания в процессе обработки.

Поверхность направляющих стержней очищается от заводской смазки, пыли и грязи и подвергается тщательной шлифовке. После чего они обрабатываются гелевой смазкой на основе белого лития для улучшения процесса движения рабочей головки.

Установка ступенчатых двигателей

С помощью кронштейнов, изготовленных из листовой стали, к корпусу устройства крепятся ступенчатые электродвигатели. Кронштейн имеет форму прямого угла и соответствует ширине самого двигателя, а длину имеет вдвое больше его основания. В поверхности кронштейна, куда будет крепиться основание электромотора, просверливают шесть отверстий: четыре — для установки самого электродвигателя и два — для закрепления подпорки к корпусу с помощью крепежных саморезов.

Чтобы смонтировать узел приводного механизма, складывающегося из двух шкивов и болта с шайбой, на валу электромотора при помощи металлического листа формируют П-образный профиль. Затем в нем сверлятся отверстия для соединения с корпусом устройства и выхода вала двигателя.

Шкивы для посадки зубчатой ременной передачи помещаются на валу приводного мотора и располагаются внутри П-образного приспособления. Зубчатые ремни, надетые на шкивы и приводящие в движение челноки гравировального механизма, присоединяются к их деревянным основаниям саморезами.

Программное обеспечение

Условием автоматического режима работы лазерного гравера является не только установка, но и настройка специального программного продукта. Таким продуктом служит программа, при помощи которой создаются контуры желаемого изображения и преобразовываются согласно расширению, доступному элементам управления устройства гравировки. Эта программа находится в свободном доступе и без проблем закачивается на персональный компьютер.

Лазерный гравер — основные параметры, особенности применения и выбора

Активное развитие современных технологий привело к тому, что сейчас даже за небольшие деньги можно приобрести высокотехнологичные устройства, качество изготовления которых будет находиться на достойном уровне. К одному из таких устройств относится лазерный гравер, который еще совсем недавно стоил очень дорого и был доступен далеко не каждому.

Перфорация листового металла на промышленном лазерном гравере

Наличие такого оборудования, предлагаемого сейчас и в настольном исполнении, позволяет не только заняться декорированием предметов личного и домашнего пользования, но и начать собственный бизнес. В частности, успешно используется лазерный гравер для изготовления печатей и штампов. При грамотном подходе к организации такое дело может приносить неплохие деньги.

Основные параметры

Для того чтобы изготавливать печати и штампы и выполнять декорирование изделий небольшого размера, совсем не обязательно приобретать габаритное гравировальное оборудование профессиональных серий – вполне достаточно купить настольный лазерный гравер. Такое оборудование не только займет мало места в мастерской, но и обойдется значительно дешевле, чем промышленные установки.

Что касается цен на настольные лазерные гравировщики, то они серьезно разнятся и зависят от целого ряда параметров. К таким параметрам, в частности, относятся:

• тип устройства по используемому в нем рабочему элементу (волоконный лазерный гравер, волоконно-дискретный, диодный и др.);
• мощность лазерного гравера;
• габариты рабочей платформы;
• функциональность;
• фирма-производитель.

Ориентировочные цены на лазерные граверы

Для того чтобы изготавливать печати, а также выполнять гравировальные работы на поверхности небольших по размеру изделий из различных материалов, можно заказать недорогой лазерный гравер из Китая, который отлично справляется с такими функциями. Китайский лазерный гравер способен успешно справляться со многими задачами. В частности, при помощи такого устройства гравировка может выполняться не только по металлу, но также по стеклу, дереву, коже, пластику, картону и целому ряду других материалов.

Какие задачи решают при помощи лазерного гравера

Большая часть моделей современных лазерных граверов настольного образца управляется при помощи внешних компьютеров, в которые для этих целей загружается специальное программное обеспечение. Программа, поставляемая, как правило, в комплекте с лазерными гравировальными устройствами, одновременно решает несколько задач:

1. переводит изображение или надпись, загруженные в компьютер для их дальнейшего нанесения при помощи лазерного гравера, в векторный формат;
2. передает информацию о наносимом изображении на контроллер устройства;
3. управляет работой всех элементов конструкции гравера.

Основной рабочий элемент гравера – лазер с теплоотводом, размещенный на подвижной каретке

Мини лазерный гравер перед началом работы соединяется с управляющим компьютером при помощи обычного USB-порта. Отдельные модели лазерных граверов, стоимость которых несколько выше, допускают возможность их программирования. Для того чтобы нанести рисунок или надпись на поверхность обрабатываемого изделия, пользователю данного оборудования достаточно задать соответствующую программу, по которой оно и будет работать.

Для домашнего использования чаще всего приобретают компактные лазерные граверы, обладающие небольшой мощностью. Такой лазерный гравер для дома, несмотря на невысокую мощность, можно использовать для печатей и штампов, изготавливаемых из полимерных материалов, а также для решения ряда других задач, связанных с декоративным оформлением изделий из различных материалов. Применяя такое устройство, в частности, можно нанести рисунок или надпись на стеклянный предмет, выполнить гравировку на поверхности изделий из кожи, пластика, древесины и плотного картона.

Гравировка сувенирной продукции на лазерном станке

Более функциональным, но и более дорогим является волоконный лазерный гравер, который можно успешно использовать для работы с такими материалами, как:

1. любые металлы и металлические сплавы;
2. композитные материалы;
3. резина;
4. любые типы пластиков;
5. кожа;
6. керамика;
7. гранит и керамогранит;
8. полупроводниковые материалы;
9. древесина;
10. картон;
11. натуральный и искусственный камень.

Специальное волокно, используемое в лазерных граверах данного типа в качестве основного рабочего элемента, обеспечивает сверхточную фокусировку луча и эффективно регулирует его мощность. Лазерные устройства волоконного типа, технические возможности которых позволяют выполнять цветную гравировку на поверхности изделий из нержавеющей стали, используются преимущественно в профессиональной сфере.

Как правильно выбрать устройство

Как выбрать лазерный гравер? Прежде всего следует получить представление о разновидностях таких устройств и разобраться в рабочих параметрах, которыми они характеризуются. Выбирать аппарат под определенные задачи не стоит, так как в дальнейшем вам может не хватить его функциональных возможностей. Так, купив лазерный гравер для печатей, то есть для работы с резиной и полимерными материалами, вы в дальнейшем не сможете использовать его для оформления изделий, изготовленных из металла и других твердых материалов. Именно поэтому лучше сразу выбирать универсальные гравировальные устройства.

В зависимости от того, какого типа элемент используется в лазерном гравере для формирования рабочего луча, все подобные устройства делятся на две категории:

• газовые лазерные граверы;
• устройства твердотельного типа.

Лазерный мини-гравер Neje – популярная модель для дома, ориентированная на миниатюрную гравировку

Лазерные граверы газового типа являются недорогими и универсальными. При помощи таких устройств, которые чаще всего приобретают для оснащения домашних и небольших производственных мастерских, можно выполнять гравировку на поверхности изделий из металла, кожи, пластика, древесины и др. Граверы, в которых для формирования лазерного луча используется твердотельный элемент, отличаются тем, что в них создается излучение, обладающее особыми свойствами. Устройства данного типа применяются преимущественно для гравировки, выполняемой по металлу и некоторым видам пластиков. Наиболее значимым преимуществом использования граверов с твердотельными лазерными элементами является то, что выполнять такую обработку можно с очень высокой точностью.

Выбирать лазерный гравер для того, чтобы изготавливать печати и обрабатывать изделия из различных материалов, следует исходя из его мощности. Так, для работ с предметами небольшого размера, изготовленными из не слишком твердых материалов, можно выбирать устройства, мощность которых находится в пределах 40 Вт. При помощи таких аппаратов, в частности, можно делать печати с достаточно хорошей детализацией. Для выполнения гравировки на более твердых материалах (таких, например, как камень) следует выбирать граверы, мощность которых составляет не менее 60 Вт. Подобные устройства, кроме гравировки, позволяют выполнять и резку обрабатываемого материала.

Лазерный гравер для печатей и штампов Raytronic S7 с воздушно-водяной системой охлаждения

Мощность лазерного гравера оказывает влияние не только на то, какой материал можно будет обрабатывать при помощи такого устройства, но и на толщину обрабатываемого слоя, а также на спектр выполняемых операций. Так, для обработки металлического листа толщиной более 10 мм потребуется лазерный гравер, мощность которого составляет не менее 100 Вт. Для обработки более тонких изделий, изготовленных из более мягких и податливых материалов, можно выбирать менее мощные гравировальные установки.

На современном рынке лазерные граверы представлены в достаточно широком диапазоне мощности. Так, в зависимости от своих потребностей можно выбрать подобные устройства, мощность которых находится в диапазоне 20–120 Вт.

Компактный настольный гравировальный станок TST-3040 отлично подходит для изготовления табличек и сувениров

При выборе лазерного гравера следует обращать внимание и на дополнительные характеристики подобных устройств. Одной из таких характеристик, которая обеспечивает длительность процесса непрерывной обработки, выполняемой на лазерном гравере, а также более длительный срок его эксплуатации, является наличие в его оснащении системы охлаждения.

Еще одной важной опцией, на которую следует обращать внимание при выборе лазерного гравера, является автоматическая фокусировка. На лазерных граверах, обладающих такой функцией, обработку можно выполнять не только с большей производительностью, но и с более высокой точностью.

Функция ручного перемещения каретки позволяет быстро запустить задание с нужного места

Комплектация, в которой лазерные граверы поставляются с завода-производителя, – еще один важный параметр. Никто не будет спорить с тем, что намного удобнее приобрести устройство, в комплектации которого присутствует все необходимое для его работы. В стандартный комплект современных моделей лазерных граверов, как правило, входят:

• само устройство;
• защитные очки, которые обязательно следует использовать при работе с подобным устройством;
• отладочный ключ;
• программное обеспечение, устанавливаемое на управляющий компьютер.
• кабель для соединения с управляющим компьютером.

Обработка материалов с помощью лазерного гравера

Так сложилось, что наиболее популярным материалом, для обработки которого используется лазерный гравер, является древесина. Используя данное оборудование, можно также резать изделия из дерева, если их толщина не превышает 15 мм. Поскольку гравировка древесины, как и ее резка при помощи лазерного гравера, сопровождается выделением большого количества продуктов сгорания, то при выполнении таких операций необходимо пользоваться вытяжной вентиляцией или системой поддува.

Пример лазерной гравировки на задней панели телефона

Очень хорошо поддаются обработке при помощи лазерного гравера и изделия из пластика. При этом следует иметь в виду, что лучше всего обрабатываются термопласты и облицовочные пластиковые панели, а вот с гравировкой и резкой поликарбоната, если мощность используемого гравера невысокая, могут возникнуть сложности.

Для резки и гравировки металла оптимально подходят граверы твердотельного типа, но надо обращать внимание на их мощность.

Как работать с аппаратом

Приступая к работе с лазерным гравером, следует иметь в виду, что при неправильном использовании такого устройства можно столкнуться с травмами не только рук, но и органов зрения. Избежать этого можно с помощью соблюдения правил безопасности и применения защитных средств (в частности, специальных очков, поставляемых в комплекте с оборудованием).

Чтобы подробно познакомиться со всеми нюансами работы с лазерным гравером, правилами его настройки и запуска, желательно не только внимательно изучить инструкцию и другой теоретический материал, но и посмотреть соответствующее видео. Такой подход позволит вам избежать ошибок, которые допускают многие из тех, кто никогда ранее не работал с подобными устройствами.

Принцип работы лазерного гравировального станка

Гравировальный станок — это устройство, которое значительно ускоряет и упрощает процесс нанесения изображения на поверхность изделия. Такой метод декорирования и идентификации вещей применяется еще с глубокой древности. Первые инструменты для гравировки датируются чуть ли не каменным веком. В те времена, как и много столетий спустя, мастера-граверы воспроизводили узоры, надписи и картинки вручную, неделями и месяцами корпя над особенно замысловатыми изображениями. Рассматривая оружие, доспехи, табакерки и еще множество изделий прошлых веков, украшенные гравировкой, приходишь в восхищение от изящности линий и сложности контуров. Понимаешь также и другое: случайный сдвиг изделия в процессе работы, дрогнувшая рука, излишне глубокий нажим и прочие ошибки зачастую приводили к необратимым последствиям, вынуждая резчика начать все заново.

Гравировка на металлических доспехах, нанесенная вручную мастером из средних веков

Работа граверов несколько упростилась только в прошлом веке, когда на помощь им пришел технический прогресс и принес с собой ручной электроинструмент. Небольшие бормашинки с моторчиками и различными сменными насадками взяли на себя часть работы и ускорили весь процесс гравировки. Самым известным производителем подобного оборудования стал Dremel — компания, основанная в 1932 году в Америке. Со временем ее постигла участь ксерокса и памперса, то есть, дремелем теперь называют любые ручные машинки, работающие от электричества, которые способны сверлить, гравировать и шлифовать небольшие изделия.

Гравировка деревянной поверхности с использованием ручного электроинструмента

Однако несмотря на то, что с появлением электрограверов дело стало двигаться быстрее, проблемы человеческого фактора никуда не исчезли: мастерам по-прежнему приходилось работать, можно сказать, вручную, только в руках теперь была бормашинка, а не инструмент из металла. Соответственно критичные и некритичные огрехи по-прежнему периодически возникали даже при использовании техники.

Настоящим прорывом в работе граверов стало появление фрезерного оборудования, управляемого компьютером. Небольшие настольные станки взяли на себя весь объем работы и выполняли ее на порядок быстрее и качественнее. Количество ошибок и неточностей свелось к минимуму, появилась возможность поставить выпуск изделий на поток, так как фрезер с ЧПУ мог не только быстро работать, но и наносить совершенно идентичную гравировку раз за разом, следуя заложенной в программе траектории движения.

Фрезерные гравировальные аппараты с ЧПУ показывают очень высокое качество работы, но по степени детализации изображений и скорости их нанесения уступают лазерным устройствам

Однако недочеты у такого оборудования все-таки есть, что, правда, ничуть не мешает ему до сих пор оставаться востребованным. В первую очередь речь идет о том, что какой бы тонкой и острой ни была фреза, она не может идеально четко воссоздать все нюансы и контуры сложных изображений. Погрешность в работе фрезерного гравера составляет порядка 0,5 мм, поэтому воспроизводить с его помощью миниатюрные рисунки или мелкие надписи невозможно.

И вот тут на сцену выходит лазерный станок — устройство с программным управлением, которое до сих пор относится к разряду новых технологий, а период его более-менее массового использования насчитывает буквально 5-10 лет. Диаметр лазерного луча настолько мал, что ширина прорезов между деталями или отверстиями, созданных им, зачастую не превышает толщину человеческого волоса. И это только начало в огромном списке плюсов лазерной техники, причем, одним из достоинств можно назвать отсутствие недостатков. С некоторой натяжкой единственным минусом может стать пока еще не очень бюджетная стоимость таких аппаратов. Тем не менее даже в домашних мастерских миниатюрные лазерные станки уже перестали быть диковинкой.

Качество лазерной гравировки настолько безупречное, что ее используют даже для изготовления штампов и печатей

Преимущества лазерно-гравировальных устройств

Гравировальные аппараты, использующие в своей работе лазерный луч вместо металлического режущего инструмента, по всем параметрам оставляют далеко позади своих конкурентов по ремеслу. Основными аргументами для такого утверждения служат следующие:

• очень высокая скорость гравировки, доходящая до 700 мм/с;
• несравненно более высокое качество готового изображения, обусловленное тонкостью луча и прецизионной точностью его позиционирования (отклонения от заданных координат колеблются в диапазоне ± 0,01 мм);
• неограниченный срок службы гравировки, что означает, что контуры рисунка не потеряют своей четкости при интенсивном использовании даже по прошествии многих лет (речь идет, например, о часах или зажигалках);
• широкий ассортимент материалов, доступных для декорирования;
• компьютерное управление всем процессом экономит время и полностью исключает ошибки, которые может допустить человек;
• в силу того, что лазерная гравировка наносится бесконтактным методом, изделия не нуждаются в фиксации, что, во-первых, экономит средства на приобретение крепежных устройств, а, во-вторых, не повреждает поверхность материала;
• высокая степень детализации при нанесении небольших изображений или тех, которые имеют большое количество мелких элементов;
• идеально гладкие края и стенки изображения после однократного прохода луча. Нет потребности в дополнительной постобработке, отсутствуют небольшие впадины, характерные для фрезы и прочих металлических инструментов;
• лазер не оказывает физического воздействия на материалы, поэтому им можно безбоязненно гравировать даже хрупкие, склонные к сколообразованию и растрескиванию материалы, например, стекло;
• нет необходимости в покупке большого количества инструментов;
• низкий уровень шума и пылеобразования.

Принцип работы лазерного гравировального станка

Ввиду того, что лазерно-гравировальные аппараты являются автоматизированным оборудованием, то есть, управлением всеми процессами занимается компьютер (внешний или встроенные элементы), работа таких устройств начинается с создания управляющей программы для них.

Оптоволоконный лазерный гравер по металлу в процессе работы

Эскиз будущего изображения рисуется в каком-либо графическом редакторе, после чего в CAM-системе на его основании создается файл, в котором прописаны все этапы прохождения лазерного луча для воспроизведения картинки и т. д. Этот файл и называется управляющей программой, в которой указывается точка начала гравировки, скорость перемещения инструмента, глубина его погружения в материал и многое другое. Программу запускают на компьютере, подсоединенном к граверу или сохраняют на флеш-карту, которую затем вставляют непосредственно в станок.

Само лазерное оборудование может быть оптоволоконным, предназначенным для гравировки металлов, или углекислотным, подходящим для работы с любыми другими материалами (пластик, дерево, резина, сукно, картон и т. д.).

В волоконном гравере луч создается путем активации кварца, легированного редкоземельным покрытием, путем накачки, поступающей от диодных ламп. Кварцевая сердцевина заключена в оболочку из оптического волокна, закрытую снаружи гибким и плотным пластиковым или иным корпусом. После включения источников накачки в волоконном кабеле начинается генерация лазерных частиц, часть из которых выходит наружу с одной из сторон.

CO-2 гравер имеет в основе запаянную стеклянную колбу, в которую под давлением закачана смесь из нескольких газов, склонных к ионизации под воздействием электрических импульсов. Разряды поступают внутрь от блока розжига, подсоединенного к трубке, и активируют газовую среду, в результате чего начинается процесс лазерообразования.

Лазерный поток, выходящий из оптоволокна или газовой трубки, попадает на фокусирующую линзу (в случае с CO-2 излучателем, он сначала проходит через оптическую систему из трех отражающих зеркал), которая сужает его до требуемых параметров, превращая в световое пятно на поверхности материала. Из-за малого диаметра, концентрация температуры и мощности излучения в точке реза очень высока, поэтому луч за доли секунды выжигает поверхностный слой материала на заданную глубину. Перемещаясь с высокой скоростью, он шаг за шагом воссоздает на изделиях требуемое изображение.

Детальный видеообзор на профессиональный лазерный станок Wattsan 6040. Внутренее устройство и технические характеристики оборудования.

Побывали в гостях на производстве предприятия «АЛЬТАИР», которое успешно занимается производством деревянных игрушек и сувенирной продукции.

Видео с производства компании Пластфактория — наш уже постоянный клиент, который занимается POS-материалами и работает с крупными косметическими брендами.

В чем заключается принцип лазерной гравировки?

Мы покажем вам, как происходит лазерная гравировка и какие материалы можно обрабатывать с ее помощью.

Лазерная обработка используется для придания изделию индивидуального дизайна или особого характера. Спортивные призы с выгравированным именем победителя, шариковые ручки с гравюрой логотипа компании или компоненты, на которых проставлены серийный номер и номер партии, — это типичные примеры применения лазерной гравировки. Большое преимущество: при помощи лазера можно выполнять гравировку практически любого дизайна на самых различных материалах. На этой странице мы расскажем, как осуществляется лазерная гравировка.

Техническое объяснение лазерной гравировки

В процессе лазерной гравировки материал в результате попадания лазерного луча нагревается настолько, что, в зависимости от времени воздействия, изменяется его цвет и создается контраст или же он испаряется или выжигается. Полученная лазерная гравировка является постоянной и устойчивой к истиранию.

Лазерная гравировка — столь же просто, как и распечатка на принтере

Лазерная гравировка настолько же проста, как и распечатка на принтере. Сначала создайте макет гравировки в обычном графическом редакторе (CorelDraw, Photoshop, AutoCAD, Illustrator, InkScape и т. д.). Тогда используйте драйвер принтера для отправки графического изображения на лазерную систему. При нажатии на клавишу производится лазерная гравировка или резка выбранного вами материала с использованием сохраненных настроек. При необходимости можно установить расширенные настройки, предоставляемые программным обеспечением JobControl®. Виды обработки, сохраненные в драйвере принтера, облегчают повседневную работу, автоматически оптимизируя необходимые графические процессы.

В чем заключается принцип лазерной гравировки? Простое объяснение основ

Узнайте больше о процессе лазерной гравировки при помощи этого видео

Растровая и векторная гравировка: два различных вида лазерной гравировки

Растровая гравировка — это стандартный процесс для лазерной гравировки. Здесь графическая конструкция из пикселей гравируется линия за линией, точка за точной.

Во время векторной гравировки, в свою очередь, графическое изображение состоит из кривых и линий, которые лазер чертит и одновременно гравирует поочередно, «вектор за вектором». Векторную гравировку часто называют «маркировкой»

Для применений на более крупных площадях таких, как буквы с заливкой, изображения, штампы или гравировка на дереве, растровая гравировка — это самый подходящий метод.
Однако если требуется гравировка тонких линий, более целесообразно применять векторную гравировку. К тому же, это еще и быстрее.

Типичные применения для лазерной гравировки

• марки, обработка бумаги
• рекламные изделия, таблички
• награды и призы
• ручная работа, подарки
• и многое другое

Преимущества лазерной гравировки по сравнению с механической

Более широкая область применения	Лазерные лучи — это универсальный инструмент для многих материалов, таких как дерево, стекло, древесноволокнистые плиты, текстильные материалы, картон, бумага, фольга, металлы и т. д.
Бесконтактная обработка материалов	Во время механической гравировки материал часто подлежит закреплению в тисках или фиксации вакуумом. Для этого требуется время, к тому же существует опасность повреждения материала. При лазерной обработке это не требуется. Здесь обработка проводится бесконтактным способом, в результате которой не возникает стружки, а уровень пылеобразования достаточно незначительный. Все это экономит и время и деньги.
Без износа инструмента	В связи с бесконтактной обработкой материалов лазерным лучом отпадают расходы на инструменты: ножи и сверла.
Максимальная точность и мельчайшие элементы	Благодаря лазерной технологии предоставляется возможность выполнения самых мелких мотивов с максимальной точностью. Практически все, что можно начертить, можно также воспроизвести при помощи лазерной гравировки или маркировки.
Экономное производство	Производство отдельных деталей или малых и крупных серий эффективно и экономично.

Специальное применение: гравировка фотографий при помощи лазера

Фотографии придают особый характер стандартным изделиям или подаркам. Гравировку фотографий можно выполнить быстро и просто при помощи лазерной системы. Программное обеспечение для лазерной обработки JobControl® от Trotec окажет вам значительную помощь в процессе выполнения гравировки фотографий. При помощи интегрированного фоторежима изображение автоматически оптимизируется для обработки лазерным гравером в соответствии со сложной логикой и отправляется на лазерную систему. Таким образом, вам не надо быть экспертом в области обработки фотографий Простая гравировка фотографий — здесь можно найти необходимые советы и рекомендации.

Мой опыт использования лазерного гравера

Привет, Geektimes! Пишет студент института ИТМО программы «лазеры для информационно-коммуникационных систем». Этим летом у меня появился шанс поработать с лазерным гравером. Хочу поделиться своими наблюдениями по этому поводу и описать свою работу.

Сначала про сам аппарат — табличка с обратной стороны говорит:

— Machine Name: Fiber Laser Machine
— Model: LP-FLM 50
— Manufacturer: LaserPower Technology (Suzhou) Co., Ltd.
— Power Supply: AC220V, 50/60hz
— Программное обеспечение станка — Ezcad 2.0.

Прогуглив модель, по первой ссылке про него можно найти больше информации:

— Мощность: 50 Вт
— Длина волны: 1064
— Маркировка площадь: 110ммx110мм, 200ммx200мм, 300ммx300мм
— Минимальная ширина линии: 0,03 мм
— Минимальный размер символов: ≤0.05 мм
— Скорость маркировки: ≤7000 мм/с
— Ширина импульса: ≤60микро с
— Охлаждение: охлаждение воздухом
— Требование к питанию: однофазный, переменный ток 220В, 50/60Гц

Станок оснащен лазерным источником с длительным сроком службы. Он не требует расходников, подходит для глубокой гравировки. Высокая скорость, точность и качество маркировки.

Лазер может наносить логотипы, символы, серийные номера, штрих-коды или QR-коды на металл (углеродистая и нержавеющая сталь, алюминий, медь, латунь, цинк и т.д.) и некоторые неметаллы (пластик, резина, кожи, бумаги и т.д.).

Мне предложили провести эксперименты по нескольким направлениям, проработать несколько мини-проектов:

1. Изучение воздействия лазера при изменении трех его параметров (мощность, частота модуляции, скорость).
2. Создание печатной платы.
3. Генерациявоплощение идей для создания изделий под заказ.

Обработка металлов в разных режимах

Хотелось понять, как отдельные параметры лазерного гравера влияют на глубину прожига. Изначально гравировка в глубину не особо шла, делал много проходов, уменьшал шаг штриховки, но ничего не помогало. Оказалось, что обрабатываемая поверхность просто была не в фокусе. После регулировки высоты источника излучения дело пошло.

В Ezcad я нарисовал квадрат и сделал тройную штриховку. Все три слоя с одинаковым шагом 0.01 и разницей в наклоне: у первого слоя 0 градусов, у второго 45, у третьего -45.

После прожига с помощью микрометра была замерена глубина участков подвергшихся лазерному излучению.

По итогам составлены графики зависимости глубины от изменяемой величины (мощность, скорость, частота модуляции). Графики получились очень даже логичными:

Чем выше частота модуляции, тем больше воздействия лазера на поверхность, значит больше глубина.

Чем выше скорость луча, тем меньше воздействия лазера на поверхность, значит меньше глубина.

Самый логичный график, чем больше мощность тем глубже.

Создание печатной платы

Я решил сделать плату марсоход. Для этого создал инверсное изображение .bmp-формата.

Изначальная идея состояла в том, чтобы выжечь медь с поверхности, оставив дорожки. Хотел снимать медь послойно малой мощностью. Думал, что после 5-10 проходов прожига останется чистый гетинакс.

От этой идеи пришлось отказаться, так как при воздействии лазера на медь в определенный момент фольга прожигалась, и начинал испаряться гетинакс.

Возникла идея покрыть пластины краской и сжигать ее. Правда в этом случае теряется желаемая технологичность, ведь в этом случае придется выполнять обычную операцию травления платы хлорным железом.

Первые платы были с пятнами.

Скорее всего при испарении краски дым, задерживающийся над рабочей поверхностью, рассеивал луч. При втором проходе от пятен не осталось и следа.

Однако, здесь нас и поджидала следующая проблема, скрытая в конструкции аппарата. Лазерный луч отклоняется системой двух зеркал. И чем дальше от центра, тем большее получается искривление изображения.

На пластине должны были получиться перпендикулярные прямые (увы, нет). Это, конечно же, непозволительно для печатной платы. Покопавшись в настройках программы, было найдено специальное диалоговое окно учета и коррекции этого искривления.

Изменением параметров в программе искривления были сведены к минимуму. Также пытался прожигать отверстия в плате.

Сначала были неаккуратные края, потом началось получаться чище. В итоге получил отверстие с одной стороны чистое, с другой нет. Если тщательнее подобрать режимы, то получатся красивыми обе стороны. Однако, чуть позже работа над платой была приостановлена из-за надвигающейся проблемы стыковки двух поверхностей платы top/bottom. Но эту работу думаю продолжать.

Генерациявоплощение идей для создания изделий под заказ

Возникла идея печати изображений на ложках. Были куплены чайные и столовые ложки из нержавейки. Я создал для них векторное изображение. Поискал красивые рамки для вензелей, взял несколько идей и создал свою рамку в Corel Draw. При отсутствии опыта работы с этой программой получилось за 30-45 минут разобраться и перерисовать изображение (для столовой ложки).

Так прошло мое первое знакомство с лазерным гравером, 2 пункта из 3 выполнены. Если будут вопросы или идеи, пишите в комментарии.