Лазерная гравировка на металле

Гравировка по металлу – одна из старейших технологий его художественной обработки, не потерявшая своей актуальности и по сей день. Правда, сейчас во многих областях механический и пескоструйный способы нанесения рисунка постепенно уступают место лазерной гравировке.

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.

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.

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-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 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.

Теперь разберемся, что необходимо для выполнения лазерной гравировки.

Наиболее известные и популярные в данной области приборы – лазерные граверы CO2, работающие за счет длинного инфракрасного излучения, производимого молекулами CO2.

С чистыми металлами большинство таких моделей работать не могут из-за высокой теплопроводности материала и его гладкости. Эти варианты граверов подходят в большей степени для стекла, древесины, керамики и т. д. На металле изображение может быть выгравировано, если на материале присутствует специальное покрытие, пример – эмаль на латуни или анодированный алюминий.

Второй вариант – твердотельные лазеры и волоконные лазеры. От моделей, работающих с CO2, их отличает другой тип излучения и, соответственно, длина волны. Такие модели дороже, но спокойно работают с металлом.

Преимущество здесь за волоконными лазерами, потребляющими меньше мощностей и имеющими длительный срок службы. Для формирования луча подобные аппараты используют волоконные светодиоды.

Для создания изображения, проработки чертежей и расчетов необходимо специальное программное обеспечение. В зависимости от производителя, граверы могут поставляться с собственным пакетом программ или работать со стандартными AutoCAD, CorelDRAW, Adobe Illustrator и т. д.

Специальный состав в виде пасты помогает производить максимально качественную гравировку даже сложных изображений. Паста тонким слоем наносится на чистый (!) металл в месте будущего рисунка. Паста каталитически приводит к снятию тончайшего слоя металла.

Работать с пастой можно маломощным гравером (от 40 Вт). Из материалов подходят цветные металлы, титан, нержавейка.

Альтернатива пасте. С ее помощью рисунок выходит черным и контрастным. Считается более безопасной, чем паста, но требует знания технологии работы с ней и подходит только для плоских поверхностей.

Ход работы должен быть следующим:

• очистить и обезжирить заготовку;
• приклеить к металлу отрезок ленты;
• настроить аппарат, скорость обработки вычисляется по схеме: максимальная мощность х 0,3;
• выполнить рисунок;
• удалить ленту;
• протереть или промыть заготовку.

Кроме перечисленных инструментов, в зависимости от того, какие работы планируется выполнять, вам также могут потребоваться:

• вытяжка для дыма и мелких отходов;
• дополнительная система охлаждения (мощные CO2 лазеры и лазеры АИГ);
• установка для круговой гравировки;
• система обдува, снижающая риск возгорания материала;
• сотовый стол для резки тонкого металла;
• специальный вакуумный стол для работы с самыми тонкими материалами;
• сменные фокусные линзы.

Гравирование – довольно сложный процесс, требующий определенной сноровки. Для успешной работы с аппаратом и точного нанесения гравировки необходимы тренировки. И, само собой, нужно понимать основные принципы работы.

Для начала необходимо создать макет рисунка, загрузить его в память устройства и настроить аппарат. Когда инструмент настроен, а макет готов, объект, на котором необходимо выполнить гравировку, фиксируется в станке.

Лазер испаряет частицы материала с его поверхности. Можно изменять мощность воздействия луча, что будет влиять на глубину линий на металле, на то, насколько линии будут темными и т. д.

Отдельного внимания заслуживает такой метод, гравировки, как объединение ее с электролизом. Это весьма сложный процесс, заключающийся в покрытии обезжиренной заготовки из металла специальным лаком или парафином, выполнении на ней гравировки и дальнейшем погружении заготовки в электролитическую жидкость, причем слой лака должен оставаться в этот момент над раствором. После этого в жидкость опускаются электроды. Их общая площадь должна превышать площадь изображения на заготовке. К электродам подключают источник постоянного тока («+» – на заготовку, «–» – на электроды). Ток подается минимум на 3 минуты, максимум – на 15 минут, заготовка должна в это время быть неподвижной. Лак снимается, изделие протирается насухо.

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.