Лазерный гравер: виды и выбор

Как показывает статистика, обработка поверхностей лазерной гравировкой, резка с помощью лазера — одна из самых популярных на сегодняшний день технологий. Несведущие люди часто путают граверы и резаки — разберемся, в чем тут суть.

Лазерная гравировка — наиболее эффективный метод из существующих, она бывает:

• ручная;
• механическая, т. е. алмазная и растровая;
• лазерная.

Используется для оказания услуги в малых и больших объемах. Применение лазерной установки позволяет менять мощность светового потока для структурирования поверхности, изменения тональности рисунка.

По большому счету, гравер и резак – одно устройство с небольшими, но существенными отличиями. Если говорить поверхностно, не углубляясь в тонкости, то главное отличие — один инструмент режет, другой выполняет декоративную гравировку. Существуют модели, когда система справляется с обеими задачами.

Если же углубиться в вопрос более тщательно, то налицо значительная разница. С лазерным лучом работают твердотельные и газовые CO2 граверы. Принцип работы — пошаговая обработка поверхности лазером для получения надписи, рисунка, порой очень сложного орнамента. Лазерной гравировкой даже создают картины на различных материалах:

• кожа;
• стекло;
• дерево;
• камень;
• оргстекло, пластик и т. д.
• металл (золото, серебро, платина, алюминий, медь, латунь, бронза, нержавейка).

Пользуются большим спросом логотипы, вывески, брендовые знаки, выполненные лазерной технологией. Назначение лазерного резака — раскрой материала и его нарезка на отдельные части. Станки с ЧПУ (числовым программным управлением) позволяют задавать траекторию любой сложности.

С помощью лазера вырезают даже мелкие детали со сложной геометрией. Это могут быть детали с ровными краями, например, буквы или шестеренки, независимо от толщины и величины детали. Лазер всегда дает ровный край среза, не нуждающийся в дополнительной обработке, при этом работа происходит довольно быстро.

Конструкция лазерного гравера состоит из:

• опорных частей и механизмов устройства;
• система охлаждения — кулеры, радиаторы, осуществляющие теплоотвод;
• набора различных линз для фокусировки светового луча и его усиления;
• трансмиссии — сервоприводов, отвечающих за движение источника концентрированного светового излучения;
• контрольных датчиков и вычислительных систем, отвечающих за эффективную работу гравера.

Преимущества лазерной гравировки:

• нанесение резьбы на готовое изделие;
• отсутствие ограничений на количество обработок;
• оптимальная цена работы в сочетании с качеством;
• высокая скорость исполнения, отсутствие вибрации устройства;
• возможность нанесения гравировки на труднодоступные участки;
• практичность — рисунок может быть какого угодно размера, даже самого маленького;
• возможность собрать инструмент собственными руками — все необходимые запчасти, вплоть до лазера, имеются в продаже.

Оборудование, с помощью которого можно нанести на поверхность рисунок любого типа — от плоского до объемного в 3D, относится к группе гравировальных станков. Граверы различают по принципу работы:

• газовые и твердотельные;
• аккумуляторные и электрические;
• лазерные граверы и граверы с гибким валом.

Все они имеют общие детали.

• Передвижной портал, отвечающий за движение режущего инструмента.
• Сам режущий элемент в виде фрезы или лазера.
• Рама.

Существующие различия между станками:

• цена;
• функционал, которым обладает гравировальный станок;
• тип режущего элемента и надежность всей конструкции в целом.

Вышеперечисленные параметры являются основным аргументом в выборе оборудования, как и способ обработки материала. Российские мастера с успехом используют в работе как импортные станки, так и отечественного производства.

• Лазерные гравировальные станки. Наиболее популярные на сегодняшний день. Изображение на поверхность наносится с помощью концентрированного пучка света — лазера. Получаемый рисунок отличается особой точностью в передаче заложенного в программу изображения, устойчивостью к атмосферному влиянию — неблагоприятным погодным условиям. Очевидным плюсом остается скорость выполнения работы.

• Фрезерно-гравировальное оборудование уступает в точности лазеру, поскольку в основе своей использует механический принцип воздействия на обрабатываемую поверхность. Кроме того, фрезерные станки выполняют свою задачу намного медленнее. Граверы с ЧПУ обрабатывают фасонные и плоские поверхности на металле, дереве, стекле и пластике. Некоторые модели способны работать в формате 3D и 5D.

• Лазерные граверы с числовым программным управлением имеют несомненное преимущество перед перечисленным выше оборудованием, поскольку являются концентратом высоких технологий. В них объединена высокоточная оптика, лазерная установка, автоматизированный контроль за выполнением работы, компьютерное обеспечение.

Как и фрезерные аналоги, лазерные граверы имеют корпус, рабочую поверхность и передвижной портал, в котором установлена лазерная головка. Наиболее востребованы станки с ЧПУ, в которых активная среда в трубке состоит из азота, углекислого газа, гелия и основы. Это газовые СО2 модели с охлаждением циркулирующей жидкости, как правило, водой.

Стандарты станков характеризуют по следующим параметрам:

• назначение;
• размеры и мощность;
• вид активной среды — оптоволоконные излучатели или газовые.

Установка лазерных граверов может быть напольной, настольной и ручной.

Сердцем гравера с лазерной установкой является излучатель.

• Газовые CO2 граверы используют для обработки неметаллических материалов и нарезки любых, в том числе металлических, с использованием трубки мощностью от 500 Вт. Газовый лазер достаточно универсален для использования в быту и в мастерских. Пользуются спросом для работы с керамикой, деревом, оргстеклом и т. д. Не все виды изображений доступны — лазеры не в состоянии работать с векторной графикой.

• Твердотельные и волоконные хорошо работают с металлом и пластиком. Отличаются высоким качеством и точностью изображения. Не способны к маркировке на стекле, дереве, картоне. Здесь важно правильно подобрать мощность и фокусировку.

• Мини-граверы — портативные настольные устройства используют в домашних условиях, характеризуются ограниченным функционалом, малой рабочей площадью — от 80/80 мм, востребованы для изготовления печатей и табличек небольших размеров с мощностью в диапазоне 10–50 Вт.

• Граверы средних размеров активно применяют для изготовления наружной рекламы, отличаются более мощной лазерной установкой и большей площадью — до 1400/2400 мм.

• Промышленные станки с площадью от 1400/2400 редко используют для того, чтобы гравировать поверхности. По большей части они нужны для резки материала.

От этой величины напрямую зависит производительность, но здесь наблюдаются некоторые нюансы. Обработка более твердых поверхностей характерна временными затратами при высокой мощности, что чревато большим энергопотреблением.

• 15–20 Вт — возможность резки и гравировки материала с толщиной до 5 мм при невысокой скорости и производительности на малой рабочей площади. Изготовление штампов, небольших надписей, сувениров и малых рекламных изображений.
• 25–30 Вт уже хватает для работы с толщиной до 10 мм для тех же задач, что и вышеописанные аппараты. Скорость работы — средняя.
• 40, 60 Вт. Работа с материалом толщиной до 13 мм. Приближены к производительным лазерам.
• 80–100 Вт. Такие станки вполне можно использовать как универсальные — для резки и гравировки материалов с толщиной до 16 мм.
• 100–200 В — промышленные станки с обработкой материала до 2,5 см.

На станках с мощностью от 80 Вт делают 3D гравировку в один проход, тогда как на мощности ниже понадобится несколько проходов. Как правило, для лазерных граверов используют воздушный компрессор поршневого типа аквариумного вида.

Сфера применения граверов настолько обширна, что количество областей, где гравировка не используется, мало. Область, «лежащая на поверхности» — реклама. Помимо этого, лазеры необходимы везде, где на изделия и детали наносится тонкая гравировка — для печатей и штампов, штрих-кодов, рисунков и пр.

• Выполнение рисунков по дереву.
• Изготовление декоративной и простой упаковки.
• Производство сувенирной продукции из различных материалов.
• Раскрой тканей и гравировка кожи в текстильной промышленности.

Незаменимы граверы по камню в ритуальных услугах при изготовлении надписей на памятниках. Широкие возможности лазерных гравировальных станков позволяют применять их в областях, далеких от декоративной сферы, например, для удаления ржавчины.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Прежде чем покупать гравер, необходимо определиться с назначением инструмента — как именно планируется использовать аппарат, с каким материалом будет работать модель. Есть «малыши» для дома, обрабатывающие только дерево с минимальной рабочей площадью. Если такой режим устраивает, то незачем переплачивать за расширенный функционал.

При этом нужно учитывать:

• фокусировку луча и тип излучателя;
• интерфейс — он должен быть интуитивно понятен и несложен;
• качество и дату изготовления комплектующих, например, стеклянная трубка спустя два года не справляется с удержанием газа, даже если она не была в работе.

При запланированной профессиональной деятельности понадобится система охлаждения, что позволяет дольше использовать гравер без риска перегрева.

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.