Лазерная гравировка по металлу – с пастой или без?

Лазерно-гравировальные станки с ЧПУ отлично справляются с нанесением изображений на поверхности заготовок из самого разного материала. При этом технические характеристики лазерных станков (высокое разрешение оптической системы, прецизионная механика, «умная» электроника) позволяют гравировать изображения с очень высоким качеством. Даже узоры, изобилующие мелкими деталями получаются контрастными, чёткими с идеальной детализацией. Причём такие показатели достигаются на вполне «бюджетных» моделях лазерных станков. А настольные мини-граверы зачастую обеспечивают даже лучшие качество гравировки, чем старшие «собратья», хотя и уступают им в производительности резки.

Для гравировки изображений в память лазерного станка с ЧПУ загружается программа, базирующаяся на векторном или растровом графическом файле. Такой алгоритм позволяет максимально упростить программирование станка – любая работа дизайнера уже является заданием на обработку. Графический эскиз требуется лишь незначительно доработать. Специальный «софт» поможет создать на базе эскиза маршрут движение излучателя и экспортировать его в файл, «понятный» для ЧПУ-контроллера лазерного станка. В свою очередь кинематические характеристики инструментального портала станка (несущего лазерный излучатель) позволят воплотить сложный маршрут обработки – вплоть до создания 3D-изображений (на 100% соответствующих исходному компьютерному эскизу).

Особенности лазерной обработки металлов

Лазерные станки с ЧПУ способны работать с очень широкой гаммой материалов, обеспечивая при этом высочайшее качество гравировки. Так, даже для мелких изображений невооружённым глазом различимы символы, площадью до 1 мм2. Однако подобная лёгкость справедлива лишь для неметаллических заготовок.
Для большинства моделей недорогих СО2-лазерных станков с ЧПУ металл является «твёрдым орешком». Во-первых, принципом обработки лазером является воздействие лучом концентрированной энергии на поверхность заготовки. За счёт этого температура в зоне обработки резко поднимается и материал заготовки испаряется. При этом быстрота процесса обеспечивает лишь локальный нагрев – тепло из зоны обработки просто не успевает перейти в соседние слои материала, а практически целиком отводится с испаряемыми газообразными отходами. Этим достигается высокое качество обработки лазером – тонкий шов и аккуратные (без обгорания) края.

Однако металл обладает высокой теплопроводностью. Поэтому при «облучении» лазером тепло из зоны обработки мгновенно отводится в «массу», и обрабатываемая поверхность просто не может нагреться до температуры испарения. Тем более что эта температура у металла довольно высокая (по сравнению с деревом, пластиком или даже натуральным камнем).

Во-вторых, гладкая поверхность металла является прекрасным отражателем для лазерного луча видимого диапазона. По иронии, именно фотоны с частотой колебаний, характерной для генерации СО2-лазером, лучше всего отражаются металлом. Таким образом, энергия, генерируемая лазерной трубкой обычного станка с ЧПУ, легко поглощается или рассеивается поверхностью без необходимого для обработки нагрева металла. И продуктивная обработка металлических заготовок оказывается крайне затруднённой.

Конечно, существуют специальные модели лазерных станков для уверенной резки даже толстых заготовок (например станки с твердотельным лазером, не говоря уже о плазменных генераторах). Однако это оборудование совершенно иного типа и стоимости. Тем не менее, для обработки металла (в частности – гравировки металлических изделий) на «обычных» СО2-лазерных станках с ЧПУ существует несколько весьма привлекательных способов.

Паста для гравировки

При помощи специальной пасты, наносимой на металлическую поверхность заготовки, лазерный станок с ЧПУ способен выполнять качественную контрастную гравировку самых разных изображений. Суть технологии заключается в следующем: металлическая поверхность покрывается специальным составом (густым, в виде пасты – отсюда и происходит название). Паста наносится очень тонким слоем (лучше всего для этого использовать кисть) и только на «голую» металлическую поверхность (без всяких покрытий – красок, лаков, наклеек и пр.).

После этого металлическая заготовка помещается в лазерный станок с ЧПУ. Запускается процесс гравировки по заранее разработанной программе (естественно, размер гравируемого изображения должен не превышать покрытую пастой поверхность изделия). В местах «облучения» лазером паста каталитически способствует «выгоранию» очень тонкого слоя поверхности металла. В результате, после окончании обработки (и смыве остатков пасты) на металлической поверхности остаётся контрастных узор высокого качества.

При гравировке с использованием пасты отличные результаты получаются на заготовках из нержавеющей стали, титана, а также цветных металлов. Причём для обработки вполне сгодится лазерный гравер «начального» уровня (достаточно мощности лазерной трубки всего 40 Вт).

Аналогичным составом для лазерной гравировки на металлической поверхности является специальный спрей. Он действует подобно пасте, но отличается способом нанесения (распыление аэрозоля на заготовку порой оказывается более удобным) и способом хранения (в баллонах под давлением), а также сравнительно небольшим сроком годности.

Лента для гравировки лазером

Аналогом пасты или спрея является специальная лента «CerMark». При гравировке металлических поверхностей при помощи ленты на лазерном станке с СО2-трубкой получается чёрный контрастный рисунок высокого качества. В отличие от пасты, работа с лентой совершенна безопасна для здоровья.

Алгоритма гравировки с применением ленты CerMark следующий:

• очищается и обезжиривается металлическая поверхность (гравировку следует проводить только на плоской поверхности!);
• отрезок ленты нужного размера приклеивается к поверхности заготовки (следует плотно нажать и разгладить ленту для равномерного прилегания);
• в настройках гравировки выбирается максимальная мощность (справедливо для лазерной трубки в 40 Вт);
• скорость обработки вычисляется путём умножения максимальной мощности трубки на коэффициент 0,3 (в нашем примере – для лазерной трубки мощностью в 40 Вт, скорость гравировки составит 12);
• по окончании гравировки следует удалить остатки ленты и протереть металлическую поверхность влажной тканью (или промыть водой).

Лазерная гравировка металлов плюс электролиз

Довольно известным «кустарным» способом является покрытие металлической поверхности косметическим лаком (или парафином) с последующей гравировкой на лазерном станке с ЧПУ и погружением в электролитическую ванну.

Несмотря на кажущуюся сложность, такой способ позволяет получить отличные результаты – особенно при гравировке на выпуклых поверхностях (к примеру, столовых ложках). Да и цена подобного метода (в сравнении со стоимостью пасты) оказывается ниже.
Однако к его недостаткам относится дополнительная работа по созданию «электролитической ванны» и трудоёмкий подбор состава электролита (для получения качества гравировки, сравнимого или превосходящего таковое при использовании пасты).

Суть метода очень проста: металлическая поверхность обезжиривается и покрывается тонким слоем косметического непрозрачного лака. После высыхания лака, заготовка помещается в лазерный станок с ЧПУ и выполняется гравировка изображения (строго по «замалёванной» площади!). Параметры обработки (для лазера с трубкой мощностью 60 Вт): мощность – 18%, скорость – 137 мм/с.

Затем, заготовка погружается в ёмкость с водно-солевым растровом поваренной соли в обычной водопроводной воде. Заготовка должна погружаться так, чтобы слой лака был выше уровня жидкости (при нанесении лака следует это учесть). В ёмкость также опускаются две полоски из нержавеющей стали (электроды). Суммарная площадь полосок должна быть выше, чем вытравливаемая площадь гравируемого изображения.
К электродам из нержавейки подключается источник постоянного тока (к примеру, зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов). На заготовку должен подаваться «плюс», на электроды – «минус».

Источник питания включается на 3-15 минут, после чего процесс считается законченным. В течение электролиза крайне нежелательно шевелить заготовку!
Финальным этапом является снятие лака (специальной жидкостью) и протирка металлической заготовки сухой чистой тканью.

После должной отладки и нескольких пробных подходов, метод гравировки лазером с последующем электролизом даёт отличные результаты – изображение на поверхности металла получается чётким и контрастным (при глубине гравировки порядка 0,1 мм).

Оцените информацию
Средняя оценка : 4.6
Голосов : 11
4.6363636363636 11

Большой выбор лазерных станков в нашем интернет-магазине

WATTSAN micro 0203
60 000 RUB
WATTSAN 0503
172 000 RUB
WATTSAN 6090 LT
291 000 RUB
RABBIT 6090 SGC
513 000 RUB
RABBIT 1290 SC
404 000 RUB
WATTSAN 1610 ST
424 000 RUB
RABBIT 1690 SG
580 000 RUB
RABBIT FB 1626
1 185 000 RUB
Смотреть все
Яндекс.Метрика