Лазерная обработка камня

Искусство обработки камня известно с древнейших времён. Скульптурные композиции, здания, памятники, изделия из драгоценных самоцветов – все эти признанные шедевры мировой культуры сохранились и дошли до нас во многом благодаря уникальным свойствам исходного сырья, то есть камня.
Как «благородный» отделочный материал камень широко используется в строительстве, ассоциируясь с монументальностью, нерушимостью, прочностью и достатком. В этом же ключе камень часто упоминается в литературе: «В гранит оделася Нева; Мосты повисли над водами…»
Однако литературный пример говорит нам и о другой особенности камня – твёрдости и неподатливости. И действительно, обрабатывать каменные заготовки так же непросто, как «грызть гранит науки»!

Технология обработки

Принципиальная технология производства изделий из камня ничем не отличается от той, что использовалась ранее – камень всё так же подвергается контактной механической обработке. При этом инструмент, естественно, претерпел значительные изменения. Если в древние времена камень долбили вручную, и результат целиком зависел от мастерства ремесленника, то сегодня каменные заготовки обрабатываются в огромном количестве, а применение автоматического станочного оборудования позволяет достичь высочайшего качества при минимальном влиянии «человеческого фактора».

Применяемое оборудование

В настоящий момент существуют две принципиально отличные технологии обработки каменных заготовок – фрезерование и лазерная обработка.
Фрезерование камня представляет собой воздействие режущих кромок вращающейся фрезы на поверхность заготовки для скалывания «лишнего» материала и его отвода в виде «стружки» (то есть каменной крошки и пыли). Современные фрезерные станки с ЧПУ способны выполнять быструю и качественную обработку заготовок из камня по заранее заданной программе. Правда для этого станок должен обладать значительной мощностью, жёсткостью и быть оборудован дополнительными системами для удаления пыли, обильно образующейся в процессе обработки. Большая потребная мощность, загрязнение отходами, а также шум и быстрый износ режущего инструмента являются неприятными, но неизбежными особенностями фрезерной обработки.

Лазерная обработка каменных заготовок является сравнительно новой, но быстро завоевавшей популярность технологией. Лазерный луч, в отличие от фрезы, не скалывает, а плавит и испаряет материал в области резания, что буквально происходит «без шума и пыли». Причём за счёт естественной способности лазерного луча концентрировать значительную энергию в зоне обработки (точке фокусировки луча), общая потребная на обработку мощность оказывается существенно меньшей – десятки ватт, по сравнению с тысячами при фрезеровании. Во всём остальном лазерно-гравировальный станок также не уступает фрезерному – обработка происходит по заданной программе, а траекторию движения инструмента (головки излучателя) с большой точностью задаёт и контролирует процессор системы ЧПУ.

Преимуществом лазерного станка также является компактность. Фрезерный комплекс, рассчитанный на размещение массивных заготовок на своём рабочем столе, имеет массу в сотни килограмм. В то время как лазерный станок может сам устанавливаться поверх каменных заготовок и обрабатывать их даже в составе готовой, собранной конструкции! И доверять обработку драгоценного камня тончайшему лучу всё-таки предпочтительней, чем грубой, острой, шумной фрезе…

Особенности обработки

Лазерная гравировка каменных заготовок представляет собой удаление с поверхности материала слоя, толщиной порядка 0,1 мм. В случае, когда исходное изображение имеет участки большей глубины, лазерный станок совершает несколько проходов. Пятно контакта с поверхностью (т.е. «толщина» лазерного луча) как правило, не превышает 0,01 мм, что означает буквально «точечное» нанесение гравировки, благодаря чему исходное изображение воплощается в материале со 100%-ой точностью.

Вышеописанные параметры, как правило, определяются конструкцией станка и не могут быть изменены в процессе работы (разумеется, если оборудование исправно). Однако качество обработки зависит не только от физических возможностей станка, но и во многом от грамотно подготовленной модели изделия, то есть управляющей программы.
Процесс обработки любой заготовки из камня складывается из следующих этапов:
•   выбор/создание модели (файла исходного изображения);
•   создание маршрута движения излучателя;
•   загрузка файлов управляющей программы и настройка параметров станка;
•   фактический процесс нанесения лазером изображения на материал.

Различные породы камня обрабатываются неодинаково. Это следует учитывать ещё на стадии выбора цифрового изображения будущего изделия. Так для мраморных плит больше подходят контрастные изображения, которые на гранитных плитах будут размываться (из-за неоднородной структуры материала). Сообразно этому следует выбирать и способ представления исходного изображения (растровое, векторное или комбинированное).

Маршрут обработки, включающий один или несколько проходов излучателя над заготовкой, строиться в CAD/CAM среде – соответствующие программы часто поставляются в первичной комплектации к лазерному станку. Процесс создания маршрута во многом автоматизирован – по большому счёту оператору остаётся лишь выбрать мощность излучения и указать начальную точку, или «очертить» границы области обработки.

Некоторые модели лазерных станков содержат целеуказатель, подсвечивающий зону обработки прямо на заготовке. Другие модели имеют встроенные в лазерный излучатель цифровые камеры, способные распознавать имеющиеся на заготовках изображения, чтобы в дальнейшем при обработке их дополнять (обводить контур, вписывать/описывать рамки, отступать от имеющегося рисунка и наносить другой и т.д.).
Подобные устройства могут облегчить работу оператора, но не освобождают от необходимости грамотно выбирать остальные параметры. Следует, к примеру, учитывать, что мощность излучения не оказывает значительного влияния на качество гравировки. В большей степени оно зависит от точности позиционирования головки излучателя (конструктивный параметр станка) и исходного файла изображения. Большое значение также играет фокусное расстояние линзы излучателя, формирующей «толщину» лазерного луча.

На последнем этапе подготовленные файлы управляющих программ загружаются в лазерный станок, и процесс обработки запускается кнопкой «старт». Если все параметры заданы верно, то качественный результат лазерной обработки каменной заготовки будет достигнут легко и изящно.

Оцените информацию
Средняя оценка : 5.0
Голосов : 1
5 1

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