Лазерная гравировка и резка наряду с 3d печатью даёт большие преимущества для вашего производства или хобби. Эта технология может применяться от нанесения маркировки, логотипов и номеров на детали, маркетинговых и рекламных приложений, до использования на сложных производственных комплексах. Но чтобы начать получать от этого выгоду, вы должны понять, как работает лазерная гравировка и какие рекомендации по дизайну необходимо соблюдать, чтобы успешно начать ее использовать.
Что такое лазерная гравировка
Лазерная гравировка основана на действии лазерного луча, направленного на обрабатываемую поверхность. Сначала вам нужено подготовить файл, растрового (векторного) изображения в формате gcode, который отправляется с компьютера на контроллер с ЧПУ лазерного гравера. Контроллер позиционирует лазерный луч, таким образом, что бы прожигаемая поверхность была в форме очертаний изображения.
Существует два вида лазерной гравировки: линейная гравировка и гравировка на поверхности . Первый использует векторные изображения, чтобы следовать за линиями, очертаниям границ изображения. Гравировка поверхности работает с растровым изображением созданным по фотографий.
На что стоит обратить внимание при выборе оборудования
При выборе станка нужно учитывать ряд факторов:
- Размеры конструкции, рабочего стола.
- Мощность двигателя.
- Модель лазерного оборудования. Импортные образцы стоят дороже.
- Наличие программного обеспечения.
- Производительность станка. Его возможность использовать длительное время без перерывов.
- Тип системы охлаждения.
- Качество системы фокусирующих линз.
- Мощность лазерного луча.
- Наличие дополнительных функций. Например, отдельная система, которая удаляет излишки производства из рабочей зоны.
Важно понимать, что станки с ЧПУ требуют знаний в программировании, снятии ошибок, создании алгоритмов. Новичкам рекомендуется покупать китайские модели, которые стоят дёшево. На них удобно оттачивать навыки, их не так жалко испортить, как профессиональные модели.
Что такое лазерная резка
Лазерная резка — это высокоточный процесс с ЧПУ, в котором используется мощный лазерный луч для резки. Идеально подходит для различных типов материалов (включая металлы, дерево и полимеры), он позволяет изготавливать сложные детали без использования специального инструмента.
В отличие от гравера, который прожигает только часть толщины листа, резак делает это полностью, вырезая деталь по заданному контуру.
Благодаря высокой повторяемости процесс подходит как для разовых работ, так и для производства небольших и средних объемов. Лазерная резка особенно полезна для изготовления деталей из листового металла (стали, латуни, алюминия или никеля). Он стал неизменным фаворитом в производстве медицинских изделий благодаря своей высокой точности и надежности.
В отличие от ЧПУ станков, лазерная резка работает с листовым материалом, в большинстве случает создавая объекты толщиной до 50 мм (в зависимости от типа материала).
Особенности обработки пластика
Пластик является очень популярным материалом, из которого сегодня изготавливается множество разнообразных предметов. С помощью гравировки пластиковым изделиям можно придать уникальный дизайн. Декорирование при помощи лазерного гравера отличается исключительной точностью (до 0,1 мм), благодаря чему можно реализовывать даже сложные контуры и тонкие формы.
Наиболее подходящим материалом для этого является двухслойный пластик. Часто узоры и надписи наносятся на литой акрил, а также прозрачное или цветное оргстекло. С использованием данного устройства можно производить разнообразные таблички, наклейки, этикетки, бейджи и подставки.
Каковы преимущества лазерной гравировки и резки?
Эта технология особенно полезна для формирования деталей напрямую из листового материала или нанесения маркировки и логотипов на деталях или готовых товарах. Процесс очень быстрый и достаточно надежный. Это особенно эффективно там, где время производства имеет значение. Эта технология значительно ускоряет производственный процесс.
Лазерная гравировка может работать с широким спектром материалов, от дерева до картона и пластмассы, где традиционные методы быть не эффективными. Таким образом, лазерная гравировка может дополнить ваше производство новыми материалами и даст вам новую свободу дизайна.
Лазерная резка позволяет получить очень точные нарезанные детали, подходящие для чего угодно, от открывалок для бутылок до печатных плат. Это и быстрее, и эффективнее, чем ручные методы изготовления.
Рельефная гравировка деревянных изделий
Каждый материал в процессе гравировки проявляет свои неповторимые свойства, требует особой настройки параметров лазерного луча. Мягкость древесины в сравнении с металлами, минералами позволяет выполнять глубокую, рельефную гравировку.
Уровень мощности излучения лазера, соответственно глубину прожигания, задают градациями серого тона.
- Высота деталей изображения получается различной, как при создании с помощью 3D-принтера.
- Отличие в том, что лазер выжигает, убирает ненужные участки с поверхности изделия, а принтер — наращивает.
- Гравировку выполняют за несколько проходов, постепенно увеличивая глубину проникновения.
Высокое качество рельефного изображения получают за несколько проходов на малой мощности.
Повторная обработка на минимальной мощности позволяет убрать следы сажи, дыма. Трехмерное изображение выгодно выделяет сувениры, ювелирные украшения, посуду от плоских двумерных рисунков.
Типы лазерных граверов и резаков
Тип лазерного резака № 1: CO2-лазер
Из трех типов лазерных резаков чаще всего используются CO2. Благодаря низкому энергопотреблению, относительно низкой цене и высокой эффективности эта технология лазерной резки является наиболее подходящей для потребителей и производителей. Источник лазера создается из газовой смеси, которая в основном состоит из диоксида углерода. Кроме того, CO2-лазеры совместимы с самым широким диапазоном материалов.
- Длина волны 10.6 нм
- КПД 10%
- Диаметр лазерного пятна 0.15 мм
- Плотность энергии 84.9 MW/cm2
Тип лазерного резака № 2: Кристаллический
Этот лазер, созданный на кристаллах, легированных неодимом или иттрием, имеет гораздо меньшую длину волны и более высокую интенсивность по сравнению с CO2-лазерами. Лазер может прорезать более толстые и прочные материалы, включая металлы и некоторую керамику. Обратной стороной этого типа лазера является то, что детали машины изнашиваются очень быстро, что требует более тщательного и дорого обслуживания. К тому же они потребляют значительно больше энергии при эксплуатации. В качестве источника света используется диод или лампа.
- Длина волны 1.06 нм
- КПД 2% ламповый, 6% диодный
- Диаметр лазерного пятна 0.3 мм
- Плотность энергии 8.5 MW/cm2
Тип лазерного резака № 3: Волоконно-оптический лазер
Создан на основе так называемого «затравочного лазера» и усилен специальными оптическими волокнами. Этот лазерный источник имеет высокую интенсивность, которая не уступает неодимовому, но его легче обслуживать из-за конструкции. Станки для лазерной резки на основе волокна в основном используются для процессов лазерной маркировки. В качестве источника света используется диод.
Они до 3 раз более энергоэффективные, чем газовые резаки. Фрезы для стекловолокна не имеют движущихся частей (например, вентиляторов для циркуляции газа или зеркал в источнике света), что делает инструмент более простым в обслуживании. В отличие от лазеров на основе двуокиси углерода, альтернативы стекловолокну позволяют резать тонкие листы быстрее при той же мощности, а также могут без последствий резать светоотражающие материалы.
По цене что то, среднее между СО2 лазером и на базе кристаллов.
- Длина волны 1.07 нм
- КПД около 30%
- Диаметр лазерного пятна 0.15 мм
- Плотность энергии 113.2 MW/cm2
Разновидности лазерных станков
Станки лазерного типа отличаются следующими принципами.
Функциональная нагрузка
- Лазерное оборудование для гравировки выдает не очень мощный световой пучок, которого вполне достаточно для выжигания и создания красивой гравировки. Если длину волны увеличить, то автоматически появляется возможность разрезать, к примеру, лист фанеры.
- Станки для лазерной фрезеровки позволяют резать древесину, делать пазы и многое другое. Нередко с использованием такого оборудования наносятся узоры гравировки.
Способ управления
- Оборудование, имеющее ручное управление, является самым простым в эксплуатации и характеризуется небольшой ценой. С помощью такого устройства можно создать уникальные элементы.
- Автоматические станки стоят гораздо больше, но они отличаются прекрасным качеством обработки любых форм и рисунков. Для этого нужно лишь задать определенную программу, и прибор все сделает самостоятельно.
Габариты и показатели мощности
- Настольное оборудование малой мощности (до восьмидесяти ватт) является очень компактным. Такое устройство с легкостью поместится даже дома. Этот станок подойдет для изготовления небольших сувениров и резки фанерных листов.
- Станок, мощность которых варьируется от восьмидесяти до ста девяноста пяти ватт, применяется в мебельной и деревообрабатывающей индустрии. Цена на такое оборудование начинается примерно от ста пятидесяти тысяч российских рублей.
- Промышленные приборы можно использовать для любых целей. Как правило, они имеют довольно внушительные габариты и предназначены для эксплуатации в крупных деревообрабатывающих цехах.
Также изготовители нередко оснащают свои устройства дополнительными возможностями, что, конечно же, влияет на конечную стоимость.
- Чиллер — прибор, охлаждающий лазерную трубку. Это приспособление незаменимо при длительной работе лазерного станка для стабилизации температурных показателей. Стоит этот дополнительный «аксессуар» в районе сорока-шестидесяти тысяч рублей.
- Устройство для обдува резака необходима для уменьшения нагрева района выжигания и/или среза.
Сегодня в продаже можно найти и универсальные устройства, которые позволяют осуществлять обработку самых разных материалов. Однако такие установки характеризуются довольно высокой стоимостью, и покупать их целесообразно лишь для массового производства.
Материалы применяемые в лазерной резке и гравировке
Есть множество материалов на выбор с различными цветами и толщиной. Выбор правильного материала является важным шагом, поэтому мы сейчас дадим вам обзор материалов.
Акрил
Акрил это пластичный материал, который прочен и довольно устойчив к царапинам . Он также достаточно стабилен в отношении усадки. Он отлично справляется с лазерными операциями, а это значит, что ваш дизайн получится хорошего качества.
Кроме того, этот материал может подвергаться воздействию других методов проектирования, таких как склеивание и покраска, он водонепроницаем и может использоваться во влажных средах, таких как кухни или ванные комнаты. Большие применения акрила лежат в различных отраслях промышленности, таких как медицина, молния или электроника.
Для доступных толщин и цветов, проверьте акриловую страницу .
Фанера
Этот материал изготовлен из нескольких склеенных друг с другом листов дерева. Благодаря этому фанера широко используется строителями, производителями кабины или промышленными дизайнерами. Основными характеристиками этого материала являются механическая стойкость, гибкость, водостойкость, легкость и эстетичный вид .
Фанера — отличный материал для готовой продукции. Сделанный из дерева, он придаст вашему дизайну уникальный, естественный вид. С этим материалом также можно работать, как с натуральным деревом, его можно склеить, его также можно прикрутить, распилить и прибить.
МДФ
МДФ , Древесноволокнистая плита средней плотности, представляет собой конструкционную древесину. Этот материал производится из остатков лиственных или хвойных пород, разложенных на древесные волокна. Волокна соединяются воском и смолой. С применением высокой температуры и давления формируются панели из МДФ.
МДФ имеет тонкую текстуру и натуральный светло-бежевый цвет. Основным преимуществом этого материала является способ регулировки, который он может выдержать, в отличие от массива дерева. МДФ может быть окрашен, окрашен, окрашен, огнестойкий, водостойкий, формованный и даже изогнутый. Он также будет хорошо работать, подвергаясь шлифованию и строганию, так как не содержит узлов или колец.
Картон
Картон изготавливается путем ламинирования плоской, гофрированной или тисненой бумаги различной толщины. Картон может быть очень полезным для вашей продукции, так как он легкий и имеет конкурентоспособную цену .
Как и другие материалы для лазерной гравировки, он может быть изменен путем резки, склеивания или складывания. Помимо всего прочего , картон также пригоден для вторичной переработки и биоразложения . Широко распространено мнение, картон используется только в упаковке, но на самом деле, он также может быть большим для прототипирования или производств презентационных моделей в области архитектуры.
POM
Полиоксиметилен, POM , является инженерным термопластом, он также известен как ацетал или делрин. Этот материал особенно популярен благодаря превосходным механическим свойствам , сильному сопротивлению и большой стабильности размеров . Он имеет гладкую, похожую на стекло поверхность.
Этот материал был разработан с учетом внутренних технических деталей. Это легкий, прочный и прочный, но также атмосферостойкий, водонепроницаемый и стойкий к растворителям. Он хорошо справляется с растрескиванием, что делает его отличным кандидатом для промышленного инструмента, запасных частей, зубчатых колес, петель или замков.
Металл
Резка или гравировка лазером по металлу, уже давно широко используется на множестве крупных заводов и производствах.
В принципе технология почти ничем не отличается от обработки лазером дерева и других материалов, разве что лазер значительно мощнее (в основном примеряют либо CO2, либо диодные оптоволоконные лазеры) и приствуют системы охлаждения.
Металлы, используемые для лазерной резки Лазерная резка — это универсальный метод производства, который можно использовать для резки различных материалов, включая металлы, пластмассы, дерево, бумагу и текстиль. Что касается металлов, сталь режет лучше, чем алюминий и медь. Это связано с тем, что сталь, в отличие от алюминия и меди, отражает световую и тепловую энергию, что в противном случае может привести к короблению. Ниже вы можете найти краткую информацию о наиболее распространенных металлах, используемых для лазерной резки.
Металлы используемые для лазерной резки:
Алюминий 5052:
- +Исключительные качества отделки (легко анодировать)
- + От умеренной до высокой прочности
- — Низкая твердость
Алюминий 5754
- + Прочность выше, чем у 5052
- + Устойчивость к коррозии
- + Хорошая обрабатываемость
Медь С110
- + Отличные термические и электрические свойства
- + Высокая пластичность
- — Высокая теплопроводность
Нержавеющая сталь 304
- + Отличные механические свойства
- + Отличная коррозионная и кислотостойкость
- — Относительно сложная обработка
Нержавеющая сталь 316L
- + Отличные механические свойства
- + Отличная коррозионная и кислотостойкость
- — Относительно сложная обработка
Мягкая сталь 1018
- + Полумагнитный
- + Относительно простой в обработке
- — Низкая коррозионная стойкость
Что можно сделать на лазерном станке с ЧПУ: бизнес-идеи чтобы заработать
Лазерная резка металла как бизнес, гравировка и другие идеи
Для выполнения лазерной резки по металлу, понадобится станок с волоконным излучателем. Для гравировки метала и более простых материалов достаточно будет станков с минимальной мощностью — 60 Вт (LaserSolid 690 Pro и LaserSolid 690 Lite), рекомендуемая — 90-120 Вт (LaserSolid 1325). Также существуют аппараты сверхмалой мощности — 50 Вт, которые предназначены для работы с любыми материалами, кроме металлов. Это LaserSolid 640 Lite и LaserSolid 640 Pro+.
Чем мощнее станок, тем более сложную композицию можно на нем создать. Высокая мощность позволяет перфорировать металлические изделия. Маломощные станки подходят только для гравировки.
Клиенты часто заказывают лазерную гравировку металла для украшения сувенирной продукции: брелоков, ручек, USB-флешек, корпусов часов и различных приборов.
Гравировка на пластике и резине, производство печатей
Лазерные граверы позволяют наносить изображения или коды на полимерные материалы. Гравировку на прозрачных пластиках можно подсветить светодиодами, чтобы получить оригинальный визуальный эффект. Так украшают декоративные светильники, ночники, рекламные вывески.
Можно использовать как материал резину, мягкие пластики и силикон — это позволяет производить штампы и печати очень высокого качества почти мгновенно. Одного лазерного станка достаточно, чтобы наладить производство печатей на заказ. При таком применении станок может приносить стабильный и очень неплохой доход.
Лазерная резка фанеры: изготовление мебели и предметов интерьера
C точки зрения бизнес-проектов, интерес представляет создание на лазерном станке уникальных предметов мебели и декоративных изделий из фанеры. Принцип работы очень простой: на компьютере создается сложное изображение, которое может быть в том числе и объемным, многослойным, а станок с ЧПУ лазером вырезает необходимую композицию. С точки зрения использования ресурсов такая работа экономична, при этом полученный результат может обладать высокими эстетическими свойствами и уникальностью, из-за чего будет иметь высокую стоимость, а значит потенциально способен приносить доход.
Чаще всего при изготовлении мебели используют, восьми миллиметровую фанеру. Готовые предметы обладают достаточной прочностью. При создании декоративных панно и экранов для систем отопления, например кожухов на батареи, можно использовать более тонкие древесные плиты. И наоборот, более толстые листы фанеры позволяют делать даже декоративные стены для больших помещений.
Сувенирная продукция, гравюры и брелоки из фанеры
Область применения настольных лазерных граверов, таких как LaserSolid 3020 Lite — изготовление мелкой сувенирной продукции из тонкой фанеры. В настоящее время популярно производство мерча: нанесение логотипов на брелоки, магнитики и другие сувениры.
Принимая во внимание существующий тренд на использование в декоре интерьера эксклюзивных предметов из натуральных материалов, на маленьком лазерном гравере можно наладить серийный выпуск гравированных картин на фанере. Бизнесмен может выпускать как стандартные картины, так и делать панно по эскизам заказчиков.
Производство наружной рекламы, бутафории, декора и уличных вывесок
Источник: grizli.club
Станки используются для лазерной резки пластиковых панелей, необходимых при создании наружной рекламы и вывесок. Наиболее популярные материалы в данном случае — виниловые пленки, оргстекло, поликарбонат, ПВХ.
Бизнес по лазерной резке полимерных материалов предоставляет услуги при оформлении выставочных стендов. При наличии достаточных производственных площадей также можно организовать сборку крупногабаритных конструкций, необходимых для уличных вывесок. Чтобы оптимизировать сборочный процесс, дополнительно можно использовать 3D-принтеры, на которых будут напечатаны изогнутые элементы. Внедрение аддитивного производства упростит процесс сборки и снизит вероятность разломов пластиковых панелей при изгибе.
Руководство по подготовке файлов для лазерных граверов и резаков
Есть особенно важные правила, которые вы должны соблюдать, когда дело доходит до лазерной гравировки. Очень популярным аспектом лазерной гравировки является гравировка текста . Когда текст отправляется на контроллер, машина автоматически добавляет рамку вокруг букв, поэтому важно помнить:
- Убедитесь, что буквы имеют правильный интервал
- Минимальный размер текста 2 мм
- Узкие шрифты являются предпочтительными
Программы для лазерной резки
Лучшие лазерные граверы и резаки
Лазерный гравер и резак OMTech 40 Вт
- Тип лазера СО2
- Рабочая площадь 300 х 200 мм
- Мощность лазера 40 Вт
- Цена 389 $
OMTech — китайский производитель лазерных граверов и резаков. OMTech импортирует оборудование в США, где проводит усиленный контроль качества..
Этот лазерный гравер и резак мощностью 40 Вт представляет собой компактный станок с площадью резки 300 x 200 мм, разрешением 4500 dpi и максимальной скоростью резки 80 мм / с. На самом деле, это отличная модель для начинающих, она стоит менее 400 долларов и предлагает отличное соотношение цены и качества. Некоторые компоненты поддаются модернизации, — вытяжной вентилятор, водяной насос или даже лазер.
В зависимости от материала этот лазер должен резать на глубину 2–3 мм, кожу и дерево, а также резину, гравировать металл.
Лазерный гравер резак Flux Beamo 30 Вт
- Тип лазера СО2
- Рабочая площадь 300 x 210 мм
- Мощность лазера 30 Вт
- Рыночная цена 1499 $
Beamo 30W — это станок для лазерной гравировки и резки начального уровня от Flux — золотая середина между доступностью, простотой использования, внешним видом и функциональностью.
Есть некоторые минусы. Травление и затенение могли бы быть лучше, приложение не всегда работало, а режим предварительного просмотра камеры не захватывает всю рабочую область.
Лазерный гравер и резак OMTech 80 Вт
- Тип лазера СО2
- Рабочая площадь 710 x 500 мм
- Мощность лазера 80 Вт
- Цена 2 799 $
Этот станок OMTech 80 W представляет собой мощный полупромышленный лазерный резак, способный выполнять самые разные работы по резке. Он предлагает рабочую область 500 x 710 мм и может работать с различными материалами, такими как дерево, кожа, резина и оргстекло. Эта конкретная модель может выполнять длительные работы, выходящие за пределы области резки.
В целом, эта компания предлагает высококачественное оборудование, подходящее для малого бизнеса и промышленности. Лазер также относительно прост в настройке, но имейте в виду, что это большой аппарат — 119 x 86 x 91 см и вам также понадобится достаточно места для вытяжных вентиляторов.
Особенно мощный CO2-лазер, но OMTech предлагает еще более мощный блок с номинальной мощностью 100 Вт.
Лазерный резак Full Spectrum Muse Core
- Тип лазера СО2
- Рабочая площадь 508 x 305 мм
- Мощность лазера 40 Вт
- Цена 3500 $
Muse Core от Full Spectrum Laser — это станок для лазерной резки CO2 мощностью 40 Вт (опционально 45 Вт) с рабочим пространством 508 x 305 мм и несколькими полезными функциями.
Muse Core по цене около 3500 долларов не самый дешевый резак в этом списке, но он немного дешевле, чем Glowforge (его главный конкурент), а также имеет немного большую площадь сборки. У Full Spectrum Laser также есть некоторая родословная: фирма из Лас-Вегаса является известным производителем гораздо более сложных промышленных резаков.
В частности, для производителей и малого бизнеса Muse Core может быть достойной альтернативой подобным Glowforge. Этот резак не способен резать стекло или металл, но дерево, ткань, кожа, бумага, акрил и резина не должны вызывать проблем.
Он также поставляется с программным обеспечением на основе браузера, которое не требует подключения к Интернету для работы, дополнительной поворотной насадкой для цилиндрических работ и поддержкой. Дополнительные насадки и аксессуары также доступны для тех, кто ищет что-то более подходящее для своих нужд.
Лазерный резак Glowforge Plus
- Тип лазера СО2
- Рабочая площадь 500 x 280 мм
- Мощность лазера 40 Вт
- Цена 3 995 $
Glowforge Plus, оснащенный лазерной трубкой для CO2 мощностью 40 Вт, которая обеспечивает высокую мощность резки и точность до 0,025 мм, является чем-то средним между всеми любимыми Glowforge Basic и Glowforge Pro. Это устройство, оптимизированное для домашнего и офисного использования, оснащено такими функциями упаковки, как водяное охлаждение, HEPA-фильтр и воздушный компрессор, чтобы выдуть из лазера случайные частицы и предотвратить возгорание.
Он совместим с широким спектром материалов, включая кожу, дерево, акрил, стекло, ткань, картон, и может резать в глубину до 12 мм в зависимости от материала. Этот станок для лазерной резки часто используется малыми предприятиями, которые ищут универсальный и надежный станок для лазерной резки.
Расчет вложений
После ознакомления с функциями и отличиями основных моделей лазерных граверов
, стоит рассчитать сумму необходимую для открытия данного направления. При этом нужно «прикинуть» не только исходя из средств на приобретение станка, но
и стоимость его обслуживания и расходных материалов.
В комплект лазерного гравера не всегда входит то оборудование, которое вам необходимо. Зачастую его приходится дополнять в зависимости производимых работ.
Для примера: для гравировки и резки плотных материалов необходим стол из стандартной комплектации. Но для обработки более тонких предметов, таких как ткань и кожа, необходим ячеистый стол.
