Co to jest grawerowanie laserowe?

Podstawy grawerowania laserowego

Grawerowanie laserowe to proces wykańczania powierzchni, który wykorzystuje laser do wytrawiania lub znakowania wzoru na powierzchni materiału. Laser generuje intensywną wiązkę światła, którą można precyzyjnie skupić, aby grawerować drobne szczegóły i wzory nieosiągalne innymi metodami. Podczas grawerowania laserowego wiązka lasera o wysokiej energii abluje (odparowuje) niewielką ilość materiału w wybranych obszarach, tworząc trwałe oznaczenie. Grawerowanie laserowe służy do dekoracji, etykietowania, znakowania i personalizacji na szerokiej gamie materiałów, takich jak metal, plastik, szkło i kamień. Pozwala na trwałe, bardzo precyzyjne znakowanie bezdotykowe i bez materiałów eksploatacyjnych.

Cele grawerowania laserowego

Grawerowanie laserowe jest atrakcyjną techniką znakowania różnorodnych materiałów dzięki swojej trwałości i wysokiej precyzji. Zrozumienie kluczowych celów i zastosowań grawerowania laserowego zapewni lepszy wgląd w tę popularną metodę obróbki laserowej.

• Dekoracja – Twórz unikalne efekty wizualne i wzory na powierzchniach produktów, aby poprawić estetykę
• Branding – Grawerowanie logo lub innych identyfikatorów na produktach w celu promocji marki
• Personalizacja – Personalizuj produkty, grawerując imiona, daty lub inne niestandardowe informacje
• Oznaczenie funkcjonalne – Twórz skale, tarcze, przyciski i inne znaczniki funkcjonalne
• Oznakowanie bezpieczeństwa – Dodaj unikalne numery seryjne lub znaki zapobiegające podrabianiu
• Wartością dodaną – Zwiększ wartość produktu poprzez grawerowanie
• Znakowanie trwałe – Laser może tworzyć trwałe oznaczenia na powierzchniach materiałów
• Znakowanie o wysokiej precyzji – Ogniskowanie wiązki laserowej pozwala na uzyskanie drobnych i skomplikowanych wzorów
• Znakowanie bezkontaktowe – Podczas naświetlania laserem nie jest wymagany kontakt fizyczny
• Zautomatyzowana produkcja – Grawerowanie laserowe umożliwia zautomatyzowaną produkcję na linii montażowej
• Kultura marki – Specjalne projekty mogą dodać historię produktu i wartość kulturową
• Zwiększona funkcjonalność – Ulepszona użyteczność poprzez dodanie skal, oznaczeń do narzędzi lub przyrządów

Rodzaje grawerowania laserowego

Istnieje kilka różnych rodzajów procesów grawerowania laserowego, z których każdy ma swoje zalety i najlepsze zastosowania. Zrozumienie różnych technik grawerowania laserowego pozwala dopasować metodę do pożądanych wyników znakowania.

• Grawerowanie rastrowe – Głowica lasera skanuje tam iz powrotem, grawerując równoległe linie na całym obszarze, tworząc jasne obrazy i tekstury. Grawerowanie rastrowe działa na większości materiałów i jest najczęściej stosowanym procesem.
• Grawerowanie wektorowe – Laser porusza się po predefiniowanej ścieżce, poruszając się bezpośrednio od punktu do punktu wzdłuż zdigitalizowanego konturu obrazu. Ta metoda „cięcia wektorowego” zapewnia ostre, czyste linie i grafikę.
• Głębokie grawerowanie – Używając wielu przejść z dużą mocą, głębokie grawerowanie wnika głębiej w materiał, tworząc wgłębienia i wyraźne efekty reliefu 3D.
• Grawerowanie 3D – Specjalistyczne grawerowanie 3D może tworzyć złożone struktury trójwymiarowe poprzez kontrolowanie przesuwania ostrości lasera i precyzyjne nakładanie wielu poziomów.
• Wypełnienie kolorem – Kolory są selektywnie wtapiane we wgłębienia grawerowane laserowo, aby dodać wizualnie żywe efekty kontrastu kolorów.
• Pieniący się – Niektóre tworzywa sztuczne rozszerzają się pod wpływem promieniowania laserowego; kontrolowanie tego efektu pienienia może tworzyć unikalne osadzone porowate wzory.

Materiały odpowiednie do grawerowania laserowego

Lasery mogą skutecznie grawerować szeroką gamę materiałów, ale właściwości fizyczne i parametry interakcji lasera muszą być dopasowane, aby uzyskać najlepsze wyniki.

• Przemysł metalowy – Stal nierdzewna, aluminium, mosiądz, tytan, metale szlachetne, takie jak złoto i srebro. Metale odbijają promienie laserowe, dlatego zwykle wymagają laserów światłowodowych o dużej mocy.
• Tworzywa sztuczne i polimery – Laser graweruje materiały termoplastyczne, takie jak akryl, ABS, poliwęglan poprzez topienie/odparowanie materiału. Niektóre polimery wykazują efekt pienienia.
• Szkło – Zarówno szkło borokrzemianowe, jak i kryształ ołowiowy można grawerować i ciąć laserem.
• Ceramika – Ceramika szkliwiona wymaga laserów CO2, podczas gdy lasery światłowodowe znakują techniczną ceramikę nieszkliwioną.
• Kauczuk – Znakowanie gładkich materiałów gumowych, takich jak stemple i etykiety, jest możliwe za pomocą ablacji laserowej.
• Drewno – Wypalanie laserowe może tworzyć dekoracyjne, poczerniałe oznaczenia na powierzchniach z naturalnego drewna.
• Skóra i tkaniny – Skóra syntetyczna i tkaniny nadają się do grawerowania laserowego wzorów i ciętych profili.
• Kamień – Grawerowanie laserowe działa na kamieniach takich jak granit, marmur i lapis poprzez selektywną ablację powierzchni.
• Kompozyty – Materiały takie jak włókno szklane i włókno węglowe są łatwo znakowane laserowo.

Sprzęt do grawerowania laserowego

Grawerowanie laserowe wymaga specjalistycznego sprzętu do generowania, kontrolowania i skupiania wiązki laserowej o wysokiej intensywności w celu precyzyjnej obróbki materiałów.

• Typy laserowe – Najczęściej stosowane są lasery CO2 i lasery światłowodowe. Lasery CO2 zapewniają dużą moc, ale mogą grawerować tylko niemetale. Lasery światłowodowe umożliwiają również znakowanie metali.
• Rezonator laserowy – Źródło generujące laser z wnękami optycznymi do wzmacniania wiązki.
• Dostawa wiązki – Elementy optyczne, takie jak lustra, soczewki, kable światłowodowe, prowadzą i manipulują wiązką.
• Kontrola ruchu – Precyzyjne stopnie i galwanometry celują i przesuwają wiązkę nad przedmiotem obrabianym.
• Systemy chłodzenia – Chillery cyrkulują schłodzony płyn w celu utrzymania temperatury lasera.
• Ekstrakcja oparów – Odciągi oparów usuwają gazy procesowe i zanieczyszczenia.
• Tworzenie – Programy komputerowe dokonują transkrypcji plików projektowych i kontrolują pozycjonowanie/wyjście lasera.
• Miejsce pracy – Zamknięta komora lasera z blokadami bezpieczeństwa zapewnia kontrolowaną przestrzeń roboczą.
• Pozycjonowanie – Osie obrotowe mogą obracać cylindryczne elementy obrabiane w celu grawerowania obwodowego.
• Akcesoria – Rozdzielacze wiązki, konwertery długości fali, soczewki specjalne, oprawy obrotowe.

Proces grawerowania laserowego

Osiągnięcie wysokiej jakości grawerowania laserowego wymaga starannego zaplanowania i wykonania całego procesu znakowania laserowego.

1. Wnętrze – Tworzenie plików projektów wektorowych i rastrowych zawierających wzory, grafikę, tekst, numery seryjne.
2. Przygotowanie materiału – Upewnienie się, że powierzchnia materiału jest czysta i gotowa, z usuniętymi powłokami w razie potrzeby. Mocowanie lub przyklejanie materiałów na miejscu.
3. Konfiguracja lasera – Dobór odpowiedniego lasera, soczewek, parametrów mocy, prędkości i ogniskowania w oparciu o materiał.
4. Grawerowanie próbne – Wykonywanie próbnych oznaczeń laserowych na próbnych elementach w celu dostrojenia ustawień.
5. Rytownictwo – Obsługa systemu grawerowania laserowego zgodnie z zaprogramowanymi plikami projektowymi. Monitorowanie procesu.
6. Przetwarzanie końcowe – Czyszczenie zabrudzeń, usuwanie powłok ochronnych, wygładzanie powierzchni. W razie potrzeby dodanie wypełnień kolorem.
7. Kontrola – Weryfikacja jakości grawerowania i zgodności ze specyfikacjami. W razie potrzeby powtórz grawerowanie lub wypoleruj.

Zastosowania przemysłowe

Grawerowanie laserowe jest szeroko stosowane w przemyśle wytwórczym do trwałego znakowania komponentów, części i produktów.

• Motoryzacja – Numery VIN, logo marki, etykiety kontrolne, tarcze, tabliczki znamionowe, elementy wykończenia.
• Lotnictwo – Numery katalogowe, oznaczenia certyfikacyjne, skale inkrementalne, tabliczki znamionowe.
• Elektronika – Oznaczenia klawiatury, numery seryjne, etykiety regulacyjne, podziałki.
• Dyrektorem – Wagi i wskaźniki na instrumentach, oznaczenia narzędzi jednorazowych.
• Firearms – Numery seryjne, nazwy modeli, elementy ozdobne, oznaczenia celownika.
• Narzędzia maszynowe – Panele sterowania, tabliczki znamionowe maszyny, skalowane tarcze i wskazówki.
• Rury – Linie układu, wskaźniki płynów, etykiety zaworów i złączek.
• Oznakowanie – Logo firmy, instrukcje obsługi, afisze, elementy dekoracyjne.
• AGD – Nazwy marek, etykiety kontrolne, podziałki, numery seryjne.

Grawerowanie laserowe biżuterii i akcesoriów

Grawerowanie laserowe idealnie nadaje się do dekorowania biżuterii, zegarków, okularów, torebek, portfeli i innych akcesoriów.

• Unikalne projekty – Skomplikowane monogramy, imiona, wzory do personalizacji elementów.
• Znakowanie logo – Trwałe, ale subtelne logo firmowe lub insygnia.
• Znaki bezpieczeństwa – Mikrograwerowanie numerów seryjnych i brandingu na elementach z metali szlachetnych.
• Efekty dwukolorowe – Łączenie polerowanych i laserowo matowych tekstur.
• Niewidoczne oznaczenia – Używanie małej mocy do subtelnego oznaczania kosztowności.
• Kolorowe wypełnienia – Wypełnianie wygrawerowanych obszarów farbami emaliowanymi dla uzyskania jaskrawości.
• Złożone geometrie – Elastyczne sterowanie laserem 2D i 3D do zakrzywionych powierzchni.
• Metale szlachetne – Złoto, srebro, platyna mogą być precyzyjnie znakowane bez uszkodzeń.
• Ustawienia klejnotów – Bezpośrednie grawerowanie kamiennych obramowań i zintegrowanych elementów.
• Oznaczenia skali – Zastosuj precyzyjne podziałki i wskaźniki na tarczach zegarków.

Porównanie z innymi procesami wykańczania powierzchni

Podczas gdy grawerowanie laserowe ma wiele zalet, inne techniki wykańczania powierzchni mogą być lepiej dostosowane w zależności od wymagań aplikacji.

• Grawerowanie mechaniczne – Używa diamentowego narzędzia tnącego, które wymaga większego kontaktu, ale działa na większej liczbie materiałów. Praca ręczna umożliwia kreatywne projekty.
• Fotochemiczny akwaforta (kliknij, aby dowiedzieć się więcej) – Wytrawia metal przez maski za pomocą środków chemicznych. Ograniczona głębokość, ale bardzo spójne wyniki.
• Sitodruk – Atrament jest przeciskany przez sita o drobnych oczkach, aby drukować grafikę i tekst na powierzchniach. Umożliwia efekty wielokolorowe.
• Tampondruk – Wytrawiona płyta obrazowa przenosi wzory tuszu na produkty. Działa dobrze na obiektach 3D, ale oferuje niższą precyzję i trwałość.
• Tłoczenie – Wciskanie formy w materiał w celu uzyskania wypukłego efektu 3D. Podczas wytłaczania nie następuje usuwanie materiału.
• Sublimacja – Po podgrzaniu wydrukowane obrazy barwnika wnikają w podłoże. Stosowany głównie do tkanin i polimerów.
• znakowanie laserowe – Bezpośrednie odbarwienie materiału w wyniku ogrzewania laserowego. Niższy koszt, ale zwykle mniej precyzyjny niż grawerowanie laserowe.
• druk atramentowy – Krople atramentu są rozpylane w celu drukowania grafiki i tekstu na różnych materiałach. Wielokolorowe, ale podatne na zużycie.