Ce este gravura laser?

Bazele gravurii cu laser

Gravura cu laser este un proces de finisare a suprafeței care utilizează un laser pentru a grava sau a marca un design pe suprafața unui material. Un laser generează un fascicul intens de lumină care poate fi focalizat cu precizie pentru a grava detalii fine și modele care nu pot fi realizate prin alte metode. În timpul gravării cu laser, fasciculul laser de înaltă energie elimină (vaporizează) o cantitate mică de material în zonele selectate pentru a crea un semn permanent. Gravura cu laser este utilizată pentru decorare, etichetare, marcare și personalizare pe o gamă largă de materiale precum metal, plastic, sticlă și piatră. Permite marcarea permanentă, de înaltă precizie, fără contact și fără materiale consumabile.

Scopurile gravării cu laser

Gravura cu laser este o tehnică de marcare atractivă pentru o varietate de materiale datorită naturii sale permanente și de înaltă precizie. Înțelegerea obiectivelor și aplicațiilor cheie ale gravurii cu laser va oferi o perspectivă mai bună asupra acestei metode populare de procesare cu laser.

• Decor – Creați efecte vizuale și modele unice pe suprafețele produselor pentru a îmbunătăți estetica
• branding – Gravați sigle sau alte elemente de identificare pe produse pentru promovarea mărcii
• Personalizare – Personalizați produsele gravând nume, date sau alte informații personalizate
• Marcaj funcțional – Creați cântare, cadrane, butoane și alte marcatoare funcționale
• Marcaj de securitate – Adăugați numere de serie unice sau mărci anti-contrafacere
• Valoare adăugată – Creșteți valoarea produsului prin gravare
• Marcaj permanent – Laserul poate crea marcaje permanente pe suprafețele materialelor
• Marcare de înaltă precizie - Focalizarea fasciculului laser permite modele fine și complicate
• Marcaj fără contact – Nu este nevoie de contact fizic în timpul iradierii cu laser
• Productie automatizata – Gravura cu laser permite producția automată pe linia de asamblare
• Cultura de marcă – Design-urile speciale pot adăuga povestea produsului și valoare culturală
• Funcționalitate îmbunătățită – Utilitate îmbunătățită prin adăugarea de cântare, marcaje la unelte sau instrumente

Tipuri de gravură cu laser

Există mai multe tipuri diferite de procese de gravare cu laser, fiecare cu propriile avantaje și cele mai bune aplicații. Înțelegerea diferitelor tehnici de gravare cu laser permite potrivirea metodei cu rezultatele de marcare dorite.

• Gravura raster – Capul laser scanează înainte și înapoi gravând linii paralele de-a lungul unei zone pentru a crea imagini și texturi cu tonuri deschise. Gravura raster funcționează pe majoritatea materialelor și este cel mai comun proces.
• Gravura vectoriala – Laserul urmează o cale predefinită deplasându-se direct de la un punct la altul de-a lungul conturului imaginii digitizate. Această metodă de „tăiere vectorială” produce linii și grafice clare, curate.
• Gravura profundă – Folosind mai multe treceri la putere mare, gravarea profundă pătrunde mai adânc în material pentru a crea cavități îngropate și efecte de relief 3D pronunțate.
• Gravura 3D – Gravura 3D specializată poate produce structuri tridimensionale complexe prin controlul deplasării focalizării laser și suprapunerea precisă a mai multor niveluri.
• Umplutura de culoare – Culorile sunt topite selectiv în adâncituri gravate cu laser pentru a adăuga efecte vizuale vibrante, de contrast de culoare.
• Spumant – Unele materiale plastice se extind sub iradiere cu laser; controlul acestui efect de spumare poate crea modele poroase unice încorporate.

Materiale potrivite pentru gravare cu laser

Laserele pot grava în mod eficient o gamă largă de materiale, dar proprietățile fizice și parametrii de interacțiune a laserului trebuie potriviți pentru cele mai bune rezultate.

• Metale – Oțel inoxidabil, aluminiu, alamă, titan, metale prețioase precum aurul și argintul. Metalele reflectă fasciculele laser, așa că de obicei necesită lasere cu fibră de mare putere.
• Materiale plastice și polimeri – Gravează cu laser materiale termoplastice precum acril, ABS, policarbonat prin topire/vaporizare a materialului. Unii polimeri prezintă efecte de spumare.
• Sticlă – Atât sticla borosilicată, cât și cea din cristal de plumb pot fi gravate și tăiate cu laser.
• Ceramică – Ceramica smălțuită necesită lasere CO2, în timp ce laserele cu fibră marchează ceramica tehnică nesmălțuită.
• Cauciuc – Marcarea materialelor netede din cauciuc, cum ar fi ștampile și etichete, este posibilă cu ablația cu laser.
• Lemn – Arderea cu laser poate crea marcaje decorative înnegrite pe suprafețele din lemn natural.
• Piele și țesături – Pielea sintetică și țesăturile sunt potrivite pentru gravarea cu laser a modelelor și a profilelor tăiate.
• Piatră - Gravura cu laser lucrează pe pietre precum granit, marmura și lapis prin ablația selectivă a suprafeței.
• Compozite – Materiale precum fibra de sticlă și fibra de carbon sunt ușor marcate cu laser.

Echipamente de gravare cu laser

Gravura cu laser necesită echipamente specializate pentru a genera, controla și focaliza fasciculul laser de mare intensitate pentru prelucrarea de precizie a materialelor.

• Tipuri de laser – Laserele cu CO2 și laserele cu fibră sunt cele mai frecvent utilizate. Laserele cu CO2 oferă putere mare, dar pot grava doar nemetale. Laserele cu fibră permit și marcarea metalelor.
• Rezonator laser – Sursa generatoare de laser cu cavitati optice pentru amplificarea fasciculului.
• Livrarea fasciculului – Componentele optice precum oglinzile, lentilele, cablurile de fibră ghidează și manipulează fasciculul.
• Controlul miscarii – Etapele de precizie și galvanometrele vizează și deplasează fasciculul peste piesa de prelucrat.
• Sisteme de răcire – Unitățile de răcire circulă fluidul răcit pentru a menține temperatura laserului.
• Extracția fumului – Extractoarele de fum îndepărtează gazele de proces și resturile.
• Software – Programele de calculator transcriu fișierele de proiectare și controlează poziționarea/ieșirea laserului.
• Zona de lucru – Camera laser închisă cu dispozitive de blocare de siguranță oferă o zonă de lucru controlată.
• Poziționarea – Axele rotative pot roti piesele cilindrice pentru gravarea circumferenţială.
• Accesorii – Divizoare de fascicul, convertoare de lungime de undă, lentile speciale, dispozitive rotative.

Procesul de gravare cu laser

Obținerea unei gravuri cu laser de calitate necesită o planificare și execuție atentă a fluxului de lucru complet de marcare cu laser.

1. Amenajări – Crearea de fișiere de design vectorial și raster care specifică modele, grafică, text, numere de serie.
2. Pregătirea materialului – Asigurarea că suprafața materialului este curată și gata, cu acoperirile îndepărtate dacă este necesar. Materiale de fixare sau lipire la locul lor.
3. Configurare laser – Selectarea laserului, lentilelor, puterii, vitezei și a parametrilor de focalizare adecvați în funcție de material.
4. Gravura de testare – Efectuarea de mărci de probă cu laser pe piesele de probă pentru a regla setările.
5. Gravare – Operarea sistemului de gravură laser conform fișierelor de proiectare programate. Monitorizarea procesului.
6. Post procesare – Curățarea resturilor, îndepărtarea straturilor de protecție, netezirea suprafețelor. Adăugarea de umpleri de culoare dacă este necesar.
7. Inspecție – Verificarea calității gravurii și dacă respectă specificațiile. Repetați gravura sau lustruiți din nou, dacă este necesar.

Aplicatii industriale

Gravura cu laser este utilizată pe scară largă în industriile de producție pentru a marca permanent componente, piese și produse.

• Automotive – Numere VIN, sigle de branding, etichete de control, cadrane, plăci de picior, piese de tăiere.
• Industria aerospațială – Numerele piesei, marcajele de certificare, cântare incrementale, plăcuțe tehnice.
• Componente electronice – Marcaje de la tastatură, numere de serie, etichete de reglementare, gradări.
• Medical – Cântare și indicatoare pe instrumente, marcaje pentru unelte de unică folosință.
• Arme de foc – Numere de serie, nume de model, elemente decorative, marcaje vizuale.
• Masini-unelte – Panouri de control, plăcuțe de identificare a mașinii, cadrane gradate și indicatori.
• Tevi – Linii de aranjare, indicatoare de fluid, etichete pentru supape și fitinguri.
• Signage – Logo-uri corporative, instrucțiuni operaționale, pancarte, elemente decorative.
• Electrocasnice – Denumiri de marcă, etichete de control, gradări, numere de serie.

Gravura cu laser pentru bijuterii și accesorii

Gravura cu laser este ideală pentru designul decorativ pe bijuterii, ceasuri, ochelari, genți de mână, portofele și alte accesorii.

• Designuri unice – Monograme complicate, nume, modele pentru a personaliza piesele.
• Logo branding – Sigle sau însemne corporative permanente, dar subtile.
• Marcaje de securitate – Microgravare a numerelor de serie și a mărcii pe piese de metal prețios.
• Efecte în două tonuri – Combinând texturi lustruite și mate cu laser.
• Marcaje invizibile – Utilizarea puterii reduse pentru a marca subtil obiectele de valoare.
• Umplerile de culoare – Umplerea zonelor gravate cu vopsele de email pentru vibrație.
• Geometrii complexe - Control laser 2D și 3D flexibil se potrivește suprafețelor curbate.
• Metale pretioase – Aurul, argintul, platina pot fi marcate cu precizie, fără deteriorare.
• Setări pentru pietre prețioase – Gravarea directă a împrejurimilor din piatră și a elementelor integrate.
• Marcaje la scară – Aplicați gradări și indicatoare precise pe cadranele ceasurilor.

Comparație cu alte procese de finisare a suprafețelor

În timp ce gravarea cu laser are multe avantaje, alte tehnici de finisare a suprafeței pot fi mai potrivite în funcție de cerințele aplicației.

• Gravura mecanică – Folosește un tăietor cu diamant care necesită mai mult contact, dar funcționează pe mai multe materiale. Lucrarea manuală permite modele creative.
• Fotochimic gravură (click pentru a afla mai multe) – Gravează metalul prin măști folosind substanțe chimice. Adâncime limitată, dar rezultate foarte consistente.
• Tipar cu clișeu – Cerneala este forțată prin ecrane cu plasă fină pentru a imprima grafice și text pe suprafețe. Permite efecte multicolore.
• Pad-ul de imprimare – O placă cu imagine gravată transferă modelele de cerneală pe produse. Funcționează bine pe obiecte 3D, dar oferă o precizie și durabilitate mai scăzute.
• Relief – Presarea unei matrițe în material pentru a crea un efect 3D în relief. Nu are loc îndepărtarea materialului prin gofrare.
• sublimare – Imaginile colorante imprimate difuzează în substrat atunci când sunt încălzite. Folosit în principal pentru țesături și polimeri.
• Marcarea cu laser – Decolorarea directă a materialului de la încălzirea cu laser. Cost mai mic, dar de obicei mai puțin precis decât gravarea cu laser.
• Imprimarea cu jet de cerneală – Picăturile de cerneală sunt pulverizate pentru a imprima grafice și text pe diferite materiale. Multicolor capabil, dar susceptibil la uzură.