Что такое лазерная гравировка?

Основа лазерной гравировки

Лазерная гравировка — это процесс отделки поверхности, в котором используется лазер для вытравливания или маркировки рисунка на поверхности материала. Лазер генерирует интенсивный луч света, который можно точно сфокусировать для гравировки мелких деталей и узоров, недостижимых другими методами. Во время лазерной гравировки высокоэнергетический лазерный луч удаляет (испаряет) небольшое количество материала в выбранных областях, чтобы создать постоянный след. Лазерная гравировка используется для украшения, маркировки, маркировки и персонализации на широком спектре материалов, таких как металл, пластик, стекло и камень. Он позволяет наносить постоянную высокоточную маркировку без контакта и без расходных материалов.

Цели лазерной гравировки

Лазерная гравировка является привлекательным методом маркировки для различных материалов благодаря своей стойкости и высокой точности. Понимание основных целей и областей применения лазерной гравировки поможет лучше понять этот популярный метод лазерной обработки.

• Оформление торжеств – Создавайте уникальные визуальные эффекты и узоры на поверхности продуктов для улучшения эстетики.
• Брендинг – Выгравируйте логотипы или другие идентификаторы на продуктах для продвижения бренда.
• Адаптация люстры - Персонализируйте продукты, выгравировав имена, даты или другую пользовательскую информацию.
• Функциональная маркировка - Создавайте шкалы, циферблаты, кнопки и другие функциональные маркеры
• Маркировка безопасности – Добавляйте уникальные серийные номера или знаки защиты от подделок.
• Добавление стоимости – Повышение ценности продукта за счет гравировки
• Постоянная маркировка – Лазер может создавать перманентную маркировку на поверхности материала
• Высокоточная маркировка – Фокусировка лазерного луча позволяет создавать тонкие и сложные узоры
• Бесконтактная маркировка – Не требуется физического контакта во время лазерного облучения
• Автоматизированное производство – Лазерная гравировка позволяет производить автоматизированную сборочную линию
• Культура бренда – Особый дизайн может добавить истории продукта и культурной ценности
• Расширенная функциональность - Улучшена полезность за счет добавления шкалы, маркировки к инструментам или приборам.

Виды лазерной гравировки

Существует несколько различных типов процессов лазерной гравировки, каждый из которых имеет свои преимущества и лучшие области применения. Понимание различных методов лазерной гравировки позволяет сопоставить метод с желаемыми результатами маркировки.

• Растровая гравировка - Лазерная головка сканирует взад и вперед, выгравируя параллельные линии на площади для создания светлых изображений и текстур. Растровая гравировка работает на большинстве материалов и является наиболее распространенным процессом.
• Векторная гравировка – Лазер следует по заданной траектории, перемещаясь непосредственно от точки к точке по контуру оцифрованного изображения. Этот метод «векторной резки» позволяет получать четкие, чистые линии и графику.
• Глубокая гравировка – Используя многократные проходы с высокой мощностью, глубокая гравировка проникает глубже в материал, создавая углубления и ярко выраженные трехмерные рельефные эффекты.
• 3D гравировка – Специализированная 3D-гравировка позволяет создавать сложные трехмерные структуры, управляя смещением лазерного фокуса и точно перекрывая несколько уровней.
• Цветное наполнение – Цвета выборочно вплавляются в углубления, выгравированные лазером, чтобы добавить визуальные яркие эффекты цветового контраста.
• вспенивание – некоторые пластмассы расширяются под действием лазерного излучения; контролируя этот эффект пенообразования, можно создавать уникальные встроенные пористые узоры.

Материалы, подходящие для лазерной гравировки

Лазеры могут эффективно гравировать широкий спектр материалов, но для достижения наилучших результатов необходимо согласовать физические свойства и параметры лазерного взаимодействия.

• Драгоценные металлы – Нержавеющая сталь, алюминий, латунь, титан, драгоценные металлы, такие как золото и серебро. Металлы отражают лазерные лучи, поэтому обычно требуются мощные волоконные лазеры.
• Пластмассы и полимеры – Лазерная гравировка термопластичных материалов, таких как акрил, АБС, поликарбонат, путем плавления/испарения материала. Некоторые полимеры проявляют эффект пенообразования.
• Стекло – Лазером можно гравировать и резать как боросиликатное, так и свинцовое стекло.
• Керамический гранулированный песок для гидроразрыва – Для глазурованной керамики требуются CO2-лазеры, а для технической неглазурованной керамики используются волоконные лазеры.
• Резина – С помощью лазерной абляции возможна маркировка гладких резиновых материалов, таких как штампы и этикетки.
• Дерево – Лазерное выжигание может создавать декоративные почерневшие метки на натуральной деревянной поверхности.
• Кожа и ткани – Синтетическая кожа и ткани подходят для лазерной гравировки рисунков и вырезанных профилей.
• Камень - Лазерная гравировка работает на таких камнях, как гранит, мрамор и лазурит, путем выборочной абляции поверхности.
• композиты – Такие материалы, как стекловолокно и углеродное волокно, легко маркируются лазером.

Оборудование для лазерной гравировки

Для лазерной гравировки требуется специальное оборудование для генерации, управления и фокусировки лазерного луча высокой интенсивности для точной обработки материалов.

• Типы лазеров – Чаще всего используются CO2-лазеры и волоконные лазеры. Лазеры CO2 обеспечивают высокую мощность, но могут гравировать только неметаллы. Волоконные лазеры также позволяют маркировать металлы.
• Лазерный резонатор – Лазерный генерирующий источник с оптическими резонаторами для усиления луча.
• Доставка луча – Оптические компоненты, такие как зеркала, линзы, оптоволоконные кабели, направляют луч и манипулируют им.
• Управление движением – Прецизионные столики и гальванометры направляют и перемещают луч над заготовкой.
• Системы охлаждения – Чиллеры обеспечивают циркуляцию охлажденной жидкости для поддержания температуры лазера.
• Удаление дыма – Экстракторы дыма удаляют технологические газы и мусор.
• Software – Компьютерные программы расшифровывают файлы дизайна и управляют позиционированием/выводом лазера.
• Рабочая зона – Закрытая лазерная камера с защитными блокировками обеспечивает контролируемую рабочую зону.
• Точность позиционирования – Оси вращения могут вращать цилиндрические заготовки для круговой гравировки.
• Аксессуары – Светоделители, преобразователи длины волны, специальные линзы, поворотные приспособления.

Процесс лазерной гравировки

Достижение качественной лазерной гравировки требует тщательного планирования и выполнения всего рабочего процесса лазерной маркировки.

1. Проект – Создание файлов векторного и растрового дизайна с указанием шаблонов, графики, текста, серийных номеров.
2. Подготовка материала – Обеспечение чистоты и готовности поверхности материала, удаление покрытий при необходимости. Фиксирующие или фиксирующие материалы на месте.
3. Установка лазера – Выбор подходящего лазера, линз, мощности, скорости и параметров фокусировки в зависимости от материала.
4. Пробная гравировка – Выполнение пробных лазерных меток на образцах для точной настройки параметров.
5. Гравированные – Управление системой лазерной гравировки в соответствии с запрограммированными файлами дизайна. Мониторинг процесса.
6. Постобработка — Уборка мусора, снятие защитных покрытий, выравнивание поверхностей. Добавление цветовой заливки при необходимости.
7. Осмотр – Проверка качества гравировки и ее соответствия спецификациям. При необходимости повторите гравировку или отполируйте.

Промышленное применение

Лазерная гравировка широко используется в обрабатывающей промышленности для постоянной маркировки компонентов, деталей и изделий.

• Автомобильная - Номера VIN, фирменные логотипы, контрольные этикетки, циферблаты, накладки на пороги, детали отделки.
• Аэрокосмическая индустрия – Номера деталей, сертификационные маркировки, инкрементальные шкалы, паспортные таблички.
• Electronics – Маркировка клавиатуры, серийные номера, нормативные этикетки, градуировка.
• Мед – Шкалы и индикаторы на инструментах, маркировка одноразового инструмента.
• Огнестрельное оружие - Серийные номера, названия моделей, декоративные элементы, маркировка прицела.
• Станки – Панели управления, идентификационные таблички машин, градуированные циферблаты и указатели.
• Производство труб – Линии разметки, индикаторы жидкости, маркировки клапанов и фитингов.
• Signage — Корпоративные логотипы, инструкции по эксплуатации, таблички, декоративные элементы.
• Техника – Торговые марки, контрольные этикетки, градуировка, серийные номера.

Лазерная гравировка ювелирных изделий и аксессуаров

Лазерная гравировка идеально подходит для декоративного дизайна ювелирных изделий, часов, очков, сумок, кошельков и других аксессуаров.

• Уникальные конструкции - Замысловатые монограммы, имена, узоры для персонализации изделий.
• Брендинг логотипа – Постоянные, но тонкие корпоративные логотипы или знаки отличия.
• Метки безопасности – Микрогравировка серийных номеров и брендинга на изделиях из драгоценных металлов.
• Двухцветные эффекты – Сочетание полированных и лазерно-матовых текстур.
• Невидимая маркировка – Использование малой мощности для тонкой маркировки ценных вещей.
• Цвет заливки – Заполнение гравированных участков эмалевыми красками для яркости.
• Сложная геометрия – Гибкое 2D- и 3D-управление лазером подходит для криволинейных поверхностей.
• Драгоценные металлы - Золото, серебро, платину можно точно пометить без повреждений.
• Настройки камня – Прямая гравировка каменных окантовок и интегрированных элементов.
• Маркировка шкалы - Нанесите точные деления и индикаторы на циферблаты часов.

Сравнение с другими процессами отделки поверхности

Хотя лазерная гравировка имеет много преимуществ, другие методы обработки поверхности могут лучше подходить в зависимости от требований применения.

• Механическая гравировка – Использует алмазный резак, который требует большего контакта, но работает с большим количеством материалов. Ручная работа позволяет создавать креативные дизайны.
• фотохимический травление (нажмите, чтобы узнать больше) – травит металл через маски с помощью химикатов. Ограниченная глубина, но очень стабильные результаты.
• Трафаретная печать – Чернила проталкиваются через мелкоячеистые сетки для печати графики и текста на поверхностях. Позволяет использовать многоцветные эффекты.
• Тампопечать – Вытравленная пластина с изображением переносит чернильные узоры на продукты. Хорошо работает с 3D-объектами, но предлагает меньшую точность и долговечность.
• Чеканка – Вдавливание формы в материал для создания выпуклого 3D-эффекта. При тиснении не происходит удаления материала.
• Сублимация – Напечатанные изображения красителей диффундируют в подложку при нагревании. В основном используется для тканей и полимеров.
• Лазерная маркировка – Прямое обесцвечивание материала от лазерного нагрева. Более низкая стоимость, но, как правило, менее точная, чем лазерная гравировка.
• Струйная печать – Капли чернил распыляются для печати графики и текста на различных материалах. Многоцветный способный, но восприимчивый к износу.