レーザー彫刻

ファイル:ステンレス鋼のレーザーの印。ogv

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ステンレス鋼にレーザーマーキング

レーザー彫刻機

レーザー彫刻機

レーザー彫刻機は、レーザー、コントローラ、および表面の三つの主要な部分で構成されています。 レーザーは描画ツールであり、そこから放出されるビームにより、コントローラはパターンを表面にトレースすることができます。 コントローラは、表面を対象としたレーザビームの方向、強度、移動速度、および広がりを決定する。 表面はレーザーが機能できる材料のタイプに一致させるために選ばれます。

彫刻機には主に三つのジャンルがあります。 最も一般的なのは、通常、ワーク(表面)が静止しており、レーザー光学系が二次元で動き回り、レーザービームをベクトルを描画するように指示するX–Yテーブルです。 時々レーザーは静止して、工作物は動きます。 時には、ワークピースは一方の軸で動き、他方のレーザは移動することがあります。 第二のジャンルは、オンオフレーザーパルスが所望のラスタ画像を生成しながら、レーザーが効果的に微細なヘリックスを横断する円筒状のワークピース(または 第三のジャンルでは、レーザーとワークの両方が静止しており、ガルボミラーはレーザービームをワーク表面上に移動させます。 この技術を使用したレーザー彫刻機は、ラスターモードまたはベクターモードのいずれかで動作することができます。

レーザ光が表面に接触する点は、レーザの光学系の焦点面上にあるべきであり、通常、その焦点と同義である。 この点は典型的には小さく、おそらく(光波長に依存して)ミリメートルのほんの一部よりも小さい。 レーザービームが表面を通過すると、この焦点の内側の領域のみが大幅に影響を受けます。 レーザーによって供給されるエネルギーは、焦点で材料の表面を変化させる。 それは表面を加熱し、続いて材料を蒸発させるか、またはおそらく材料が破壊され(「ガラス化」または「ガラス化」として知られる)、表面から剥離することが 金属部分の塗料を切断することは、一般的に材料がレーザー刻印される方法です。

レーザー彫刻中に表面材料が気化した場合、このプロセスから生じる有害な煙や煙を除去し、レーザーが彫刻を続けるために表面の破片を除去するために、

レーザーは、光エネルギーの高い割合を熱に変換する方法で表面にエネルギーを供給するように設計できるため、材料を非常に効率的に除去することがで ビームは非常に集中され、平行にされて—木、プラスチックおよびエナメルの表面のようなほとんどの無反射材料で、熱への光エネルギーの転換は有効な{x%} しかし、この効率のために、レーザー彫刻に使用される装置はかなり迅速に加熱される可能性があります。 レーザーには精巧な冷却システムが必要です。 あるいは、レーザビームは、過度の加熱の量を減少させるためにパルス化されてもよい。

レーザービームの特定の経路を経時的に横断するようにコントローラをプログラミングすることにより、異なるパターンを刻むことができます。 レーザ光線の跡は注意深く材料の一貫した取り外しの深さを達成するために調整されます。 例えば、各エッチングされた表面が一度だけレーザーにさらされることを確実にするために、十字に交差した経路が回避されるので、同じ量の材料が除去 ビームが材料を渡って動く速度はまた彫版パターンの作成で考慮される。 ビームの強度そして広がりを変えることは設計のより多くの柔軟性を可能にする。 例えば、各パルスの間にレーザーをオンにする時間の割合(”デューティサイクル”として知られる)を変更することにより、彫刻面に供給される電力を材料に適

レーザーの位置はコントローラによって正確に知られているので、レーザーが所定の彫刻パターンから逸脱するのを防ぐために表面に障壁を追加する必要はあ その結果、レーザーの彫版で抵抗マスクは必要ではないです。 これが主に、この技術が古い彫刻方法とは異なる理由です。

レーザー彫刻技術が業界標準に採用されている良い例は、生産ラインです。 この特定の組み立てでは、レーザ光線は回転するか、または振動ミラーの方に指示される。 ミラーは印が付いている表面に数および手紙をたどるかもしれない方法で動く。 これは、生産ラインに沿って移動する製品の日付、有効期限コード、およびロット番号を印刷するために特に便利です。 レーザーの印はプラスチックおよびガラスから成っている材料が”移動中”印が付いているようにする。 印が起こる位置は”印レーザーの場所”、頻繁に包装およびびん詰めにする植物で見つけられる実体と呼ばれます。 ホットスタンピングやパッド印刷などの古くて遅い技術は、主に段階的に廃止され、レーザー彫刻に置き換えられました。

XおよびY両方キャリッジのミラーは厳密な位置を可能にする。

より正確で視覚的に装飾的な彫刻のために、レーザーテーブル(”X–Y”または”XY”テーブルとしても知られている)が使用される。 レーザーは通常テーブルの側面に永久に固定され、テーブルの表面のあらゆるポイントがレーザーによって掃除することができるように組の移動可能なミラーの方 彫版のポイントで、レーザ光線は彫版の表面のレンズを通して集中され、追跡されるように非常に精密で、複雑なパターンがします。

レーザーテーブルの一般的なセットアップには、調整可能なレールの端に取り付けられたミラーを目的としたテーブルの軸に平行な固定レーザー発光光が含ま ビームはレーザーが柵の長さに沿って道を丁度移動するように45度で曲がるミラーを離れて反映する。 このビームは元の軸線にビーム垂直に指示する移動可能なトロリーに取付けられる別のミラーによってそれから反映される。 この方式では、エッチングのための二つの自由度(一つの垂直、および一つの水平)を表すことができる。

平らなテーブルまたはドラム彫版のような他のレーザーの彫版装置では、レーザービームはエネルギーのほとんどを刻むべき材料に固定浸透深さ指示するために制御されます。 このようにして、彫刻が行われるときに特定の深さの材料のみが除去される。 訓練された技術者が必須の集中を達成するために彫刻家を調節するのを助けるのに用具として簡単な機械で造られた棒か角度鉄が使用するこ この組み立ては高さでかなり変わらない表面のために好まれる。

高さが異なるサーフェスに対しては、より精巧な集束機構が開発されています。 いくつかは動的自動焦点システムとして知られています。 それらはエッチングされていると同時に材料への変更に合わせるためにリアルタイムのlasing変数を調節する。 通常、表面の高さと深さは、彫刻表面を目的とした超音波、赤外線、または可視光への変化を追跡するデバイスで監視されます。 パイロットビームまたはパイロットレーザー(レーザーが使用されている場合)として知られているこれらのデバイスは、表面に焦点を当て、効果的に材料を削

“X–Y”レーザー彫刻機は、ベクターモードとラスターモードで動作することがあります。

ベクトル彫刻は、ペンベースのプロッタがパターンの輪郭の記述から線分を構築することによって描くのと同じように、刻まれるパターンの線と曲線 記号やプラーク(レーザーなど)の初期の彫刻では、文字、数字、さらにはロゴをサイズに合わせて拡大縮小し、正確に定義されたストロークで再現できるように、事前に保存されたフォントの輪郭を使用していました。 残念なことに、クロスハッチングパターンやドット塗りつぶしは、ドット間隔の不正確な計算によって引き起こされるモアレ効果やユーバーパターンを さらに、フォントの回転や動的スケーリングは、多くの場合、フォントレンダリングデバイスの機能を超えていました。 CoreldrawやAdobe IllustratorのようなPostScript対応ソフトウェアでベクトルで記述できるものは、輪郭を描き、適切なパターンで塗りつぶし、レーザー刻印することができます。

ラスターエングレービングは、インクジェットまたは類似のプリンタのプリントヘッドのいずれかを思い出させる、前後にゆっくりと進む線形パターンで、表面を横切ってレーザーをトレースします。 パターンは、通常、刻まれるべきではないパターンの両側への領域が無視され、材料全体のトレースがより良い効率のために短縮されるように、コントローラ/ 各ラインの前進の量はレーザーの実際の点サイズより普通より少しです;刻まれたラインはengravureの継続を作成するためにちょうどわずかに重複します。 すべてのラスタライズされたデバイスと同様に、ラスターラインの長さまたは位置が隣接するラスタスキャンに対してわずかに変化すると、曲線と対角線; 従って厳密な位置および反復性は機械の設計にとって非常に重要である。 ラスタライズの利点は、それが生成する近くの楽な”塗りつぶし”です。 刻まれるほとんどの画像は太字の文字であるか、または大きな連続的に刻まれた領域を有し、これらはよくラスタライズされている。 写真は、レーザーのスポットよりも大きなドットで、(印刷のように)ラスタライズされ、これらはまた、最高のラスター画像として刻まれています。 ほとんどすべてのページレイアウトソフトウェアは、X-Yまたはドラムレーザー彫刻用のラスタードライバを供給するために使用することができます。 従来の印およびプラークの彫版が必要からベクトルの固体打撃を支持する傾向があった間、現代店は従来の輪郭の”一見”のためのベクトルを予約するラスターモードの彼らのレーザーの彫刻家を大抵動かす傾向があるまたは版が切られるべきである”ハッチ”に輪郭か迅速に印を付けるため。

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