Afspil medier
en lasergraveringsmaskine består af tre hoveddele: en laser, en controller og en overflade. Laseren er et tegneværktøj: strålen, der udsendes fra den, gør det muligt for controlleren at spore mønstre på overfladen. Regulatoren bestemmer retningen, intensiteten, bevægelseshastigheden og spredningen af laserstrålen rettet mod overfladen. Overfladen er valgt til at matche den type materiale, som laseren kan virke på.
der er tre hovedgenrer af graveringsmaskiner. Det mest almindelige er røntgenbordet, hvor emnet (overfladen) normalt er stationært, og laseroptikken bevæger sig rundt i to dimensioner og styrer laserstrålen for at tegne vektorer. Nogle gange er laseren stationær, og emnet bevæger sig. Nogle gange bevæger emnet sig i en akse og laseren i den anden. En anden genre er til cylindriske emner (eller flade emner monteret omkring en cylinder), hvor laseren effektivt krydser en fin spiral, mens on–off laserpulsering producerer det ønskede rasterbillede. I den tredje genre er både laser og emne stationære, og galvo-spejle bevæger laserstrålen over emnets overflade. Lasergravere, der bruger denne teknologi, kan arbejde i enten raster-eller vektortilstand.
det punkt, hvor laserstrålen berører overfladen, skal være på brændplanet for laserens optiske system og er normalt synonymt med dets brændpunkt. Dette punkt er typisk lille, måske mindre end en brøkdel af en millimeter (afhængigt af den optiske bølgelængde). Kun området inde i dette fokuspunkt påvirkes markant, når laserstrålen passerer over overfladen. Den energi, der leveres af laseren, ændrer materialets overflade ved brændpunktet. Det kan opvarme overfladen og efterfølgende fordampe materialet, eller måske kan materialet knække (kendt som “glassing” eller “glassing up”) og flage af overfladen. Skæring gennem maling af en metaldel er generelt, hvordan materialet er lasergraveret.
hvis overfladematerialet fordampes under lasergravering, er det næsten altid nødvendigt med ventilation ved brug af blæsere eller en vakuumpumpe for at fjerne de skadelige dampe og røg, der opstår som følge af denne proces, og til fjernelse af snavs på overfladen for at lade laseren fortsætte graveringen.
en laser kan fjerne materiale meget effektivt, fordi laserstrålen kan designes til at levere energi til overfladen på en måde, der omdanner en høj procentdel af lysenergien til varme. Strålen er meget fokuseret og kollimeret—i de fleste ikke-reflekterende materialer som træ, plast og emaljeoverflader er omdannelsen af lysenergi til varme mere end {%} effektiv. På grund af denne effektivitet kan det udstyr, der anvendes til lasergravering, dog opvarmes ret hurtigt. Udførlige kølesystemer er nødvendige for laseren. Alternativt kan laserstrålen pulseres for at reducere mængden af overdreven opvarmning.
forskellige mønstre kan indgraveres ved at programmere controlleren til at krydse en bestemt sti for laserstrålen over tid. Sporet af laserstrålen er omhyggeligt reguleret for at opnå en ensartet fjernelse dybde af materiale. For eksempel undgås krydsede stier for at sikre, at hver ætset overflade kun udsættes for laseren en gang, så den samme mængde materiale fjernes. Den hastighed, hvormed strålen bevæger sig over materialet, overvejes også ved at skabe graveringsmønstre. Ændring af intensiteten og spredningen af strålen giver mere fleksibilitet i designet. For eksempel ved at ændre andelen af tid (kendt som “duty-cycle”) laseren tændes under hver puls, kan den strøm, der leveres til graveringsoverfladen, styres passende for materialet.
da laserens position er kendt nøjagtigt af controlleren, er det ikke nødvendigt at tilføje barrierer til overfladen for at forhindre laseren i at afvige fra det foreskrevne graveringsmønster. Som følge heraf er der ikke behov for resistiv maske i lasergravering. Dette er primært grunden til, at denne teknik adskiller sig fra ældre graveringsmetoder.
et godt eksempel på, hvor lasergraveringsteknologi er blevet vedtaget i branchenormen, er produktionslinjen. I denne særlige opsætning er laserstrålen rettet mod et roterende eller vibrerende spejl. Spejlet bevæger sig på en måde, der kan spore tal og bogstaver på overfladen, der markeres. Dette er især nyttigt til udskrivning af datoer, udløbskoder og partinummerering af produkter, der rejser langs en produktionslinje. Lasermærkning gør det muligt at mærke materialer fremstillet af plast og glas “på farten”. Det sted, hvor markeringen finder sted, kaldes en “markeringslaserstation”, en enhed, der ofte findes i emballerings-og aftapningsanlæg. Ældre, langsommere teknologier såsom varm stempling og pad udskrivning er stort set blevet udfaset og erstattet med lasergravering.
for mere præcise og visuelt dekorative graveringer anvendes et laserbord (også kendt som et “K–Y” eller “K-Y” bord). Laseren er normalt fastgjort permanent til siden af bordet og udsender lys mod et par bevægelige spejle, så hvert punkt på bordoverfladen kan fejes af laseren. På graveringspunktet er laserstrålen fokuseret gennem en linse på graveringsoverfladen, hvilket gør det muligt at spore meget præcise og indviklede mønstre.
en typisk opsætning af et laserbord involverer det faste laseremitterende lys parallelt med en akse på bordet rettet mod et spejl monteret på enden af en justerbar skinne. Strålen reflekterer spejlet vinklet ved 45 grader, så laseren bevæger sig en sti nøjagtigt langs skinnens længde. Denne stråle reflekteres derefter af et andet spejl monteret på en bevægelig vogn, der leder bjælken vinkelret på den oprindelige akse. I denne ordning kan to frihedsgrader (en lodret og en vandret) til ætsning repræsenteres.
i andre lasergraveringsanordninger, såsom fladbord eller tromlegravering, styres laserstrålen for at lede det meste af sin energi en fast gennemtrængningsdybde ind i det materiale, der skal graveres. På denne måde fjernes kun en bestemt dybde af materiale, når graveringen finder sted. En simpel bearbejdet pind eller vinkeljern kan bruges som et værktøj til at hjælpe uddannede teknologer med at justere gravøren for at opnå den krævede fokusering. Denne opsætning foretrækkes til overflader, der ikke varierer betydeligt i højden.
for overflader, der varierer i højden, er der udviklet mere detaljerede fokuseringsmekanismer. Nogle er kendt som dynamiske autofokussystemer. De justerer lasing parametre i realtid til at tilpasse sig ændringerne i materialet, som det bliver ætset. Typisk overvåges overfladens højde og dybde med enheder, der sporer ændringer i ultralyd, infrarødt eller synligt lys rettet mod graveringsoverfladen. Disse enheder, kendt som pilotstråler eller pilotlasere (hvis der bruges en laser) hjælper med at styre justeringerne af laserens linse til bestemmelse af det optimale sted at fokusere på overfladen og fjerne materiale effektivt.
“Lasergraveringsmaskiner” kan fungere i vektor–og rastertilstand.
Vektorgravering følger linjen og kurven for det mønster, der skal graveres, ligesom en penbaseret plotter tegner ved at konstruere linjesegmenter ud fra en beskrivelse af konturerne af et mønster. Meget tidlig gravering af tegn og plaketter (laser eller på anden måde) brugte forudlagrede skrifttypekonturer, så bogstaver, tal eller endda logoer kunne skaleres til størrelse og gengives med nøjagtigt definerede streger. Desværre var” fyld ” – områder problematiske, da cross-ruge mønstre og dot-fills undertiden udviste Moir prisT-effekter eller uber-mønstre forårsaget af den upræcise beregning af dot-mellemrum. Desuden var rotationer af en skrifttype eller dynamisk skalering ofte uden for skrifttypegengivelsesenhedens muligheder. Introduktionen af PostScript-sidebeskrivelsessproget giver nu meget større fleksibilitet – nu kan stort set alt, hvad der kan beskrives i vektorer med PostScript-aktiverede programmer som f.eks.
Rastergravering sporer laseren hen over overfladen i et frem og tilbage langsomt fremadskridende lineært mønster, der minder om et af skrivehovedet på en inkjet eller lignende printer. Mønsteret optimeres normalt af controlleren/computeren, så områder til begge sider af mønsteret, som ikke skal indgraveres, ignoreres, og sporet på tværs af materialet forkortes således for bedre effektivitet. Forskudsbeløbet for hver linje er normalt mindre end laserens faktiske prikstørrelse; de indgraverede linjer overlapper bare lidt for at skabe en kontinuitet i graveringen. Som det er tilfældet med alle rasteriserede enheder, kurver og diagonaler kan undertiden lide, hvis længden eller placeringen af rasterlinjerne varierer endda lidt i forhold til den tilstødende rasterscanning; derfor er nøjagtig positionering og repeterbarhed kritisk vigtig for maskinens design. Fordelen ved rasterisering er den næsten ubesværede” fyld”, den producerer. De fleste billeder, der skal indgraveres, er fed skrift eller har store kontinuerligt indgraverede områder, og disse er godt rasteriserede. Fotos rasteriseres (som ved udskrivning) med prikker, der er større end laserens plet, og disse er også bedst indgraveret som et rasterbillede. Næsten ethvert sidelayoutprogram kan bruges til at fodre en rasterdriver til en røntgen–eller tromlasergraver. Mens traditionel tegn-og plakgravering havde en tendens til at favorisere de faste streger af vektorer af nødvendighed, har moderne butikker en tendens til at køre deres lasergraverere mest i rastertilstand og reservere vector til et traditionelt omrids “look” eller til hurtigt at markere konturer eller “Luger”, hvor en plade skal skæres.