media Afspelen
Een laser graveermachine bestaat uit drie hoofdonderdelen: een laser, een controller, en een oppervlak. De laser is een tekengereedschap: de straal die ervan wordt uitgestraald, stelt de controller in staat om patronen op het oppervlak te traceren. De controller bepaalt de richting, intensiteit, snelheid van de beweging, en de verspreiding van de laserstraal gericht op het oppervlak. Het oppervlak is gekozen om het type materiaal waarop de laser kan werken aan te passen.
er zijn drie grote genres van graveermachines. Het gemeenschappelijkst is de x-y-lijst waar, gewoonlijk, het werkstuk (oppervlakte) stationair is en de laseroptiek zich in twee dimensies bewegen, die de laserstraal leiden om vectoren te trekken. Soms staat de laser stil en beweegt het werkstuk. Soms beweegt het werkstuk in de ene as en de laser in de andere. Een tweede genre is voor cilindrische werkstukken (of platte werkstukken gemonteerd rond een cilinder) waar de laser effectief een fijne helix doorkruist terwijl on–off laser pulsing het gewenste rasterbeeld produceert. In het derde genre zijn zowel de laser als het werkstuk stationair en verplaatsen galvo-spiegels de laserstraal over het werkstukoppervlak. Lasergraveurs die deze technologie gebruiken, kunnen zowel in raster-als vectormodus werken.
het punt waar de laserstraal het oppervlak raakt, moet zich op het brandpunt van het optische systeem van de laser bevinden en is gewoonlijk synoniem met het brandpunt. Dit punt is meestal klein, misschien minder dan een fractie van een millimeter (afhankelijk van de optische golflengte). Alleen het gebied binnen dit brandpunt wordt significant beïnvloed wanneer de laserstraal over het oppervlak gaat. De door de laser geleverde energie verandert het oppervlak van het materiaal op het brandpunt. Het kan het oppervlak opwarmen en vervolgens het materiaal verdampen, of misschien kan het materiaal breken (bekend als “glassing” of “glassing up”) en vlokken van het oppervlak. Snijden door de verf van een metalen deel is over het algemeen hoe materiaal is laser gegraveerd.
wanneer het oppervlaktemateriaal tijdens het lasergraveren wordt verdampt, is ventilatie door het gebruik van blowers of een vacuümpomp bijna altijd nodig om de schadelijke dampen en rook die uit dit proces voortvloeien te verwijderen en om vuil aan het oppervlak te verwijderen zodat de laser verder kan graveren.
een laser kan materiaal zeer efficiënt verwijderen omdat de laserstraal zodanig kan worden ontworpen dat energie aan het oppervlak wordt geleverd dat een hoog percentage van de lichtenergie in warmte wordt omgezet. De lichtbundel is zeer gefocust en gecollimeerd—in de meeste niet-reflecterende materialen zoals hout, kunststoffen en geëmailleerde oppervlakken is de omzetting van lichtenergie naar warmte meer dan {x%} efficiënt. Vanwege deze efficiëntie kan de apparatuur die bij het lasergraveren wordt gebruikt echter vrij snel opwarmen. Voor de laser zijn uitgebreide koelsystemen nodig. Als alternatief kan de laserstraal worden gepulseerd om de hoeveelheid overmatige verhitting te verminderen.
verschillende patronen kunnen worden gegraveerd door de controller te programmeren om een bepaald pad voor de laserstraal in de tijd te doorlopen. Het spoor van de laserstraal wordt zorgvuldig geregeld om een consistente verwijderingsdiepte van materiaal te bereiken. Zo worden kriskras gekruiste paden vermeden om ervoor te zorgen dat elk geëtst oppervlak slechts één keer aan de laser wordt blootgesteld, zodat dezelfde hoeveelheid materiaal wordt verwijderd. Bij het maken van graveerpatronen wordt ook rekening gehouden met de snelheid waarmee de balk over het materiaal beweegt. Het veranderen van de intensiteit en spreiding van de bundel zorgt voor meer flexibiliteit in het ontwerp. Bijvoorbeeld, door het veranderen van de verhouding van de tijd (bekend als “duty-cycle”) de laser wordt ingeschakeld tijdens elke puls, kan de stroom die wordt geleverd aan het gravure-oppervlak op de juiste wijze worden geregeld voor het materiaal.
aangezien de positie van de laser exact bekend is bij de regelaar, is het niet nodig om barrières aan het oppervlak toe te voegen om te voorkomen dat de laser afwijkt van het voorgeschreven graveerpatroon. Hierdoor is er geen resistief masker nodig bij het lasergraveren. Dit is vooral de reden waarom deze techniek verschilt van oudere graveermethoden.
een goed voorbeeld van waar lasergravure technologie is overgenomen in de industrie norm is de productielijn. In deze specifieke opstelling wordt de laserstraal gericht op een roterende of trillende spiegel. De spiegel beweegt op een manier die cijfers en letters kan traceren op het oppervlak dat wordt gemarkeerd. Dit is met name handig voor het afdrukken van data, vervalcodes en lotnummering van producten die langs een productielijn reizen. Met lasermarkering kunnen materialen van kunststof en glas “on the move”worden gemarkeerd. De locatie waar de markering plaatsvindt wordt een “markeerlaserstation” genoemd, een entiteit die vaak voorkomt in verpakkings-en bottelinstallaties. Oudere, langzamere technologieën zoals hot stamping en tampondruk zijn grotendeels uitgefaseerd en vervangen door lasergravure.
voor preciezere en visueel decoratieve gravures wordt een lasertafel (ook bekend als een” X–Y “of” XY ” TAFEL) gebruikt. De laser wordt gewoonlijk permanent aan de zijkant van de tafel bevestigd en straalt licht uit naar een paar beweegbare spiegels, zodat elk punt van het tafeloppervlak door de laser kan worden geveegd. Op het graveerpunt wordt de laserstraal door een lens op het graveeroppervlak gefocust, waardoor zeer nauwkeurige en ingewikkelde patronen kunnen worden getraceerd.
een typische opstelling van een lasertafel omvat het vaste laseruitstralende licht evenwijdig aan één as van de tafel, gericht op een spiegel die aan het uiteinde van een verstelbare rail is bevestigd. De straal weerkaatst van de spiegel met een hoek van 45 graden zodat de laser een pad precies over de lengte van de rail aflegt. Deze lichtbundel wordt vervolgens gereflecteerd door een andere spiegel die op een verplaatsbare trolley is gemonteerd en die de lichtbundel loodrecht op de oorspronkelijke as richt. In dit schema kunnen twee vrijheidsgraden (een verticaal en een horizontaal) voor etsen worden weergegeven.
In andere lasergravureapparaten, zoals vlakke tafelgravure of trommelgravure, wordt de laserstraal zodanig geregeld dat het grootste deel van zijn energie een vaste penetratiediepte in het te graveren materiaal wordt geleid. Op deze manier wordt bij het graveren slechts een bepaalde diepte van het materiaal verwijderd. Een eenvoudige machinaal bewerkte stok of hoekijzer kan worden gebruikt als een hulpmiddel om getrainde technologen te helpen de graveur aan te passen om de vereiste scherpstelling te bereiken. Deze opstelling heeft de voorkeur voor oppervlakken die niet merkbaar in hoogte variëren.
voor oppervlakken die in hoogte variëren, zijn uitgebreidere focusmechanismen ontwikkeld. Sommige staan bekend als dynamische auto focus systemen. Ze passen de laserparameters in realtime aan om zich aan te passen aan de veranderingen in het materiaal tijdens het etsen. Meestal worden de hoogte en diepte van het oppervlak bewaakt met apparaten die veranderingen in ultrageluid, infrarood of zichtbaar licht op het graveeroppervlak volgen. Deze apparaten, bekend als pilot beams of pilot lasers (als een laser wordt gebruikt) helpen bij het begeleiden van de aanpassingen aan de lens van de laser bij het bepalen van de optimale plek om zich te concentreren op het oppervlak en materiaal effectief te verwijderen.
“X-Y” lasergraveermachines kunnen werken in vector-en rastermodus.
vectorgravure volgt de lijn en de kromme van het te graveren patroon, zoals een plotter op penbasis tekent door lijnsegmenten te construeren op basis van een beschrijving van de contouren van een patroon. Veel vroege gravures van tekens en plaques (laser of anderszins) gebruikt vooraf opgeslagen lettertypecontouren, zodat letters, cijfers of zelfs logo ‘ s konden worden geschaald op grootte en gereproduceerd met precies gedefinieerde lijnen. Helaas, “vullen” gebieden waren problematisch, als cross-hatching patronen en dot-fills soms vertonen moiré effecten of uber-patronen veroorzaakt door de onnauwkeurige berekening van de afstand tussen de punten. Bovendien, rotaties van een lettertype of dynamische schaling waren vaak buiten de mogelijkheden van het font-rendering apparaat. De introductie van de PostScript page-description language maakt nu veel meer flexibiliteit mogelijk – nu kan vrijwel alles dat in vectoren kan worden beschreven door PostScript-enabled software zoals CorelDRAW of Adobe Illustrator worden geschetst, gevuld met geschikte patronen en laser-gegraveerd.
rastergravure volgt de laser over het oppervlak in een heen-en-weer langzaam voortschrijdend lineair patroon dat zal doen denken aan de printkop op een inkjet of soortgelijke printer. Het patroon wordt meestal geoptimaliseerd door de controller/computer, zodat gebieden aan weerszijden van het patroon die niet moeten worden gegraveerd worden genegeerd en het spoor over het materiaal wordt dus verkort voor een betere efficiëntie. De hoeveelheid vooraf van elke lijn is normaal minder dan de werkelijke punt-grootte van de laser; de gegraveerde lijnen overlappen slechts iets om een continuïteit van engravure te creëren. Zoals geldt voor alle gerasteriseerde apparaten, kunnen krommen en diagonalen soms lijden als de lengte of positie van de rasterlijnen zelfs lichtjes varieert ten opzichte van de aangrenzende rasterscan; daarom zijn exacte positionering en herhaalbaarheid van cruciaal belang voor het ontwerp van de machine. Het voordeel van rasteriseren is de bijna moeiteloze “opvulling” die het produceert. De meeste afbeeldingen die gegraveerd moeten worden zijn vetgedrukte letters of hebben grote continu gegraveerde gebieden, en deze zijn goed gerasterd. Foto ‘ s zijn gerasterd (zoals bij afdrukken), met stippen groter dan die van de laservlek, en deze zijn ook het beste gegraveerd als een rasterafbeelding. Bijna elke pagina-lay-out software kan worden gebruikt om een Raster driver voor een X–Y of drum lasergraveur te voeden. Terwijl traditionele teken – en plaquegravures de neiging hadden om de vaste lijnen van vectoren uit noodzaak te bevoordelen, hebben moderne winkels de neiging om hun lasergraveurs meestal in rastermodus te laten draaien, waarbij vector wordt gereserveerd voor een traditionele omtrek “look” of voor het snel markeren van contouren of “luiken” waar een plaat moet worden gesneden.