Play media
maszyna do grawerowania laserowego składa się z trzech głównych części: lasera, kontrolera i powierzchni. Laser jest narzędziem do rysowania: emitowana z niego wiązka pozwala sterownikowi śledzić wzory na powierzchni. Sterownik określa kierunek, intensywność, prędkość ruchu i rozprzestrzenianie się wiązki laserowej skierowanej na powierzchnię. Powierzchnia jest dobrana tak, aby pasowała do rodzaju materiału, na który może działać laser.
istnieją trzy główne gatunki maszyn do grawerowania. Najczęściej jest to stół X–Y, w którym zwykle obrabiany przedmiot (powierzchnia) jest nieruchomy, a optyka laserowa porusza się w dwóch wymiarach, kierując wiązkę lasera do rysowania wektorów. Czasami laser jest nieruchomy, a przedmiot porusza się. Czasami obrabiany przedmiot porusza się w jednej osi, a laser w drugiej. Drugi gatunek dotyczy cylindrycznych przedmiotów obrabianych (lub płaskich przedmiotów obrabianych zamontowanych wokół cylindra), w których laser skutecznie przemierza cienką spiralę, podczas gdy impuls laserowy on–off wytwarza pożądany obraz rastrowy. W trzecim gatunku zarówno laser, jak i przedmiot obrabiany są nieruchome, a lustra galvo przesuwają wiązkę lasera po powierzchni obrabianego przedmiotu. Grawery laserowe wykorzystujące tę technologię mogą pracować w trybie rastrowym lub wektorowym.
punkt, w którym wiązka lasera dotyka powierzchni, powinien znajdować się na płaszczyźnie ogniskowej układu optycznego lasera i jest zwykle synonimem jego punktu ogniskowego. Punkt ten jest zwykle mały, być może mniej niż ułamek milimetra (w zależności od długości fali optycznej). Tylko obszar wewnątrz tego punktu ogniskowego jest znacząco naruszony, gdy wiązka laserowa przechodzi nad powierzchnią. Energia dostarczana przez laser zmienia powierzchnię materiału w punkcie ogniskowym. Może podgrzać powierzchnię, a następnie odparować materiał, lub być może materiał może pękać (znany jako „glassing” lub „glassing up”) i łuszczyć się z powierzchni. Cięcie przez farbę metalowej części jest na ogół sposobem grawerowania laserowego materiału.
jeśli materiał powierzchniowy jest odparowywany podczas grawerowania laserowego, wentylacja za pomocą dmuchaw lub pompy próżniowej jest prawie zawsze wymagana do usunięcia szkodliwych oparów i dymu powstającego w wyniku tego procesu oraz do usuwania zanieczyszczeń na powierzchni, aby umożliwić laserowi dalsze grawerowanie.
laser może bardzo skutecznie usuwać materiał, ponieważ wiązka lasera może być zaprojektowana tak, aby dostarczać energię na powierzchnię w sposób, który zamienia wysoki procent energii świetlnej na ciepło. Wiązka jest silnie skupiona i kolimowana—w większości materiałów nieodblaskowych, takich jak drewno, tworzywa sztuczne i powierzchnie emaliowane, Konwersja energii świetlnej na ciepło jest wydajniejsza niż {x%}. Jednak ze względu na tę wydajność, sprzęt używany do grawerowania laserowego może nagrzewać się dość szybko. Laser wymaga skomplikowanych systemów chłodzenia. Alternatywnie, wiązka lasera może być impulsowa, aby zmniejszyć ilość nadmiernego nagrzewania.
różne wzory można wygrawerować, programując kontroler, aby przemierzał określoną ścieżkę dla wiązki laserowej w czasie. Ślad wiązki laserowej jest dokładnie Regulowany, Aby uzyskać stałą głębokość usuwania materiału. Na przykład unika się krzyżujących się ścieżek, aby zapewnić, że każda wytrawiona powierzchnia jest wystawiona na działanie lasera tylko raz, dzięki czemu usuwa się tę samą ilość materiału. Szybkość, z jaką wiązka porusza się po materiale, jest również brana pod uwagę przy tworzeniu wzorów grawerskich. Zmiana intensywności i rozmieszczenia wiązki pozwala na większą elastyczność w projektowaniu. Na przykład poprzez zmianę proporcji czasu (znanego jako „cykl pracy”), w którym laser jest włączony podczas każdego impulsu, moc dostarczana do powierzchni grawerującej może być kontrolowana odpowiednio do materiału.
ponieważ położenie lasera jest dokładnie znane przez sterownik, nie jest konieczne dodawanie barier do powierzchni, aby zapobiec odchyleniu lasera od zalecanego wzoru grawerowania. W rezultacie w grawerowaniu Laserowym nie jest potrzebna rezystancyjna Maska. Przede wszystkim dlatego technika ta różni się od starszych metod grawerowania.
dobrym przykładem tego, gdzie technologia grawerowania laserowego została przyjęta do normy przemysłowej, jest linia produkcyjna. W tym konkretnym ustawieniu wiązka laserowa jest skierowana w kierunku obracającego się lub wibrującego lustra. Lustro porusza się w sposób, który może wyśledzić cyfry i litery na zaznaczonej powierzchni. Jest to szczególnie przydatne do drukowania dat, kodów wygaśnięcia i numeracji partii produktów podróżujących wzdłuż linii produkcyjnej. Znakowanie laserowe umożliwia znakowanie materiałów wykonanych z tworzywa sztucznego i szkła „w ruchu”. Miejsce, w którym odbywa się znakowanie, nazywane jest „stacją laserową do znakowania”, która często występuje w zakładach pakowania i rozlewania. Starsze, wolniejsze technologie, takie jak hot stamping i Tampodruk, zostały w dużej mierze wycofane i zastąpione grawerem laserowym.
do bardziej precyzyjnych i wizualnie dekoracyjnych rycin stosuje się stół Laserowy (znany również jako stół „X–Y” lub „XY”). Laser jest zwykle przymocowany na stałe do boku stołu i emituje światło w kierunku pary ruchomych luster, dzięki czemu każdy punkt powierzchni stołu może być zamiatany przez laser. W punkcie grawerowania wiązka lasera jest skupiona przez soczewkę na powierzchni grawerowania, umożliwiając bardzo precyzyjne i skomplikowane wzory.
typowa konfiguracja stołu laserowego polega na stałym emitowaniu światła laserowego równolegle do jednej osi stołu, skierowanego na lustro zamontowane na końcu regulowanej szyny. Wiązka odbija się od lustra pod kątem 45 stopni, dzięki czemu laser przemieszcza się dokładnie wzdłuż długości szyny. Belka ta jest następnie odbijana przez inne lustro zamontowane na ruchomym wózku, które kieruje belkę prostopadle do pierwotnej osi. W tym schemacie można przedstawić dwa stopnie swobody (jeden pionowy i jeden poziomy) do trawienia.
w innych urządzeniach do grawerowania laserowego, takich jak płaski stół lub grawerowanie bębna, wiązka laserowa jest kontrolowana, aby skierować większość swojej energii na stałą głębokość penetracji w grawerowany materiał. W ten sposób podczas grawerowania usuwa się tylko określoną głębokość materiału. Prosty obrabiany drążek lub żelazko kątowe mogą być używane jako narzędzie do pomocy wyszkolonym technologom w dostosowaniu grawera w celu uzyskania wymaganego ustawiania ostrości. Taka konfiguracja jest preferowana w przypadku powierzchni, które nie różnią się znacząco wysokością.
dla powierzchni o różnej wysokości opracowano bardziej rozbudowane mechanizmy ogniskowania. Niektóre z nich są znane jako dynamiczne systemy automatycznego ustawiania ostrości. Dostosowują parametry lasingu w czasie rzeczywistym, aby dostosować się do zmian w materiale podczas trawienia. Zazwyczaj wysokość i głębokość powierzchni są monitorowane za pomocą urządzeń śledzących zmiany w ultradźwiękach, podczerwieni lub świetle widzialnym skierowane na powierzchnię grawerowaną. Urządzenia te, znane jako wiązki pilotujące lub lasery pilotujące (jeśli laser jest używany) pomagają w regulacji Soczewki lasera w określaniu optymalnego miejsca, aby skupić się na powierzchni i skutecznie usunąć materiał.
Maszyny do grawerowania laserowego”X–Y” mogą pracować w trybie wektorowym i rastrowym.
grawerowanie wektorowe następuje po linii i krzywej wzoru, który ma być wygrawerowany, podobnie jak Ploter oparty na pisaku rysuje, konstruując segmenty linii z opisu konturów wzoru. Wiele wczesnych grawerowania znaków i tablic (laserowych lub innych) używało wstępnie zapisanych konturów czcionki, dzięki czemu litery, cyfry, a nawet logo mogły być skalowane do rozmiaru i odtwarzane z dokładnie zdefiniowanymi pociągnięciami. Niestety, obszary” wypełnienia ” były problematyczne, ponieważ wzory krzyżowe i wypełnienia punktowe czasami wykazywały efekt mory lub wzory uber spowodowane nieprecyzyjnym obliczaniem odstępów punktowych. Co więcej, rotacje czcionek lub dynamiczne skalowanie często wykraczały poza możliwości urządzenia do renderowania czcionek. Wprowadzenie języka opisu stron PostScript pozwala teraz na znacznie większą elastyczność-teraz praktycznie wszystko, co można opisać wektorach za pomocą oprogramowania obsługującego PostScript, takiego jak CorelDRAW lub Adobe Illustrator, można nakreślić, wypełnić odpowiednimi wzorami i wygrawerować laserowo.
grawerowanie rastrowe śledzi laser na powierzchni w tę iz powrotem, powoli przesuwając się liniowo, co przypomina głowicę drukującą na drukarce atramentowej lub podobnej. Wzór jest zwykle optymalizowany przez kontroler / komputer, dzięki czemu obszary po obu stronach wzoru, które nie mają być grawerowane, są ignorowane, a ślad po materiale jest skrócony dla lepszej wydajności. Ilość zaliczek każdej linii jest zwykle mniejsza niż rzeczywisty rozmiar kropki lasera; grawerowane linie nakładają się tylko nieznacznie, aby utworzyć ciągłość ryciny. Podobnie jak w przypadku wszystkich urządzeń rastrowych, krzywe i przekątne mogą czasami ucierpieć, jeśli długość lub położenie linii rastrowych zmienia się nawet nieznacznie w stosunku do sąsiedniego skanowania rastrowego; dlatego dokładne pozycjonowanie i powtarzalność są niezwykle ważne w konstrukcji maszyny. Zaletą rasteryzacji jest niemal bezproblemowe” wypełnienie”, które wytwarza. Większość obrazów, które mają być wygrawerowane, to pogrubione litery lub mają duże, stale wygrawerowane obszary, a te są dobrze rasteryzowane. Zdjęcia są rasteryzowane (jak w druku), z kropkami większymi niż plamka lasera, a te również są najlepiej wygrawerowane jako obraz rastrowy. Prawie każde oprogramowanie do układania stron może być używane do zasilania sterownika rastrowego dla grawera laserowego X–Y lub bębnowego. Podczas gdy tradycyjne grawerowanie znaków i tablic faworyzowało solidne uderzenia wektorów z konieczności, nowoczesne sklepy mają tendencję do uruchamiania grawerów laserowych głównie w trybie rastrowym, rezerwując wektor dla tradycyjnego „wyglądu” konturu lub do szybkiego znakowania konturów lub „włazów”, w których ma być cięta Płyta.