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Uma máquina de gravação a laser consiste de três partes principais: um laser, um controlador e uma superfície. O laser é uma ferramenta de desenho: o feixe emitido por ele permite que o controlador rastreie padrões na superfície. O controlador determina a direção, intensidade, velocidade de movimento e propagação do feixe laser direcionado à superfície. A superfície é escolhida para corresponder ao tipo de material em que o laser pode actuar.
existem três gêneros principais de máquinas de gravura. O mais comum é a tabela X–Y onde, normalmente, a peça de trabalho (superfície) é estacionária e a óptica laser se move em duas dimensões, direcionando o feixe laser para desenhar vetores. Às vezes o laser está estacionário e a peça de trabalho se move. Por vezes, a peça move-se num eixo e o laser no outro. Um segundo gênero é para peças cilíndricas (ou peças planas montadas em torno de um cilindro), onde o laser efetivamente atravessa uma hélice fina enquanto pulsação a laser produz a imagem raster desejada. No terceiro gênero, tanto o laser quanto a peça de trabalho são estacionários e espelhos galvo movem o raio laser sobre a superfície da peça de trabalho. Os gravadores a Laser que utilizam esta tecnologia podem funcionar em modo raster ou vector.
o ponto onde o raio laser toca a superfície deve estar no plano focal do sistema óptico do laser e é geralmente sinônimo de seu ponto focal. Este ponto é tipicamente pequeno, talvez menos de uma fração de um milímetro (dependendo do comprimento de onda óptico). Apenas a área dentro deste ponto focal é significativamente afectada quando o feixe laser passa sobre a superfície. A energia fornecida pelo laser muda a superfície do material no ponto focal. Ele pode aquecer a superfície e posteriormente vaporizar o material, ou talvez o material pode fraturar (conhecido como “glassing” ou “glassing up”) e flake da superfície. Cortar através da pintura de uma peça metálica é geralmente como o material é gravado a laser.Se o material de superfície for vaporizado durante a gravação a laser, a ventilação através do uso de ventiladores ou de uma bomba de vácuo é quase sempre necessária para remover os fumos nocivos e os fumos provenientes deste processo e para remover os detritos da superfície, de modo a permitir que o laser continue a gravar.
um laser pode remover o material de forma muito eficiente porque o feixe laser pode ser concebido para fornecer energia à superfície de uma forma que converte uma elevada percentagem da energia da luz em calor. O feixe é altamente focado e colimado—na maioria dos materiais não refletivos como superfícies de madeira, plásticos e esmalte, a conversão da energia da luz para o calor é mais de {x%} eficiente. No entanto, devido a esta eficiência, o equipamento utilizado na gravação a laser pode aquecer rapidamente. São necessários sistemas de arrefecimento elaborados para o laser. Em alternativa, o feixe laser pode ser pulsado para diminuir a quantidade de aquecimento excessivo.Padrões diferentes podem ser gravados programando o controlador para percorrer um caminho particular para o raio laser ao longo do tempo. O traço do feixe laser é cuidadosamente regulado para alcançar uma profundidade de remoção consistente do material. Por exemplo, os caminhos cruzados são evitados para garantir que cada superfície gravada é exposta ao laser apenas uma vez, de modo que a mesma quantidade de material é removida. A velocidade a que o feixe se move através do material também é considerada na criação de padrões de gravura. Mudar a intensidade e a propagação do feixe permite maior flexibilidade no projeto. Por exemplo, alterando a proporção de tempo (conhecido como “ciclo de funcionamento”) em que o laser é ligado durante cada impulso, a potência fornecida à superfície de gravação pode ser adequadamente controlada para o material.
uma vez que a posição do laser é exactamente conhecida pelo controlador, não é necessário adicionar barreiras à superfície para evitar que o laser se desvie do padrão de gravura prescrito. Como resultado, não é necessária máscara resistiva na gravação a laser. É principalmente por isso que esta técnica é diferente dos métodos de gravação mais antigos.
um bom exemplo de onde a tecnologia de gravação a laser foi adotada na norma da indústria é a linha de produção. Nesta configuração particular, o raio laser é direcionado para um espelho rotativo ou vibratório. O espelho se move de uma maneira que pode traçar números e letras na superfície que está sendo marcada. Isto é particularmente útil para datas de impressão, códigos de validade e numeração de lotes de produtos que viajam ao longo de uma linha de produção. A marcação Laser permite que os materiais feitos de plástico e vidro sejam marcados “em movimento”. O local onde se realiza a marcação é chamado de “Estação laser de marcação”, uma entidade frequentemente encontrada em instalações de embalagem e engarrafamento. Tecnologias mais antigas e mais lentas, como estampagem a quente e impressão em placas, foram em grande parte eliminadas e substituídas por gravuras a laser.
para gravuras mais precisas e visualmente decorativas, é utilizada uma mesa laser (também conhecida como uma tabela “X–Y” ou “XY”). O laser é geralmente fixado permanentemente ao lado da mesa e emite luz em direção a um par de espelhos móveis de modo que todos os pontos da superfície da mesa podem ser varridos pelo laser. No ponto de gravura, o raio laser é focado através de uma lente na superfície de gravura, permitindo que padrões muito precisos e intrincados sejam rastreados.
uma configuração típica de uma tabela laser envolve o laser fixo que emite luz paralela a um eixo da tabela, dirigida a um espelho montado na extremidade de um carril ajustável. O feixe reflete-se fora do espelho angulado a 45 graus de modo que o laser percorre um caminho exatamente ao longo do comprimento do carril. Este feixe é então reflectido por outro espelho montado num carrinho móvel que direcciona o feixe perpendicular ao eixo original. Neste esquema, dois graus de liberdade (um vertical e um horizontal) para a gravura podem ser representados.
em outros dispositivos de gravura a laser, tais como gravura em mesa plana ou tambor, o raio laser é controlado para direcionar a maior parte da sua energia uma profundidade de penetração fixa para o material a ser gravado. Desta forma, apenas uma determinada profundidade de material é removida quando a gravação ocorre. Um simples bastão ou um ferro-ângulo pode ser usado como uma ferramenta para ajudar tecnólogos treinados a ajustar o gravador para alcançar a focagem necessária. Esta configuração é preferida para superfícies que não variam em altura de forma apreciável.
para superfícies que variam em altura, foram desenvolvidos mecanismos de focagem mais elaborados. Alguns são conhecidos como Sistemas de auto focagem dinâmica. Eles ajustam os parâmetros de alisamento em tempo real para se adaptar às mudanças no material como ele está sendo gravado. Tipicamente, a altura e profundidade da superfície são monitoradas com dispositivos rastreando mudanças no ultrassom, infravermelho ou luz visível voltada para a superfície de gravação. Estes dispositivos, conhecidos como raios-piloto ou lasers-piloto (se um laser for usado) ajudam a orientar os ajustes feitos à lente do laser na determinação do local ideal para focar na superfície e remover o material de forma eficaz.As máquinas de gravação a laser “X-Y” podem funcionar em modo vector e raster.
a gravura vectorial segue a linha e a curva do padrão a ser gravado, assim como um plotter baseado em caneta desenha, construindo segmentos de linha a partir de uma descrição dos contornos de um padrão. A gravura muito precoce de sinais e placas (laser ou de outro modo) usou esboços pré-armazenados de fonte de modo que letras, números ou mesmo logos podem ser dimensionados para o tamanho e reproduzidos com traços exatamente definidos. Infelizmente, as áreas de “preenchimento” foram problemáticas, pois padrões de incubação cruzada e Enchimentos de pontos às vezes exibiam efeitos moiré ou padrões uber causados pelo cálculo impreciso de espaçamentos de pontos. Além disso, rotações de uma fonte ou escala dinâmica muitas vezes estavam além das capacidades do dispositivo de renderização de fontes. A introdução da linguagem PostScript page-description Agora permite uma flexibilidade muito maior-agora praticamente tudo o que pode ser descrito em Vetores por software PostScript-habilitado como CorelDRAW ou Adobe Illustrator pode ser delineado, preenchido com padrões adequados, e gravado a laser.
a gravura Rasterizada traça o laser através da superfície em um padrão linear de avanço lento que irá lembrar uma das cabeças impressas em um jato de tinta ou impressora similar. O padrão é geralmente otimizado pelo controlador/computador de modo que as áreas para ambos os lados do padrão que não devem ser gravadas são ignoradas e o traço através do material é assim encurtado para uma melhor eficiência. A quantidade de avanço de cada linha é normalmente menor do que o tamanho real do ponto do laser; as linhas gravadas se sobrepõem apenas ligeiramente para criar uma continuidade de gravura. Como é verdade para todos os dispositivos rasterizados, curvas e diagonais às vezes podem sofrer se o comprimento ou posição das linhas rasterizadas varia até ligeiramente em relação à varredura rasterizada adjacente; portanto, o posicionamento exato e a repetibilidade são extremamente importantes para o projeto da máquina. A vantagem de rasterizar é o “enchimento” quase sem esforço que produz. A maioria das imagens a serem gravadas são letras em negrito ou têm grandes áreas continuamente gravadas, e estas são bem rasterizadas. As fotos são rasterizadas (como na impressão), com pontos maiores do que a mancha do laser, e estas também são melhor gravadas como uma imagem rasterizada. Quase qualquer software de layout de página pode ser usado para alimentar um driver raster para um gravador laser X-Y ou tambor. Enquanto a gravura tradicional de sinais e placas tendeu a favorecer os traços sólidos de vetores por necessidade, as lojas modernas tendem a executar seus gravadores a laser principalmente em modo rasterizado, reservando vetor para um tradicional esboço “look” ou para rapidamente marcar esboços ou “hatches” onde uma placa deve ser cortada.