Лазерный гравер: по металлу, по дереву, китайский для дома

 Технологические разработки, еще вчера казавшиеся фантастикой, сегодня становятся более доступными для массового потребления. В их число входит лазерный гравер.

Изделия, созданные на лазерном станке, могут быть как рекламной продукцией, так и украшением бытовых вещей. Потому хобби при определенной сноровке способно перерасти в собственный бизнес.

Лазерный гравер

Устройство оборудования

Для домашнего использования либо промышленных целей небольших масштабов достаточно настольной версии лазерного гравировального станка. Он отличается компактностью размеров, невысокой мощностью и удобством эксплуатации.

Устройство лазерного гравера

Принципиальное устройство такого аппарата состоит в следующем:

• лазер – элемент, индуцирующий луч;
• оптическая система (резонатор);
• каретка, удерживающая лазер;
• металлопластиковая рама с направляющими движения каретки;
• система охлаждения;
• двигатель;
• стол;
• корпус с защитными покрытиями;
• система коммуникаций подключения к питанию и управляющему компьютеру.

Промышленные миниатюрные модели лазерного гравера поставляются с диском, содержащим компьютерную программу, управляющую его работой и обрабатывающую изображения для переноса его прибору.

Мощное оборудование станок для лазерной гравировки, используемое в промышленных масштабах, снабжается производителями также электронной системой управления и возможностью его программировать. Это всего лишь дополнение, оптимизирующее работу гравера. Важной его составляющей остается лазер.

По природе и агрегатному состоянию активной среды лазеры, используемые в граверах, подразделяют на:

• газовые;
• твердотельные.

Газовый представляет собой трубку, заполненную инертным веществом (азотом, гелием, углекислым). Его особенностью является то, что мощность со временем снижается за счет разрежения газа, сказываясь на качестве изделия. Потому характеризуется временем работы, выраженным в часах. Оно может составлять от 1,5 до 10 тыс. Чем выше величина, тем дольше прослужит трубка, при условии рациональной эксплуатации: с перерывами и правильным охлаждением.

Твердотельные, где активная среда – твердое вещество, отличаются высокой практичностью и стабильной мощностью. Они обладают специфическими функциями: придают вырезанной дорожке цвет и выполняют рисунок с высокой точностью. Как правило, твердотельные элементы содержатся в гравировальных лазерных станках по металлу.

Свойства режущего луча зависят от оптической системы, которая его фокусирует. Состоит из трех зеркал и линзы – выгнутого стекла, покрытого специальной пленкой. Настройка точности гравера выполняется по этим зеркалам.

Механическая часть оборудования состоит из металлопластиковой конструкции в виде рамы, с направляющими реями, по которым движется удерживающая лазер каретка. В некоторых моделях есть возможность ручного управления положением каретки, что позволяет перемещать ее в нужную точку по всему рабочему полю.

В стабильности работы аппарата и износостойкости лазерных труб немаловажную роль играет система охлаждения, которая бывает:

• воздушной из нескольких вентиляторов;
• водяной, представляющей собой замкнутый контур трубочек с циркулирующей по ним воде;
• комбинированной – воздушно-водяной.

Перегрев лазерного элемента приведет к снижению его мощности, двигателя – к выходу из строя всего станка.

Важна мощность двигателя, управляющего лазером гравировки, как металла, так и других плотных материалов. От этого параметра зависит, какой материал под силу станку, какой толщины, и что именно будет он выполнять – гравировать или резать контур.

По мощности граверы бывают:

• слабые – 20-60 Вт – для работы по дереву, картону, оргстеклу;
• средней мощности – 60-100 Вт – могут обрабатывать металлическую поверхность;
• мощные – 100-160 Вт –промышленные, способны резать материал.

Рабочим полем служит стол, от высоты которого зависит возможность обработки материалов различной толщины, так как одним из основных параметров является расстояние от лазера до поверхности. Размер поля выражается в миллиметрах и указывает на возможные объемы изделий.

Автоматический гравер имеет соответствующее управление высотой стола, может снабжаться дополнительным вращающимся элементом для резки округлых изделий. В более простых моделях регулировка положения площадки осуществляется вручную, усложняя работу в целом.

Компактный лазерный гравер

Подключаются аппараты к сети питания 220 В, мини модели могут быть 12-вольтными, комплектуются блоками питания. Связь с компьютером осуществляется через USB порт.

Принцип работы

Принцип работы лазерного гравера заключается в выжигании поверхности сфокусированным лучом лазера. Такие характеристики лазерного луча, как монохромность (излучения одной длины волны) и малый угол расходимости, позволяют получить тонкую резаную линию с ровными краями.

Если для гравера применяться газовый лазер, то индуцированный луч в трубке через систему зеркал попадает в лазерную головку. Проходя через линзу, фокусируется, и выходит на рабочую поверхность из сопла. Результат зависит от мощности трубки, которую можно регулировать, варьируя глубину прорезывания.

Работа на лазерном гравере

В таких лазерах индукция луча осуществляется за счет электрического разряда. И работают они в непрерывном режиме в результате протекания химических реакций в среде.

Лазеры твердотельные для гравировки работают в импульсно-периодическом режиме с большой энергией. В результате стержень разогревается и разрушается. Накачка энергии происходит мощными вспышками газоразрядных ламп. Следовательно, конструкции твердотельных лазеров в аппаратах более дорогие, чем газовых, но и возможности лазерного гравера выше. Выделяется большая энергия, способная разрезать твердые материалы – металлы и их сплавы.

Как выбрать лазерный гравер

Настольный вид лазерных граверов – оптимальный вариант для работы в домашних мастерских. Правильный выбор оборудования скажется на успешности всего бизнеса.

Выбирая лазерный гравер, стоит учитывать следующие моменты:

• цель покупки – для себя, малого или крупного бизнеса;
• требования к объему работ, форме и размерам изделий;
• вид, природу и толщину материалов, подлежащих обработке;
• точность и качество наносимого рисунка или вырезания фигур;
• уровень мастерства работника (персонала);
• владение навыками пользования специальными компьютерными программами;
• размер бюджета, выделенного на покупку, содержание и эксплуатацию лазерного гравера для дома.

Чтобы обеспечить бесперебойную работу достаточного уровня, необходимо учитывать такие параметры станков:

• мощность луча, учитывая, что средняя производительность достигается при величинах 60-80 Вт;
• достаточную площадь рабочего поля, нужна ли дополнительная возможность установки вращающего элемента (при средней мощности площадь может составлять от 60х90 см до 2х3 м);
• способность станка работать без перебоев длительное время;
• гарантийное время эксплуатации газовой трубки и вид газа в ней, доступны ли ее модели в продаже для своевременной замены;
• качество фокусирующей линзы;
• вид оптической системы – стационарная или отклоняющаяся, что сказывается на скорости процесса – 1000 и 7000 мм/с соответственно;
• эффективность системы охлаждения;
• наличие функции автофокусировки, которая значительно увеличивает качество изделия;
• вспомогательные средства для отладки точности гравера;
• габариты станка;
• совместимость оборудования с компьютером;
• обеспечение системы вытяжной вентиляции для удаления дыма и рабочих запахов.

Пример готового изделия

С целью домашнего использования или обеспечения потребностей малого бизнеса достаточно приобрести недорогие аппараты, например, лазерные граверы китайского производства. Это бюджетные варианты, имеющие, как правило, стандартную комплектацию и некоторые материалы для начала работы. Таким оборудованием можно обучаться работе, отрабатывать навыки, а даже начинать выполнять небольшие заказы.

Достоинства:

• невысокая цена;
• достаточный функциональный номинал для начала работы;
• простота сборки и использования.

Недостатки:

• отсутствие гарантийного обслуживания;
• минимальные функции, не позволяющие выполнять серьезные работы;
• ненадежность конструкции.

Также определиться, какое оборудование будет лучшим, позволит рассмотрение особенностей производителей лазерных граверов.

Особенности работы на лазерном гравере

Работа, выполняемая на лазерном гравере, требует соблюдения правил безопасности.

1. Излучения от лазера пагубно влияют на глазные ткани, выжигая клетки, потому необходимо использование затемненных очков (обычно, входящих в комплект со станком), а также в случае использования настольного лазерного гравера закрытого типа, при работе не оставлять открытыми крышки с защитными стеклами.
2. В процессе гравирования детали оборудования нагреваются, потому нельзя касаться рабочих частей незащищенными руками.
3. Не подставлять части тела под луч.
4. Не допускать к оборудованию детей и животных.
5. Станок должен быть заземлен и подключен к стабилизатору напряжения.
6. Применение гравера возможно только в исправном состоянии.

Чтобы выполнять гравировку дома по металлу, пластмассам, дереву и прочим материалам, необходимо учитывать минимальные требования к установке оборудования:

• свободное место в рабочей зоне, без загромождений;
• хорошая вентиляция помещения;
• защита от пыли.

После покупки нового устройства, а также чтобы делать качественную продукцию на лазерном станке, стоит проводить его калибровку – отладку точности работы лазера (юстировку).

Осуществляется это по мишеням, располагаемым на зеркалах оптической системы. Проводить можно с помощью специального снаряжения, входящего в комплектацию со станком, или без такового.

Для возможности управления станком через компьютер, требуется его прошивка драйверами.

Макеты готового изделия в графическом виде передаются аппарату, предварительно обработанные в специальных графических редакторах: CorelDraw, Benbox и прочих. Изображение должно быть векторным, выполнено в режиме «оттенки серого». При этом тело изделия заливается цветом, а части, которые должны быть вырезаны – остаются не закрашенными.

Гравер открывает интересные возможности перед мастером: от создания сувенирной продукции до дорогих ювелирных изделий; от маркировки на деталях до личных печатей; от индивидуальных заказов до массового производства. Высокий уровень квалификации и правильное оборудование обеспечат стабильным заработком на длительное время.