Принцип работы лазерного гравера

На сегодняшний день гравировка и лазерная резка — довольно прибыльное занятие, где всякий предприимчивый человек, имея нужную информацию и некоторый капитал, в состоянии недурно заработать. Лазерный гравер — это неплохое основание для реализации творческих идей, его универсальность и производительность всегда приятно удивляют мастеров.

Лазерная гравировка поверхностей

Лазерная гравировка — новейший прием нанесения на поверхность резко очерченного изображения с помощью концентрированного светового пучка.

Технология гравировки

Процедура гравировки сфокусированным лазерным лучом сопровождается высоким температурным нагревом материала. В зависимости от продолжительности действия лазера меняется цвет и появляется контрастность поверхности материала, происходит эффект его испарения или испепеления. Полученная вследствие обработки гравированная поверхность обладает устойчивостью к внешним физико-химическим воздействиям.

Несмотря на сходное технологическое предназначение, образцы оборудования для лазерной гравировки и резки кардинально отличаются своим функциональным потенциалом и укомплектовкой производителя.

Устройство конструкции

Основной характеристикой гравера является мощность лазерной трубки устройства. В состав устройства входят следующие структурные блоки:

• Оптическая система, которая представляет собой набор из неоднородных линз и служит для фокусирования и усиления светового пучка;
• Трансмиссионная система — трехосевые сервоприводы, обеспечивающие синхронность движения лазерного источника излучения;
• Система контроля — датчики и вычислительные схемы, задача которых — обеспечение безошибочного функционирования всех систем гравера;
• Механическая система — основные опорные части и вспомогательные механизмы, составляющие устройство машины;
• Система охлаждения — осуществляет теплоотвод от излучателя и состоит из комплекта кулеров и радиаторов для отвода температур.

Виды лазерных граверов

Среди множества промышленных лазерных устройств, востребованных в производственных процессах, можно подчеркнуть лишь два существенных вида:

• газовые — для гравировки неметаллических поверхностей (дерево, пластик, стекло, акрил, кожа, ДСП и др.) и резки какого угодно материала (при работе с металлом используют более мощную трубку от 500 Вт);
• волоконные и твердотельные — для работы как с металлическими, так и неметаллическими поверхностями (соответственно,++ выбирается необходимая мощность лазера).

Лазерный гравер на основе газа универсален и имеет относительно доступную цену, по этой причине прибор широко применяется в офисе или на дому. Предназначение твердотельного гравера — обработка металлов и отдельных видов твердого пластика. Более надежен и совершенен в работе, стоимость значительно выше газового прибора, соответственно, и качество гравировки лучше. Отличает эти устройства рабочая температура и длина волны лазерного излучателя.

Управление процессами лазерной гравировки производится с помощью персонального компьютера. Прогрессивные модели лазерных граверов укомплектованы электронным управлением и бортовыми программируемыми средствами автоматики. Дополнительно комплектуются системами вытяжки, специальными столами, устройствами для гравировки предметов, имеющими различные геометрические формы.

Сферы применения

Область применения лазерной гравировки довольно обширна, секрет ее популярности заключается в быстроте и качестве процесса. Себестоимость такой гравировки имеет относительно невысокий показатель.

Некоторые из производственных отраслей, в которых активно используется лазерная гравировка:

• Наружная реклама. Используется лазерная печать и нанесение рельефных отображений на баннерной ткани, а также для изготовления различного вида упаковки (в том числе сувенирного типа);
• Легкая промышленность. Наносятся узоры на коже и ткани, сложный раскрой материала;
• Гранитное производство пользуется художественной гравировкой для нанесения изображений на памятники;
• Художественная гравировка на камне, металле, дереве, пластмассе;
• В декоративном искусстве применяется гравировка по камню, дереву, металлу;
• В сувенирной отрасли — для изготовления брелоков, колец, поделок и т. п.

Лазерная гравировка является одним из наиболее ювелирных методов гравирования. Вследствие пикселизации до 1000 ppi (39 пикселей на миллиметр) есть возможность выполнять точное нанесение многообразных графических изображений даже на ничтожно малых плоскостях заготовок.

Стоимость аппарата для гравировки лазером обусловливается материалом, на который будет наноситься изображение, и объемом планируемой обработки.

Наряду с лазерным популярность набирает ультразвуковой режущий инструмент. Ультразвуковые граверы и ножи имеют высокие показатели акустической мощности и эксплутационной надежности.

Гравер своими руками

Сегодня выбору покупателя представлен солидный ассортимент лазерных гравировальных станков, более тридцати общеизвестных брендов занимаются поставками подобного оборудования на мировой потребительский рынок. Цены на станки китайских производителей вполне доступны, но приобретение гравировщика без дальнейшей рациональной эксплуатации неоправданно.

Альтернативный выход в такой ситуации — это самодельный лазерный гравер по дереву. Появление гравировочной машинки в арсенале вашего домашнего инструмента открывает новые горизонты для отдыха, работы и творчества.

Конструктивные составляющие

Рассмотрим конструкцию лазерного гравера, который можно изготовить своими руками. Из принтера заимствуется лазерная пушка мощностью 3 ватта. При изготовлении лазерного гравера из dvd своими руками используем такой перечень вспомогательных элементов:

• аппаратный программатор Arduino R3;
• дисплейная плата Proto Board;
• ступенчатые двигатели, можно воспользоваться электромоторами DVD-проигрывателя;
• лазерная пушка;
• элементы охлаждения;
• электрорегулятор напряжения постоянного тока DC-DC;
• транзистор MOSFET;
• электронные платы управления двигателями;
• концевые выключатели;
• корпусная часть;
• шкивы и зубчатые, передаточные ремни;
• шариковые подшипники;
• деревянная доска (35х10х2 см — 2 шт., 125х10х2 см — 2 шт.);
• круглый металлический стержень 10 мм в диаметре — 4 шт;
• крепежные элементы, сверла, абразив, хомуты и гелеподобная смазка;
• ручные тиски, циркулярка, набор инструмента для слесарных работ.

Электрическая часть

Главным элементом конструируемого механизма является излучатель лазера, на входных клеммах которого необходимо поддерживать постоянное напряжение величиною, не превышающей номинальных характеристик схемы. При несоответствии этого критерия существует вероятность сгорания ее составляющих.

Излучатель лазера, применяемый в установке указанной конструкции, предназначен для работы с напряжением 5 вольт при силе тока не более 2,4 ампера. Настройки электрорегулятора DC-DC производятся на значения: напряжение до 5 вольт, сила тока 2 ампера.

MOSFET транзистор служит для управления включением и выключением электронной схемы излучателя. Электросигнал, вырабатываемый программатором Ардуино, имеет довольно маленькую мощность, поэтому воспринимает его только транзистор MOSFET, который открывает или закрывает контур питания устройства излучения. Местоположение транзистора в электронной схеме гравера находится между «плюс» контактом излучателя и «минус» контактом электрорегулятора.

Подключение ступенчатых электродвигателей гравера реализуется на одной электронной плате управления, что способствует их синхронной работе. При этом отсутствует провисание передаточных зубчатых ремней, что создает качественную и точную обработку поверхностей.

Следует не допускать перегрева лазерного диода и плат управления ступенчатых двигателей в работе электронной схемы. Во избежание подобных ситуаций конструкцией предусмотрена система охлаждения на базе компьютерных вентиляторов и кулеров.

Электрогравер работает на основе челночного механизма, один из передвижных элементов которого обеспечивает перемещение в направлении оси Y, а два других, спаренных, — перемещение в направлении оси X.

В качестве оси Z выступает глубина прожига поверхности материала обработки. Отверстия, в которые помещаются элементы челночного механизма гравера, должны иметь глубину 12 мм и более.

Рабочая плоскость

Направляющими составными частями конструкции, которые обеспечат перемещение рабочей каретки механизма гравировки, могут выступать металлические стержни в диаметре минимум 10 мм. Необходимость в строгости выбора величины диаметра обусловлена предохранением рабочей головки от провисания в процессе обработки.

Поверхность направляющих стержней очищается от заводской смазки, пыли и грязи и подвергается тщательной шлифовке. После чего они обрабатываются гелевой смазкой на основе белого лития для улучшения процесса движения рабочей головки.

Установка ступенчатых двигателей

С помощью кронштейнов, изготовленных из листовой стали, к корпусу устройства крепятся ступенчатые электродвигатели. Кронштейн имеет форму прямого угла и соответствует ширине самого двигателя, а длину имеет вдвое больше его основания. В поверхности кронштейна, куда будет крепиться основание электромотора, просверливают шесть отверстий: четыре — для установки самого электродвигателя и два — для закрепления подпорки к корпусу с помощью крепежных саморезов.

Чтобы смонтировать узел приводного механизма, складывающегося из двух шкивов и болта с шайбой, на валу электромотора при помощи металлического листа формируют П-образный профиль. Затем в нем сверлятся отверстия для соединения с корпусом устройства и выхода вала двигателя.

Шкивы для посадки зубчатой ременной передачи помещаются на валу приводного мотора и располагаются внутри П-образного приспособления. Зубчатые ремни, надетые на шкивы и приводящие в движение челноки гравировального механизма, присоединяются к их деревянным основаниям саморезами.

Программное обеспечение

Условием автоматического режима работы лазерного гравера является не только установка, но и настройка специального программного продукта. Таким продуктом служит программа, при помощи которой создаются контуры желаемого изображения и преобразовываются согласно расширению, доступному элементам управления устройства гравировки. Эта программа находится в свободном доступе и без проблем закачивается на персональный компьютер.

Технологии обработки разных материалов развиваются с каждым днём. Не так давно на мировом рынке появилось лазерное оборудование, которое быстро получило высокую популярность среди производителей. Они обладают высокой точностью, надёжностью, скоростью проведения технологических операций. Лазерные граверы по металлу применяются для проведения разных видов обработки.

Техника нанесения гравировки

Гравировка с помощью лазерного оборудования — процесс, при котором на рабочую поверхность воздействует сфокусированный луч. Материал начинает расплавляться из-за сильного нагревания. Если лист металла небольшой толщины, лазер быстр разрежет его на две части.

Наносить рисунок можно двумя способами:

• векторным — изображения складываются из тонких линей;
• растровым — чтобы получить изображение, с помощью оборудования наносят большое количество точек.

Лазерные станки комплектуются системами ЧПУ. Это позволяет выполнять красивые изображения без усилий со стороны мастера. Достаточно загрузить изображение на компьютер, задать алгоритм, выставить заготовку, запустить агрегат. Благодаря этому исключается большинство ошибок, неточностей при проведении работ.

Устройство и принцип работы

Чтобы понять, как работает оборудование, нужно знать его устройство. Граверы бывают промышленными (крупногабаритные конструкции), настольные (модели малых размеров). Независимо от размера станка, конструкция имеет ряд ключевых элементов:

1. Основание — станина с ножками для удержания оборудования на одном уровне без колебаний.
2. Конструкция с закреплёнными на ней направляющими. Рама, изготовленная из пластика или металла.
3. Рабочий стол. От его размера зависят возможные габариты обрабатываемых заготовок.
4. Портал, на котором закрепляется рабочая часть агрегата.
5. Шаговые двигатели, передвигающие подвижный портал по направляющим.
6. Лазерная головка. Рабочий элемент оборудования, который состоит из привода, системы линз для фокусировки луча.
7. Каркас с защитными вставками.
8. Система управления. Набор из проводов, датчиков, экрана, крепёжных элементов.
9. Система охлаждения. Необходима при длительной активной эксплуатации оборудования. Она может быть воздушной или водяной.

При выборе лазерных граверов нужно учитывать разные параметры. Принцип работы этих агрегатов заключается в том, что сфокусированный луч выжигает обрабатываемый материал. Малый угол расходимости луча позволяет делать тонкие резы, выжигая минимум металла.

Виды станков

Перед тем как покупать лазерный гравировальный станок нужно разобраться с возможными разновидностями этого оборудования. По методу обработки выделяют такие виды станков:

1. Твердотельные — используются при нанесении рисунков, изготовлении отверстий, разрезании твердых материалов (пластика, металла).
2. Газовые — установки, с помощью которых можно работать с любыми неметаллическими поверхностями.

Газовые излучатели более популярны благодаря своей цене. Они разделяются по типу трубки, через которую выходит сфокусированный луч. На дешёвых моделях устанавливаются стеклянные насадки. Дорогие агрегаты оборудуются керамическими приспособлениями.

Оборудование можно разделить по мощности. Выделяются три группы:

1. Низкой мощности — до 60 Вт. Применяются для обработки заготовок из дерева, пластика, оргстекла.
2. Средней мощности — до 100 Вт. С помощью таких установок обрабатываются металлические заготовки.
3. Высокой мощности — до 160 Вт. Промышленное оборудование, которое предназначено для резки металла.

Если говорить о предназначении лазерных агрегатов, их можно разделить на модели для работы по дереву, пластику, металлу.

На что стоит обратить внимание при выборе оборудования

При выборе станка нужно учитывать ряд факторов:

1. Размеры конструкции, рабочего стола.
2. Мощность двигателя.
3. Модель лазерного оборудования. Импортные образцы стоят дороже.
4. Наличие программного обеспечения.
5. Производительность станка. Его возможность использовать длительное время без перерывов.
6. Тип системы охлаждения.
7. Качество системы фокусирующих линз.
8. Мощность лазерного луча.
9. Наличие дополнительных функций. Например, отдельная система, которая удаляет излишки производства из рабочей зоны.

Важно понимать, что станки с ЧПУ требуют знаний в программировании, снятии ошибок, создании алгоритмов. Новичкам рекомендуется покупать китайские модели, которые стоят дёшево. На них удобно оттачивать навыки, их не так жалко испортить, как профессиональные модели.

Создание лазерного гравера

Изготовление печатей своими руками подразумевает использование электроинструмента. Это мощные бормашинки, которые работают на высоких скоростях вращения рабочего шпинделя. Лучшим производителем относительно этой области является Dremel. Чтобы создать качественную печать, понадобится латунный лист, на котором бормашинкой будет сделана гравировка.

Перед изготовлением лазерного гравера нужно заранее подготовить необходимые материалы:

• лазерную головку из DVD привода;
• охлаждающий радиатор;
• шаговые двигатели для перемещения рабочей части (3 штуки);
• направляющие с круглым сечением;
• блок питания;
• подвижные каретки;
• драйвера для управления шаговыми двигателями;
• выключатели, провода;
• металлический лист для изготовления основания;
• уголки для скрепления частей каркаса;
• мебельные петли, саморезы;
• прижимные ролики, подшипники, резиновые ножки.

Этапы сборки лазерного гравера:

1. Нарисовать чертёж. Указать на нём размеры, ключевые элементы, подключения проводов.
2. Собрать основание, закрепить на нём направляющие.
3. Изготовить подвижный портал, на котором будет закрепляться привод от дисковода.
4. Установить шаговые двигатели, соединить элементы между собой проводами.
5. Подключить систему управления.

Чтобы подробнее понимать, как собрать агрегат, можно посмотреть обучающее видео.

Особенности эксплуатации оборудования

Проводя работы на лазерном гравере, нужно учитывать особенности эксплуатации:

1. Работать, защищая глаза затемнённым очками. Излучение, вырабатываемое станком, может навредить сетчатке.
2. Использовать защитные перчатки при касании деталей. Они будут горячими после лазера.
3. Проверить наличие заземления перед включением оборудования.
4. Обеспечить хорошую вентиляцию в помещении.
5. Не подставлять части тела под луч, вырабатываемый аппаратом.
6. Не допускать детей, домашних животных к агрегату.
7. Заранее проверять целостность конструкции, работоспособность ключевых элементов.

Лазерные граверы по металлу используются для нанесения изображений на поверхности заготовок, создания отверстий, разрезания металлических листов. Компактные модели подойдут для работы в домашних условиях. Учитывая особенности эксплуатации, можно использовать оборудование с максимальной эффективностью.

Маркировка

С помощью лазерного оборудования SharpMark можно сделать маркировку как на крупных изделиях, так и на самых мелких деталях. С помощью дополнительного оборудования (роторного устройства) маркировать можно детали цилиндрической или конической формы.

Нанесение изображений

Загрузите фото/изображение в любом удобном для вас формате (COREL, JPEG и т.п.) и лазерное оборудование SharpMark нанесет его на любую поверхность: от зажигалки до корпуса ноутбука, планшета или телефона.

На выходе качество фото – отличное. Поэтому так популярны сувениры с изображениями.

Цветная маркировка

Цветная лазерная гравировка и маркировка – инновационный метод, он появился недавно, но уже получил признательность. Такой способ гравировки – это возможность не только воссоздать на поверхности надпись максимальной точности, но и сделать ее объемной.

Цветная гравировка лазером – эффективный способ.

3D гравировка

Этот способ позволяет сделать рельефные, четкие изображения на металлической, стеклянной и др. поверхности. Рисунок можно задать углубленный или, наоборот, выпуклый.

Широко используется в рекламно-сувенирной и ювелирной (монеты, крестики, украшения), промышленной (гравюры, штампы и т.д.) сферах.

Глубокая гравировка

Этот способ нашел применение в сфере промышленности. Согласно некоторым ГОСТам глубина паза должна быть 0,75–1 от ширины изделия. Поэтому в таких случаях возможность глубокой гравировки просто необходима.

Кроме того, глубокая гравировка может использоваться в ювелирной промышленности для создания.

Гравировка по ГОСТ

SharpLase – выделенное в 2008 году из основной компании Industrial & Medical Design отделение, которое специализируется на проектировании, производстве и реализации инновационных технических средств лазерной обработки.

Гравировальные возможности граверов семейства SharpMark

Гравировка клише и штампов

Лазерный гравер для изготовления печатей: воплощение оригинальных дизайнерских идей

Начиная активную деятельность, компания нуждается в собственной идентификации с помощью печатей. У организации может быть несколько видов различных печатей, штампов, клише, факсимиле, с различными степенями защиты.

Нанесение штрих-кодов и серийная нумерация

Нанесение информации учета товара

С помощью лазерного оборудования "SharpLase" Вы можете автоматизировать процесс учета информации о товарах. Легко идентифицировать их, что поможет уменьшить время на обработку данных. Благодаря расширенной базе настроек программного обеспечения “SharpLase®“, есть.

Гравировка

Лазерная гравировка – самый универсальный и быстрый способ нанести на любую поверхность желаемую информацию, будь то надпись, логотип или целое изображение.

Удаление покрытий

Лазерное оборудование SharpMark, воздействуя на поверхность обрабатываемого материала, удаляет один или несколько слоев покрытия.

Такой способ широко применяется в электронике – при маркировке подложек, панелей приборов, элементы различных устройств и т.д.

Также с помощью этого метода легко .

Лазерная резка

На лазерном оборудовании SharpMark возможна резка тонких металлов. Высокая точность и качество резки – неизменные качества резки лазерным способом.

Такой способ широко применяется в электронике, ювелирной сфере, медицине.

Гравировка по металлу

Лазерный гравер (станок) для гравировки по металлу

Купить лазерный гравер по металлу на конкурентном рынке достаточно непросто.

Лазерные гравировальные станки по металлу отличаются по качеству и скорости нанесения, мощности, лазерным излучателям, сканирующим, и оптическим системам, дополнительным.

Гравировка цилиндрических изделий

Гравировка цилиндрических и конических изделий совершается на роторном устройстве. Гравировка делается как про наружной, так и по внутренней поверхности, что делает этот способ очень удобным в применении в промышленной, автомобильной, ювелирной сферах.

Декорирование кожаных изделий лазерным гравером

Современным и эффективным способом нанесения узора на такие материалы, как стекло, керамика, камень, резина, металл, пластик является гравировка при помощи лазера. Незаменим этот метод и для обработки кожаной продукции различного назначения.

Современным и эффективным способом нанесения узора на такие.