Лазерное легирование лазерная сварка лазерная гравировка кратко

Обновлено: 02.07.2024

Лазерное легирование отличается от обычного лазерного упрочнения тем, что повышение твердости и других эксплуатационных показателей достигается не только за счет структурных и фазовых превращений в зоне лазерного воздействия, но и путем создания нового сплава с отличным от матричного материала химическим составом. Тем не менее в основе этого нового сплава лежит матричный материал.

В отличие от легирования при лазерной наплавке матричный материал может находиться лишь в небольшом слое между матрицей и направленным слоем, который служит связующей средой. Наплавленный же слой существенно отличается от матричного материала.

Эти виды поверхностной лазерной обработки очень перспективны вследствие роста дефицита чистых металлов типа W, Mo, NiCr, Co. V. Острой необходимости снижения расхода высоколегированных сталей и в связи с этим увеличения надежности и долговечности изделий из менее дефицитных конструкционных материалов.

Процессы локального легирования и наплавки реализуются с помощью как импульсного, так и непрерывного излучения по тем же схемам, что и обычное лазерное упрочнение. Технологические закономерности процесса, помимо ранее рассмотренных, зависят также от способа подачи в зону обработки легирующего состава, вида легирующего элемента (элементов), свойств матричного материала.

Существуют следующие способы подачи легирующего элемента (среды) в зону лазерного воздействия:

* нанесение легирующего состава в виде порошка на обрабатываемую поверхность;

* обмазка поверхности специальным легирующим составом;

* легирование в жидкости (жидкой легирующей среде);

* накатывание фольги из легирующего материала на обрабатываемую поверхность;

* легирование в газообразной легирующей среде;

* удержание ферромагнитных легирующих элементов на матричной поверхности магнитным полем;

* электроискровое нанесение легирующего состава;

* плазменное нанесение покрытия;

* детонационное нанесение легирующего состава;

* электролитическое осаждение легирующего покрытия;

* подача легирующего состава в зону обработки синхронно с лазерным излучением.

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки, которые определяют целесообразность его использования в конкретном случае.

Размеры легированной зоны зависят в основном от энергетических параметров излучения и толщины покрытия из легирующего материала. Как правило, легирование импульсным излучением обеспечивает меньшие размеры легированной зоны, чем при обработке непрерывным излучением. В частности, если при импульсной обработке глубина зоны достигает 0,3—0,7 мм, то применение непрерывного излучения мощных СO2-лазеров позволяет увеличить глубины зоны до 3 мм.

На степень упрочнения влияет как вид легирующего элемента, так и состав матричного материала. Например, при легировании, алюминиевого сплава AЛ 25 железом, никелем и марганцем достигается различная

Легирующий элемент П,. МПа

После термообработки 1000

Без термообработки 850

Максимальная концентрация К2 элемента в облученной зоне может быть определена из соотношения

где K1 — концентрация элемента в покрытии; V1— объем покры тия; V2 — объем расплава. Вследствие расплавления материала шероховатость легированной поверхности обычно велика, поэтому после этой операции требуется финишная (абразивная) обработка. Припуск на такую обработку обычно составляет до 0,4 мм.

2.5. Эксплуатационные показатели материалов после лазерной поверхностной обработки

У большей части конструкционных сталей и сплавов наблюдалось увеличение износостойкости после лазерной обработки б 3—5 раз.

Такие механические свойства, как предел прочности σ, ударная вязкость КС, после лазерного облучения несколько снижаются, в то время как предел текучести σ0,2 практически остается без изменения. Однако с помощью дополнительного отпуска для снятия напряжений и σB, и σ0.2 могут быть увеличены в 1,3 раза по сравнению со стандартной термообработкой.

Лазерное упрочнение приводит к повышению теплостойкости (термостойкости) материала, например инструментальной стали Р6М5 па 70—80е С, что влияет на износостойкость режущих инструментов, изготовленных из этой стали. Насыщение матричного материала — алюминиевого сплава АЛ25 — железом, никелем, марганцем, медью приводит к увеличению его жаропрочности в 1,5—4 раза. Такое значительное улучшение жаропрочности представляет большой интерес для двигателестроения, где алюминиевые сплавы работают в условиях высоких температур.

Лазерное облучение позволяет в широких пределах изменять напряженно-деформированное состояние материала. Изменяя условия облучения, можно получать остаточные напряжения разной величины.

При маркировке лазерным излучением достигается миниатюрность наносимого знака. Ширина образующей знака может не превышать 10 мкм при размерах самого знака до нескольких десятков микрометров. Бесконтактность метода и отсутствие механического воздействия позволяют маркировать тонкостенные, хрупкие детали, узлы и изделия в сборе. Высокая точность и качестве знаков гарантируют надежность и стабильность их считывания фотоэлектронными устройствами. К достоинствам лазерной маркировки относятся высокая производительность и возможность полной автоматизации процесса.

Маркировка может также выполняться по схеме, в которой используется специальная маска, формирующая на обрабатываемой поверхности знак требуемой конфигурации. Достоинством этой схемы является то. что весь знак или даже вся требуемая информация из нескольких знаков, заложенная в маске, может быть нанесена за время действия одного импульса или серии из нecкольких импульсов. Это обусловливает высокую производительность процесса. Однако при этом ограничивается разнообразие носителей информации.

Большое распространение лазерная маркировка находит в электронной промышленности и приборостроении. Так, на миниатюрных конденсаторах с обкладкой площадью 2 мм2 с помощью излучении с модулировкой добротностью лазера па алюмопттриевом гранате (ЛИГ) наносятся фирменный знак и величина емкости.

На поверхности кремниевых и ферритовых элементов магнитных головок наносятся маркировочные знаки высотой I мм при глубине знака 20 мкм. Нанесение семизначного числа на кремниевую пластину занимает 50 с, а одной цифры на ферритовую поверхность — 1с. Сетка и специальные знаки наносятся лазерным излучением на стеклянные элементы приборов. Предварительно на обрабатываемую поверх ность наносится слой графитового порошка. При плавлении стекла графит внедряется в расплав, з результате чего на стекле сохраняется хорошо различимый и надежно зафиксированный след.

Рис. 5 Схема лазерной маркировки поверхности детали из стекла

На детали из прозрачных материалов маркировочные обозначения, сетки и другие специальные знаки могут наноситься следующим оригинальным способом. Под стеклянную деталь подкладывается металлическая пластина (например, оцинкованная жесть). Излучение, сфокусированное линзой 2, направляется через стекло 3 и концентрируется на металлической поверхности 4 (рис. 5). При перемещении луча по заданной программе в результате испарения металла на стекло напыляется тонкая металлическая пленочная дорожка в соответствии с программой перемещения луча.

С помощью лазерного излучения маркировочные знаки можно наносить на детали и изделия из неметаллических материалов, бумаги, картона, стекла, различных композитных и полимерных материалов.

В связи с расширением использования высокооборотных механизмов, машин, агрегатов, навигационных и инерционных систем актуальность приобретает проблема совершенствования процесса балансировки, повышения ее точности, производительности.

Применение лазерного излучения для устранения дисбаланса в балансировочных установках позволяет не только повысит: точность и производительность процесса, но и добиться полной автоматизации этой сложной н трудоемкой операции. Лазерный способ уравновешивания даст возможность устранять дисбаланс в период вращения изделия за один его пуск, что значительно упрощает технологический процесс.

Задачи маркировки и гравирования решаются двумя путями: с помощью проекционного метода и с помощью гравирования и перфорирования символов на поверхности маркируемого изделия.

Фирма IBM Deutschland (ФРГ) использует проекционный метод маркировки. В качестве источника излучения в установку введен лазер на рубине с энергией в импульсе 20 Дж и частотой следования импульсов 1 Гц. Для формирования символа служит проекционная система, состоящая из телескопа с матовым стеклом, маски и фокусирующего объектива. Маска выполнена в виде диска из молибденовой фольги с прорезями в форме цифр и букв. По команде ЭВМ диск поворачивается на нужный угол и происходит засветка нужного символа. Фокусирующий объект передает изображение этого символа на маркируемую поверхность.

Реализуя второй метод, фирма Siemens на основе АИГ лазера с выходной мощностью до 100 Вт создала лазерную систему Silamatik для нанесения надписей на материалы с помощью лазера посредством отклоняющей оптики и системы зеркал.

Фирмы Holobeam и Teradyne в своем оборудовании используют лазеры на АИГ с модуляцией добротности и непрерывной накачкой.

В СССР разработан лазерный гравировальный автомат, предназначенный для прямого изготовления офсетных форм непосредственно с оригинала, минуя фоторепродукционные и фотохимические процессы.

Оригинал со штриховым или полутоновым изображением на непрозрачной или прозрачной основе закрепляется на одном цилиндре автомата, а формная пластинка — на другом цилиндре.

В качестве формного материала используется гладкая алюминиевая фольга с предварительно нанесенным лаковым подслоем, поглощающим лазерное излучение, и полимерным антиадгезионным покрытием.

Электрооптическая система построчно считывает оригинал, преобразуя оптическое изображение в электрический сигнал, который через модулятор управляет лазерным лучом. В качестве источника излучения используется СО2-лазер, работающий в непрерывном режиме генерации.

Лазерное излучение можно использовать для предварительного нагрева слоя материала на заготовке перед последующим удалением его режущим инструментом. При нагреве улучшается обрабатываемость стали вследствие изменения механических характеристик материала в зоне стружкообразования, увеличения его пластичности, снижения прочности и твердости. Однако наиболее распространенный в настоящее время метод предварительного нагрева с помощью плазменной струи позволяет локализовать тепловое воздействие лишь до пятна диаметром 6—8 мм, что значительно превышает подачу инструмента на оборот заготовки и приводит к образованию ЗТВ больших размеров. Поэтому применение плазменного нагрева ограничивается обдирочными, черновыми операциями механической обработки. Кроме того, установка плазмотрона загромождает зону обработки, а в случае образования слив-нон стружки имеется опасность короткого замыкания с корпусом плазмотрона. Эти недостатки устраняются при лазерном нагреве. Лазерное воздействие можно локализовать таким образом, чтобы нагреву подвергалась только зона стружкообразования (рис. 6, а). Эффективность

Рнс. 6. Схема лазерного воздействия при механической обработке

использования лазерного нагрева в значительной мере определяется плотностью мощности излучения. С увеличением q наблюдается значительное уменьшение результирующей силы резания. Так, при q = 7*104 Вт/см2 возможно снижение результирующей силы резания на 75% (рис. 6, б). Большое влияние на процесс резания оказывает расстояние L от направления воздействия луча до режущей кромки инструмента. При заданной плотности мощности излучения и определенной скорости резаная значение L должно быть выбрано оптимальным. При Р=~ 1,2 кВт диаметре пятна фокусирования 3 мм, скорости резания инструмента тальной стали vрез=ЗО м/мин оптимальное значение L=8 мм.

При лазерно-механической обработке жаропрочной стали снижается примерно в 2 раза шероховатость обработанной поверхности по сравнению с обычным резанием. Существенно, до 3 раз, может быть повышена и производительность обработки.

2.6. Типовые операции лазерной поверхностной обработки

Наиболее широкая область применения лазерной поверхностной обработки — инструментальное производство, например изготовление и эксплуатация режущего инструмента, элементов штамповой оснастки.

Лазерное упрочнение позволяет снизить в 3—4 раза износ инструмента путем повышения его поверхностной твердости при сохранении общей высокой динамической прочности, повышения теплостойкости, снижения коэффициента трения пары режущий инструмент — заготовка. Упрочнение может проводиться до передней или задней поверхности, а также одновременно по двум поверхностям.

Внедрение технологии лазерного упрочнения инструмента из сталей с пониженным содержанием вольфрама позволяет помимо повышения его стойкости значительно сократить расход дефицитной быстрорежущей стали.

Лазерное упрочнение приводит к повышению износостойкости штампов в 2 раза и более. Упрочнение пуансонов обычно проводиться по боковым поверхностям. При этом возможна многократная переточка пуансонов. При упрочнении по передней поверхности после очередной переточки кромки требуется повторная лазерная обработка.

Эффективно применение лазерного излучения для повышения работоспособности породоразрушающего инструмента для машин горнодобывающей промышленности. Здесь применение лазерной обработки приводит к росту износостойкости резцов комбайнов в 2—3 раза.

Широкое применение лазерная поверхностная обработка находит для повышения долговечности, надежности деталей различных машин и приборов во многих отраслях промышленности: химическом машиностроении, автомобильной промышленности, судостроении, авиастроении и т. д.

В автотракторостроении лазерное упрочнение применяется для повышения износостойкости распредвалов, коленвалов, шестерен заднего моста, рабочих поверхностей клапанов, клапанных седел, поршневых канавок, компрессионных колец, рычагов и других деталей. В нефтепромысловом оборудовании лазерное упрочнение применяют для повышения усталостной прочности резьбовой час-ти замковых соединений.

Высокую эффективность показала лазерная поверхностная обработка для повышения износостойкости внутренних рабочих участков длинномерной направляющей балки линий производства полимерной пленки (рис. 12). Возможность локального упрочнения направляющих лазерным излучением позволила отказаться от объемной термообработки, вызывающей значительные деформации и поэтому требующей дополнительной механической обработки (с назначением соответствующих припусков) для их устранения.

Еще в древние времена человек освоил гравировку различных материалов, что позволило создавать великолепные художественные произведения, делать различные надписи. С годами технология усовершенствовалась. На смену ручным методикам пришла вначале механизация, а в наше время активно развивается лазерная гравировка. Ее уникальность заслуживает особого внимания.

Методы гравировки: преимущества и недостатки

В граверном деле используются различные технологии. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки. Применение их связано с обрабатываемыми материалами, назначением изделий, экономической составляющей. Можно сравнить основные методики.

Ручной

Ручная гравировка является самым древним способом. Рисунок на различные материалы наносится с помощью специального инструмента — штихеля. Нанесение рисунка с помощью бормашины также относится к этому типу обработки. Основные преимущества ручной работы: высокохудожественный, эстетичный вид; возможность нанесения рисунка на поверхность со сложным рельефом. Такой метод наиболее подходит для ювелирных изделий. Недостатки: длительность и высокая трудоемкость, сложности работы на особо твердых материалах.

Важно! Качественную ручную гравировку способен нанести только опытный мастер. В результате данные изделия имеют высокую стоимость.

Механический

Механическая гравировка осуществляется на специальных гравировальных или гравировально-фрезерных станках. Рисунок на поверхности вырезается с помощью фрезы. Механизация процесса повышает производительность и устраняет ручной труд, заметно удешевляет продукцию, что особо важно при серийном производстве.

Популярность метода во всем мире объясняется простотой технологии, а также возможностью обрабатывать разнообразные материалы. Недостатки механического метода: необходимость специального оборудования, ограничение габаритов изделия рабочей зоной станка. Рисунок и надписи можно нанести только на ровные поверхности. Практически невозможно обработать детали сложной формы, в т. ч. нанести рисунок на ювелирные изделия.

Лазерный

Самым эффективным способом признается лазерная технология. Фактически лазерным лучом на поверхности материала выжигается изображение. Такая гравировка обеспечивает следующие преимущества:

Высокая разрешающая способность, точность нанесения рисунка или надписи. С помощью лазерного станка можно вычерчивать изображения практически любой сложности.
Осуществляется бесконтактным способом, т. е. без механического воздействия на материал. Это дает возможность обрабатывать хрупкие изделия (например, стекло), наносить рисунок на бумагу, картон, ткани и другие мягкие материалы.
Постоянство глубины рельефа, возможность многократного повторения. Технология подходит как для единичных изделий, так и для серийного производства.
Высокая скорость обработки.
Простота работы на лазерном оборудовании.
Возможность гравировки практически любых материалов.
Возможность гравирования окрашенных изделий и изделий с защитными покрытиями.

Мощность трубки лазера 50 Вт
Рабочее поле 300 x 500
Разрешение, DPI 1000
Скорость гравировки 200 мм/с
Скорость перемещения луча 500 мм/с
Тип лазера СО2
Точность гравирования 0,01
Интерфейсы USB 2.0
Охлаждение Водяное
Тип двигателя шаговый

Следует отметить и некоторые недостатки:

затруднения при нанесении изображения на рельефные поверхности;
недостаточно эстетичный вид рисунка на ювелирных изделиях;
необходимость соблюдения техники безопасности;
недостаточная долговечность лазерной гравюры.

Важно! Несмотря на отмеченные минусы, лазерная техника считается лучшим способом гравировки. Изделия имеют вполне приемлемые цены, сочетающиеся с высоким качеством изображений.

Что такое лазерная гравировка?

Гравировка лазером представляет собой способ нанесения изображений на поверхность изделия за счет лазерного луча, который сфокусирован оптической системой в одну точку. При его попадании на материал создается высокая температура, достаточная для выжигания и испарения поверхностных волокон. После такого воздействия на поверхности остаются точечные углубления. Их сочетание образует нужное изображение (рисунок или надпись).

Чем ближе линзы расположены к поверхности изделия, тем тоньше получается выжигаемая линия. Глубина регулируется мощностью излучателя и временем воздействия луча. Параметры зависят также от физических свойств обрабатываемых материалов.

Области применения лазерной гравировки

Рассматриваемый метод показал свою эффективность в следующих областях человеческой деятельности:

сувениры и подарки с дарственной надписью;
рекламная и сигнальная продукция с логотипом производителя, нанесенного лазером;
штрих- и QR-коды на разных изделиях, изготовление ярлыков, карточек учета;
изображения растрового и векторного типа с разной глубиной рельефа, различными цветовыми оттенками, а также с использованием 3D-технологий;
изготовления шкал приборов и нанесение маркировки в промышленных масштабах;
нанесение идентификационных сведений на изделия военной и аэрокосмической отрасли;
гравировка на медицинских изделиях;
нестираемая информация на микросхемах, печатных платах, керамических и иных деталях электронной продукции;
гравировка надписей на ювелирных изделиях.

Важно! Лазерную гравировку можно нанести на визитки, рукоятки, брелоки, медали, кубки, посуду, кружки, кольца, различный инструмент, флешки, смартфоны, ноутбуки, часы, жетоны, собачьи ошейники и многие другие изделия.

Особенности лазерной гравировки

Для осуществления работ могут использоваться различные типы лазеров в зависимости от масштабов производства. В серийном производстве широко применяются CO2-граверы, т. е. газовые лазеры. Они хорошо подходят для обработки неметаллических материалов (дерево, пластик, стекло, керамика, кожа, искусственный камень). Для гравирования высокопрочных материалов (в т. ч. металлов) применяются твердотельные лазеры, развивающие повышенную мощность. Особой популярностью пользуются волоконные устройства. Они передают и фокусируют световой луч.

Лазерные граверы работают по специальным программам. Для них необходим компьютер и графический редактор для оцифровки изображений. Управление станками обеспечивает операционная система Windows или macOS. Наиболее часто устанавливаются программы CorelDRAW и AutoCAD.

Важно! При пользовании лазерного оборудования следует соблюдать технику безопасности. Рабочее место обязательно оборудуется вытяжной вентиляцией для удаления испарений.

Материалы для лазерной гравировки

Лазерные граверы обладают универсальностью. Они способны наносить изображение на многие материалы разной плотности.

Акрил

Гравирование акрила и иных пластиков с помощью лазера распространено широко. Некоторые особенности имеет нанесение изображения на прозрачные изделия. После обработки поверхности рекомендуется втирать специальные краски, проникающие в углубления и придающие изображению контрастность.

Фанера

Гравировку лазером на фанере можно производить с большой скоростью. Обрабатывать допустимо листы толщиной, как 3–4 мм, так и более 10 мм. Такая гравировка широко применяется для изготовления гардеробных номерков, номерков на двери, жетонов, различных бирок, шильдиков и объемных букв.

Для гравировки МДФ используются лазеры на основе углекислого газа. Такая обработка отличается высокой точностью и качеством изображения. При воздействии луча выгорает внутренняя пропитка материала, что придает темный оттенок наносимому рисунку. Гравирование этого материала широко применяется для оборудования выставочных стендов, рекламы и в производстве мебели.

Картон

С помощью гравировки на картоне создаются прекрасные подарочные комплекты, рекламные буклеты, визитки и другие изделия. Рисунок получается контрастным и четко выделяется на общем фоне.

Металл

Для нанесения лазерной гравировки на металл требуется достаточно мощный источник. Как правило, применяются твердотельные лазеры. Подбирая мощность излучения, можно обеспечить различные цветовые оттенки. При наличии источников небольшой мощности гравируется не основной металл, а специальное покрытие. Оно может наноситься на эмаль, анодированную пленку и другие защитные слои.

Лазер прекрасно показал себя при гравировке полиоксиметилена (ПОМ) и других видов оргстекла. Рисунок можно нанести на материал практически любой толщины. При выборе изображения важно учитывать цвет пластика.

Лазерная гравировка доказала свою высокую эффективность. После такого воздействия появляются четкие привлекательные изображения, а надписи допускается наносить на любой материал, в т. ч. бумагу, стекло, пластик. Правильно подбирая мощность излучателя, можно обеспечить оформление рисунка на металле. Технология широко используется в разных областях деятельности человека.

Лазерная гравировка – это современный способ нанесения изображений или текстовой информации на различные изделия: от сувенирной продукции до микроэлектроники и медицины. Она получила высокую популярность из-за невысокой себестоимости и идеального качества нанесения. Благодаря воздействию лазера, удается получить очень четкие изображения: фирменных логотипов, вспомогательных обозначений, рисунков, слоганов и других надписей, и любой графической информации.

Как выполняется нанесение

Принцип построен на использовании лазерного луча, который передается через оптическое волокно на систему зеркал и фокусирующую линзу. Сфокусированный луч воздействует на верхний слой материала, испаряя его или меняя его структуру, в результате чего, появляется форменное углубление или поверхностная маркировка, соответствующая заранее запрограммированному изображению.

Для изменения глубины гравировки, оператор может менять такие параметры как мощность, скорость, частота и др., или же менять количество проходов. Чем выше мощность источника, тем быстрее мы сможем достичь необходимой глубины гравировки. Не менее важную роль играет тип гравируемого материала, который может обладать различными свойствами.

Какое оборудование используют при лазерной гравировке?

Сегодня применяется оборудование с двумя различными типами лазеров:

Волоконными, твердотельными – применяются для нанесения изображений на металлы и их сплавы;

Газовыми или СО2 – для нанесения изображений на следующие материалы: пластик, кожу, акрил, дерево и другие, кроме металлов и их сплавов (для маркировки металлов применяется специальная паста, спрей качество нанесение слабое и недолговечная).

Применение того или иного типа оборудования, прямо зависит от задачи и материала, из которого изготовлено гравируемое изделие.

Лазерная гравировка – лучшее решение для бизнеса.

Сегодня не существует эффективных альтернатив лазерной гравировке схожих с ней по ряду характеристик.

Лазерная гравировка обладает целым комплексом преимуществ над ближайшими конкурентами:

Высокая скорость, точность нанесения изображения;
Отсутствие расходных материалов ;
Ресурс лазерного источника более 100 000 часов ;
Компактность.

Полностью отсутствует механическое воздействие на материал, что позволяет гравировать очень хрупкие изделия без повреждений.

Лазерная гравировка используется как основной метод нанесения изображений на собственную продукцию глобальными компаниями-производителями. Изображения, выполненные лазером можно увидеть на большинстве моделей бытовой техники, компьютеров, смартфонов и прочего технологичного оборудования для массового потребителя!

Основным минусом данной технологии является то, что качественное лазерное оборудование стоит недешево. Лидерами по технологиям и разработкам в данной отрасли являются американцы и европейцы. Они по праву занимают пьедестал в мире лазерных систем, отличаясь непревзойденным качеством, простотой в использовании, лучшим сервисным обслуживанием и удобным программным обеспечением.

В данной статье мы постарались описать все плюсы и минусы лазерной гравировки и лазерного оборудования в целом. Надеемся, что наша статья была для Вас полезна!

Обработку металлов лазером – резку и гравировку – можно назвать самой современной технологией. Для качественной резки необходимы мощные лазеры, способные обеспечить требуемые параметры при промышленной резке полуавтоматическим и автоматическим методами.

Если сравнивать лазерный способ с другими, то налицо исключение механического воздействия на обрабатываемый металл, а значит – минимум деформаций материала, большая скорость процесса и максимальная точность выполнения задачи, что приводит, в итоге, к отсутствию дефектов даже при самых сложных операциях, независимо от формы заготовки. Даже объемные и рельефные детали обрабатываются качественно.

Механическая, традиционно применяемая обработка металла менее безопасна и экологична, нежели лазерное воздействие. К плюсам лазера относится и то обстоятельство, что для него нет особой разницы между твердыми сплавами и металлами и деформирующимися материалами. Резка лазером позволяет сделать раскройку любой заготовки абсолютно точно, согласно заданным координатам, ну, а микрорезку лазером можно считать высшим пилотажем.

Резка и гибка металлов при помощи лазера стали обычными процессами не только для масштабных производств, но и для средних и мелких обработчиков. Потери материала при использовании лазерных технологий становятся ничтожными, а это очень привлекательно для производителей. Точность же результата обеспечивается непревзойденная при широких параметрах толщины исходного материала.

Соответствующее оборудование совершенствуется и становится более доступным по стоимости из года в год, не теряя при этом характеристик эффективности и, разумеется, это также приводит к расширению подобных производств.

Фигурная резка металлов позволяет получать самые сложные виды орнаментов или фигуры, плоские или объемные, а ведь механические способы для этого сложны и дороги. Сегодня для этого используются станки с компьютерным управлением, самым продуктивным образом применяющие все свойства лазерного луча. Помимо несравнимой точности, станки на ЧПУ намного сокращают время работы и трудоемкость операций.

Излучение лазера способно произвести качественную резку или гравировку на очень прочных или наоборот, хрупких материалах – в списке, в частности, алюминий и сталь, медь и различные сплавы. Нарезка труб и подобных им усложненных изделий производится с получением точнейших срезов без деформаций, что очень важно для монтажа трубопроводов различного назначения с обеспечением на стыках надлежащей герметичности во время сварочных работ.

Традиционное стандартное механическое оборудование не позволяет работать с листами нержавеющей стали толще 6 мм, а вот лазерная резка справится с ними без труда, да и не только с такой сталью, а еще и с ее углеродистыми сплавами, вплоть до 20-миллиметровой толщины заготовки.

Можно отметить, как наиболее сложные для работы с ними, сплавы титана – особо прочные и очень легко окисляющиеся. Для таких работ необходимо самое передовое и мощное лазерное оборудование вместе с продувкой мест обработки инертными газами, именно для предотвращения окислительных процессов.

Гравировка лазером

Этот процесс представляет собой нанесение изображений или надписей на какую-либо поверхность, в частности - на металлическую. Говоря техническим языком – это создание заданного рельефа с установленной глубиной прорезания. Гравировка зачастую изменяет и цветовую гамму исходного материала, что также используется в оформлении итогового рисунка.

Для такой работы понадобится особый станок – лазерный гравер, позволяющий оставить полностью нетронутой ту часть изделия, на которой обработка не предусмотрена. Сегодня гравировка лазером применяетс

я очень широко. Это могут быть бейджи, наградные доски или различные сувениры – гравировка на зажигалке, выполняемая, например, компанией McGraver, это памятные и дарственные надписи, рисунки и многое другое. Гравировка с поверхности никогда не сотрется, не исчезнет и сохранится столько, сколько существует данный предмет.

Современная технология гравировки не потребует даже разметки контура надписи или картинки. Изображение получается под воздействием максимально сфокусированного луча лазера, мощность которого можно регулировать. Результат – высокая точность и чистота контурных линий.

Импульсный же лазер справляется и со сталью, и с основой из меди, и даже с титаном.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Лазерная гравировка широко используется для украшения подарков. С ее помощью можно придать оригинальности и индивидуальности любой вещи – одежде, аксессуарам или сувенирам.

Статья познакомит читателей с понятием лазерной гравировки, ее достоинствами и недостатками, различными сферами применения. А также будут рассмотрены основные виды оборудования, предназначенного для осуществления такой работы.

Что это такое?

Лазерная гравировка представляет собой процесс нанесения узора, рисунка или текста на изделие с использованием лазерного луча. Главным отличием от маркировки является то, что гравированное изображение получается углубленным, рельефным. Иногда под этим термином подразумевают непосредственно нанесенный на материал рисунок.

Сделать такой вид гравировки можно с помощью лазерной установки. Две основные его составляющие – излучатель (передает энергию через специальное оптоволокно) и фокус (через него луч попадает на материал).

Взаимодействуя друг с другом, они выжигают верхние слои рабочей поверхности, за счет чего и получается гравирование. При этом четкость и ширина линий зависят от расстояния линзы до материала, а глубина рельефа – от мощности лазерной установки и плотности обрабатываемого изделия.

Рисунки, выполненные с использованием такой техники нанесения, отличаются хорошим качеством, детализацией и долговечностью. В отличие от изображений, сделанных традиционным способом, лазерные рельефы не стираются и не выцветают с течением времени.

Плюсы и минусы

Лазерная гравировка имеет свои достоинства и недостатки. Прежде чем воспользоваться этой услугой, или сделать гравированный узор самостоятельно, необходимо внимательно изучить положительные и отрицательные характеристики такого процесса.

Рассмотрим сначала основные преимущества лазерной гравировки.

Простота и скорость выполнения. Сделать гравирование можно за несколько минут, приложив минимальные усилия.

Низкая себестоимость. Воспользоваться услугой специализированных компаний, или приобрести собственный гравировочный инструмент можно за приемлемую стоимость, доступную для большинства населения.

Процесс полностью автоматизирован, поэтому вероятность ошибки близка к нулю.

Лазерную гравировку можно сделать на любом участке изделия, даже самом труднодоступном. Для нанесения изображения не требуется обеспечивать непосредственное соприкосновение лазера и обрабатываемого материала.

Четкость рисунка. Лазер точечно воздействует на минимальную площадь материала, за счет чего можно изобразить даже мельчайшие элементы изображения.

Универсальность использования. Наносить рисунки и надписи с помощью лазерной установки можно на самые разнообразные материалы – металл, дерево, плотную ткань.

Долговечность оборудования. Все элементы лазерной установки не требуют замены с течением времени, так как не соприкасаются с материалом и не изнашиваются.

Как и любой технологический процесс, не лишена лазерная гравировка и недостатков. Перечислим их.

Невозможно с точностью предугадать, как поведет себя тот или иной материал под воздействием высокой температуры. Он может деформироваться, излишне расплавиться, потемнеть.

Так как текстура любого изделия, на которое наносится лазерное изображение, неоднородна, то и гравировка не будет иметь однородной площади. Однако невооруженным глазом это практически невозможно заметить.

Очень сложно рассчитать, какую глубину будет иметь окончательный рельеф. Его можно изменять с помощью мощности лазерной установки, скорости нанесения, но для этого необходимо иметь определенную сноровку.

Оборудование

На современном рынке существует большое количество разнообразных гравировальных аппаратов, предназначенных для использования в производственных масштабах. Лазерные машины различаются по мощности, видам материала, на который они могут воздействовать, механизму нанесения изображения.

Не так давно появилось оборудование, с помощью которого можно наносить на поверхность цветное изображение. Это достигается благодаря тому, что в механизм встроены модули с разноцветной специальной пастой, которая окрашивает материал при воздействии на него высокой температуры.

Все аппараты для лазерной гравировки можно разделить на газовые, твердотельные и оптоволоконные. Особенности и принцип действия каждого вида будут рассмотрены далее.

Газовые лазеры

Этот вид гравировальных устройств является одним из наиболее популярных на данный момент. Он востребован у рекламных и маркетинговых агентств. В основе работы такого лазера лежит углекислый газ, молекулы которого создают длинные инфракрасные лучи.

С его помощью удобно наносить гравировку на дерево, фанеру, пластмассу, кожаные, джинсовые ткани. Для работы на чистом металле граверы CO2 не подходят, так как мощность их довольно слабая. Однако для покрытий, которыми он иногда обрабатывается, вполне подойдут.

Такой вид гравировальных устройств оптимален по соотношению цена – качество. Их стоимость меньше, чем у других разновидностей, но по иным характеристикам СО2-лазеры ничуть им не уступают.

Твердотельные и волоконные граверы

Этот вид лазерных устройств отличается от вышеуказанных газовых лазеров тем, что производят более мощное и длинное световое излучение, позволяющее работать практически с любыми материалами, в том числе и металлическими. С его помощью можно сделать гравировку даже на прочных стальных поверхностях.

Волоконный гравировальный аппарат работает на основе волоконного оптического волновода, который задает направление световым волнам в оптическом преломлении. За счет подобного принципа работы этот тип лазера расходует почти вдвое меньше мощности, чем твердотельный и газовый граверы. Его составляющие имеют продолжительный срок службы, и даже при выходе их из строя затраты на приобретение новых и замену минимальны.

Еще одним преимуществом такого вида гравера является то, что лазерное воздействие осуществляется более точечно и концентрированно, за счет чего изображение на выходе получается более качественным.

Волоконный гравер так же, как и твердотельный, подходит для обработки металла и керамических изделий.

Выбор материала

Нанести лазерную гравировку можно практически на любую поверхность, главное, правильно выбрать тип устройства и его мощность. Перечислим наиболее популярные материалы для гравирования лазером.

Один из наиболее поддающихся лазерной обработке материалов – латунь. Она представляет собой сплав металлов, внешне похожа на золото и практически не подвергается окислению. За счет таких характеристик из латуни изготавливаются гайки, шурупы, винты, дверные ручки, каркасы для мебели.

Хорошо смотрится лазерное гравирование на деревянных изделиях. Качественно выполненные работы служат оригинальным украшением интерьера. Так как отделка лазером отличается высокой детализацией, то картины, созданные с использованием этого приема, всегда смотрятся интересно и дорого. Дерево хорошо поддается гравировке, однако при обработке фанеры необходимо предварительно проверить, как на нее будет воздействовать лазер, так как возможно потемнение краев материала.

Хорошо лазерная гравировка ложится на ткани. Так как они имеют малую толщину, то обработка, как правило, проходит удачно. Красиво выглядят аппликации, выполненные с помощью лазерных аппаратов, на джинсовых изделиях.

Часто лазерное гравирование используют для придания уникальности изделиям из драгоценных металлов. На них наносят имена обладателя ювелирного украшения, знаменательные даты, фразы. Оригинально выглядит гравировка на позолоченных ручках, которые иногда используются в качестве подарка деловым партнерам как знак уважения.

Нержавеющая сталь, алюминий являются хорошими материалами для лазерной обработки. Знакомый всем пример – гравировка на жетонах метро и столовых приборах из нержавейки (на ложках, вилках и другом).

Лазерная гравировка на зеркалах, акриле или оргстекле смотрится очень изысканно. К тому же ее несложно выполнить, так как этот материал быстро принимает необходимые очертания под воздействием высокого температурного режима от лазера. Часто такие элементы используются для декора витрин, внутреннего пространства галерей, ресторанов и кафе.

Лазерная гравировка на различных видах камня отличается особенной долговечностью. С помощью такой техники можно изобразить на таком прочном материале все что угодно – изображения, цифры, надписи. Часто можно встретить гравированные мемориалы и памятные таблички из гранита.

Пластик очень хорошо поддается гравировке лазером, в том числе и цветным. За счет того что он является недорогим материалом, с его использованием часто делают вывески, визитки, бейджи и таблички.

Резина хорошо подвергается воздействию лазера. С помощью такой обработки изготавливаются печати и штампы (в том числе цветные). Но при лазерной гравировке некоторых сортов данного материала могут сгореть края резины, поэтому перед чистовой работой, имеет смысл протестировать лазер на ненужном кусочке резины.

Сферы применения

Области, в которых применяется лазерная гравировка, разнообразны. Она используется для оформления рекламных изделий и промосувениров. А также с помощью лазерной гравировки отмечаются памятные имена и даты на подарках (например, часах, ручках, украшениях). При подготовке к спортивным мероприятиям таким способом украшаются кубки, медали и сертификаты.

С использованием гравировальных лазерных аппаратов декорируется металлическая и керамическая посуда, большую популярность имеет нанесение рельефных изображений и на драгоценные металлы и камни, акриловые изделия.

Читайте также: