Гравировка на металле реферат

Обновлено: 05.07.2024

Введение.
Теоретические основы.
Выводы.
Списоклитературы.

Лазерная гравировка (гравировка лазером) современная технология дающая возможность наносить очень точные изображения необходимого размера на поверхности с помощью высокотехнологичного промышленного оборудования – лазерного гравера, смаксимальной производительностью и эффективностью[1].
Лазерная гравировка – очень гибкая технология, позволяющая получать различную качественную обработку материалов, как легкую маркировку поверхности, так и глубокую, тщательную лазерную гравировку, термическое воздействие (нагрев, зоны обработки лазером) на поверхность материала и его формы, минимальны. Гравировка лазером дает возможность получать изображение оченьвысокого качества, недостижимое при использовании альтернативных технологий.
Изображения и надписи, полученные с помощью лазерной гравировки отличаются максимально высокой четкостью, долговечностью и износостойкостью, их практически невозможно удалить.
Гравировка лазером широко используется в сувенирной, рекламной, ювелирной промышленности, а также на предприятиях занимающихсявысокотехнологическим производством [2].
Одним из важных преимуществ лазерной гравировки является уникальная точность наносимого изображения и отсутствие механического воздействия на поверхность обрабатываемого материала, что дает возможность получать заданный высококачественный результат даже при массовом производстве.
Лазерная гравировка, позволяет гравировать поверхности, имеющие верхнее защитное покрытие. В такихслучаях, лазерная гравировка производится по верхнему слою, либо производится глубокая лазерная гравировка, воздействующая на основной материал, при этом верхний защитный слой испаряется [2].

Лазерная гравировка - это вид гравировки при помощи лазерного станка. Данный метод не влечет за собой применение чернил, а также не контактирует с поверхностью. Это основное отличие отдругих методов гравирования которые влекут за собой регулярную подливку чернил или замену ударных головок ( ударные принтеры ). Лазерный станок состоит из трех основных частей: лазерной трубки, системы управления (контроллера) и поверхности. Можно провести такую условную параллель - лазерный луч, как карандаш при помощи системы управления наносит изображение на поверхность. Система управления лазераконтролирует направление, интенсивность луча и его фокусировку, скорость, движение каретки по поверхности. Обработка материала достигается путем доставки энергии к поверхности, которая затем преобразует высокий процент световой энергии в теплоту. Температура луча в месте обработки может достигать до 20 000 градусов [3]. Пучок целенаправленный и коллимированный. Из-за всей этой эффективности, оборудование,используемое при лазерной гравировки может нагреваться очень быстро. Поэтому в станки интегрируются системы охлаждения, а лазерный луч может быть импульсным, чтобы уменьшить количество чрезмерного нагрева.
В лазере, (лазерном станке) свет от лампы, фокусируется в луч и передается через систему зеркал или оптическое волокно на линзу, где он приобретает окончательную фокусировку и попадает награвируемый материал. При этом чем ближе расстояние от линзы до материала к фокусному тем точнее и тоньше могут быть линии гравировки [4]. В процессе лазерной гравировки снимается (выжигается, испаряется) верхний слой или слои за счет чего на поверхности материала возникают углубления, сочетания которых дают необходимое изображение или надпись.

Гравирование – это один из способов художественной обработки металлов и некоторых неметаллических материалов.

Его сущность в нанесении линейного рисунка или рельефа на материал при помощи резца.

Гравирование применяется в различных областях производства, как художественных (ювелирные украшения, гравюры), так и чисто технических: например, производство точных измерительных инструментов и приборов (нанесение делений, градуировки, оцифровка микрометрических шкал).

1.1 Плоскостное гравирование.

Назначение плоскостного гравирования – это декорирование поверхности изделия путем нанесения контурного рисунка, узора или сложных портретных, многофигурных или ландшафтных композиций, а также использование различных надписей или шрифтовых работ. Плоскостным гравированием украшают как плоские, так и объемные изделия (металлические вазы, подставки и др.).

Чернь – это древний способ декорирования художественных изделий из драгоценных металлов (серебра, золота).

В настоящее время существует много рецептов черни, отличающихся по составу и цвету. Начиная от серебристо-серых тонов и заканчивая черно-бархатистыми, также существуют различные варианты и в технологическом процессе ее приготовления, наложения и обжига.

Гравировка под чернь, которая отличается в технологии от обычного только тем, что она выполняется несколько глубже, а затем выбранный внутри рисунок заполняется чернью.

1.2 Обронное гравирование.

Обронное гравирование – это трехмерное гравирование, способ, при котором резцом создается рельеф или даже объемная (круглая) скульптура из металла.

Выпуклое (позетивное) гравирование - когда рисунок рельефа выше фона.

При выпуклом оброне после нанесения рисунка, рисунок оконтуривается стальной иглой или шпицштихелем, чтобы не сбить его во время дальнейшей работы. В некоторых случаях штихелю передают уклон, чтобы создать конусность вертикальным стенкам. Следующей операцией является выборка фона.

Углубленное (негативное) гравирование – когда рисунок или рельеф режется внутри (матрица для штампов, пресс формы).

При углубленном оброне неотшлифованной поверхности заготовки, вычерчивают наружный контур рельефа и обводят его шпицштихелем. После этого приступают к выборке металла. При этом проводят частые проверки и сравнения с оригиналом.

Вся работа производится на глаз и только корректируется измерениями в отдельных точках рельефа.

Исправление ошибок производят спиливая всю поверхность заготовки вокруг всего контура или высверливая отдельные дефекты, участки и восстанавливая пробки.

После окончательной отделки (шлифовки) и полировки участков, слепок становится тождественной моделью и она полностью входит в углубленный оброн.

Обронное гравирование, по сравнению с плоскостным гравированием, применяют гораздо шире и чаще, так как оно служит для изготовления приспособлений, которые репродуктируют художественные изделия в симметричном порядке (штампы, пресс формы и т. д.).

Объемное гравирование - более трудоемкий процесс. По сравнению с плоскостным гравированием, в обронном выполняют рельеф (контррельеф) и объемные предметы.

1.3 Тауширование (инкрустация).

Всечка – это процесс украшения или декорирования изделий из дерева и металла драгоценными или цветными металлами. Осуществляется заподлицо с поверхностью изделия.

В зависимости от того, каким инструментом и как выполняется углубленный рисунок и накладывается металл. Всечка подразделяется на две разновидности. Рисунок вырезается штихелем. Отличается чистотой и верностью контура. Затем, в соответствии с углубленным рисунком, на стали подготавливают отдельные фрагменты будущего узора. После того, как отдельные детали композиции (завитки, листья и т. д.) готовы, каждую из них кладут на подготовленное для нее углубление и вбивают молотком, заподлицо. Работа заканчивается полировкой всего изделия.

Рисунок выполняется зубилом. Эта технология мало отличается от предыдущей. Резать твердую булатную сталь очень трудно, рубить ее значительно легче и быстрее. Однако рисунок, выполненный в вырубной технике, всегда несколько упрощен.

Кроме того, при вырубной технике рисунок иногда отделывается чеканами, что предает золотому узору особую пластичность и эффективность.

1.3.2 Инкрустация или тауширование.

Инкрустация – это своеобразный древний прием украшения драгоценными металлами деревянных, бронзовых и стальных изделий (предметов бытового назначения, боевого снаряжения: мечей, кинжалов, щитов, шлемов и огнестрельного оружия).

Сущность процесса заключается в том, что наружные поверхности предметов насекается и на эти поверхности набивается золотой или серебряный узор (орнамент из завитков и стилизованных растений, изображений животных, птиц или человека).

Набивная или поверхностная таушировка (насечка). Это технология отличается от всечки тем, что для ее выполнения не требуется предварительно вырезать углубления под рисунок. Металл набивается непосредственно на поверхность изделия, которое предварительно насекается зубилом.

Узор из драгоценных металлов может быть подготовлен заранее, а может укладываться из проволоки непосредственно в процессе набивки прямо с молотка.

Ленточная таушировка.

Это наиболее древний прием из набивной таушировки. Он относится к тем отдаленным временам, когда еще не умели волочить проволоку и вместо нее изготавливали тонкие полоски.

Таушировка волоченной проволокой.

Этот прием выполняется в современное время. При этом методе нет необходимости заготавливать элементы рисунка заранее. Проволоку укладывают непосредственно с молотка и обрезают ее после того, как определен участок рисунка.

В современных условиях насечки проволокой производят по предворительно сделанным углублениям, которые выполняются различными техническими приемами, чаще всего штихелем или зубилом. А также травлением с последующей доработкой, штихелем или чеканами.

Листовая таушировка.

Этот способ напоминает инкрустацию. Рисунок также, кА при инкрустации, вырезается целиком или по частям из листового металла. Но подготовленного углубления для него не делается.

Рисунок накладывается на взъерошенную насечкой поверхность, вбивается молотком в заусенцы насечки.

Таушировка с последующей наводкой.

Для того чтобы скрыть отдельные ряды проволоки и придать орнаменту большую цельность, золотой амальгамой слегка наращивают рельеф и это придает своеобразный эффект всему рисунку. Амальгама аккуратно накладывается по линиям рисунка и изделие нагревается для испарения ртути.

Кроме драгоценных металлов и их сплавов применяют и обычные цветные металлы и их сплавы (медь, латунь).

2. Инструмент

Основным инструментом в гравировании является штихель или резец. Общая длина штихеля – от 100 до 130 мм. Его изготавливают из лучших марок инструментальной стали, способной держать заточку.

Штихель вставляют в короткую деревянную ручку грибовидной формы, срезанную с нижней стороны для удобства работы. /Рисунок 1/

Хороший резец должен быть сделан из первоклассного материала, отшлифован и хорошо заточен. Обычно используют резцы, которые изготовлены из высококачественной тонкоструктурной стали, также используют быстрорежущую сталь Р9, Р18 и стали марок 47, 48.

Острый резец (шпицштихель) – боковые стороны слегка выгнуты снаружи. Ширина спинки 1-4 мм., угол между боковыми поверхностями будет варьироваться. Это наиболее употребляемый тип. Он служит для большинства оконтурирования рисунка, подрезки в бок, в шрифтовых работах (рукописных) возможных подправок и подчисток. /Рисунок 1/

Мессерштихель – это ножевой резец, его поперечный разрез соответствует остроугольному и можно достичь выносных линий: на полоске шириной 1 мм или можно провести до 10 линий. /Рисунок 2/

Фасетштихель – фасековый резец, боковые стенки и режущиеся поверхности встречаются под углом 100°. Можно проводить линии не значительно широкие и глубокие. /Рисунок 3/

Юстерштихель – юстировочный резец, выгнутые боковые стороны на поперечном сечении вогнуты в овал. Применяется для юстировки оправных цар, для того, чтобы облегчить вставку камня в ювелирное изделие. Поверхность среза шлифуется коса по отношению к главной оси. /Рисунок 4/

Флахштихель (флягштихель) – это плоский резец, спинка и полотно всегда параллельны, в зависимости от положения боковых сторон, спинка может быть шире или уже полотна, ширина полотна 0,2 – 5 мм. Выборка. Используют для нанесения широких и плоских линий, незаменим для ювелира при доработке и монтировке украшения. Также используют для выравнивания плоскостей и выборке фона. /Рисунок 5/

Бопштихель – полукруглый резец полотно может быть уже или шире спинки, но оно всегда полукруглое. Ширина от 0,1 до 5 мм, применяется для строгих шрифтов различной ширины, при гравировании, углублении, при круглой и полукруглой выборке, а также для доработок украшений. /Рисунок 6/

Фаденштихель – это нитяной резец, похож на плоский резец, у него на полотне множество продольных желобков. Применяется для декоративных поделок и оживления рисунка. /Рисунок 7/

Штихель должен быть хорошо и правильно заточен. Чем мягче металл, тем угол резанья делают меньше, острее. При резаньи мягких материалов, например дерева, угол равен 45°. Для стали он достигает 60-65°. Острый штихель легко режет металл, берет нормальную стружку не более 0,1 – 0,2 мм.

3. рабочая область;

4. боковые поверхности;

Чеканы – стальные стержни с различными рабочими концами для выравнивания фона и набивки фактуры.

Конфарник – чеканы с заостренным концом в форме тупой иглы; для мелких работ более острые, для крупных тупые. Применяют для перевода рисунка с бумаги на металл, а также для отделки фона точками (конфорнения). /Рисунок 1/

Пурошник (пурочники) – это чеканы с грушесферической головкой. Служат для выколодки полукруглых форм при чеканке с изнанки и для получения ямочной фактуры при работе с лицевой стороны. /Рисунок 2/

Лощатник – наиболее оюширная и разнообразная группа чеканов с более или менее плоским боем. Применяется для выравнивания плоскостей и ровных поверхностей, бывают: гладкие или шероховатые, след соответственно получается гладким или матовым, шероховатым или мягким. /Рисунок 3/

Бобошники (обжимные чеканы) похожи на пурошники, но с продолговатым овальным бобовидным боем. /Рисунок 4/

Трубочки – чеканы рабочей части, которых имеют вогнутую полушаровидную поверхность различных диаметров и глубины, на металле образуют вогнутый сферический отпечаток – как бы имитация зерна. /Рисунок 5/

Рисунчатые – по форме напоминают лощатники, но дают рисунчатый отпечаток: решетки, полосатость, ямчатость, штриховатость и т. д. /Рисунок6/

Фигурные (пуансоны) маточники – когда элемент орнамента. На их рабочей части гравюрной техникой выполнены фрагменты орнамента (завитки, цветы, листы, розетки) или буквы и цифры. Обычно изготавливают из прутков квадратной инструментальной стали толщиной 6, 7, 10 мм, соответствующей длиной 65, 85, 100 мм. Изготавливать пуансоны большей длины, так как они получаются менее устойчивыми в следствии вредных вибраций. И от сильных ударв могут сгибаться рабочему концу пуансона придают небольшой конус, а на торцевой площадке гравируют букву или цифру, а также ее отдельные части в позитивном или негативном изображении, т. е. наружу или внутри.

Сечка – это плоские зубила различной ширины с заточкой с одной стороны.

Молоток – состоит из деревянной рукоятки, рабочей части и клинка. Для рукоятки используют лиственные породы деревьев. Сам молоток состоит из боя и рабочей части сферической формы для удобства.

При различной механической обработке металлов и сплавов возникает внутреннее напряжение в одних частях металла при производстве из них изделий претерпевают сжатие, растяжение, изгибы и т. д. В результате всех этих деформаций в металле возникают процессы, относящиеся к области их кристаллизации.

Отжиг – нагрев изделия до определенной температуры и медленное охлаждение. Для того, чтобы восстановить структуру, уменьшить искажение в кристаллической решетке, придать ей вновь устойчивое равноместное состояние, одинаковое для всего изделия.

Нормализация – вид термической обработки, применяемый главным образом для стальных изделий. Изделие нагревают, а затем охлаждают на спокойном воздухе в зависимости от содержания углерода в стали. Нормализация заменяет отжиг, т. к. при этом структура получается примерно такой же, как и после отжига, но процесс протекает значительно быстрее и поэтому он более экономичен.

Закалка – процесс придания изделию высокой твердости и прочности. При закалке с повышением твердости сталь становится более хрупкой. Процесс закалки – это нагрев изделия до высокой температуры, а затем быстрое охлаждение в специальных охлаждающих сферах.

Отпуск смягчает действие закалки, повышает вязкость и уменьшает хрупкость и твердость изделия. Снижает внутреннее напряжение, вызванное закалкой.

Научная организация труда (НОТ).

НОТ является необходимым элементом изготовления деталей или изделий (технического процесса). Она включает в себя оборудование рабочих мест, их организацию (планировка, освещение), организацию трудового процесса, разработку режима труда, эстетические условия труда, противопожарные мероприятия и технику безопасности.

Одним из основных элементов организаций рабочих мест является его планировка, по способу размещения оборудования, инструментов, приспособлений и т. д.

В целях экономии движения, а следовательно в снижении утомленности необходимо размещать инструмент, детали, более рационально с соблюдением зон досягаемости. Наиболее оптимальным является расположение инструмента, деталей полудугой радиусом 300 мм., допускается расположение радиусом 650 мм. с наклоном (поворотом) корпуса на 30°.

Правила оборудования рабочего места:

1. Инструменты, детали для частого пользования необходимо располагать ближе (на высоте пояса);

2. Для каждой руки располагается свой инструмент;

3. Нельзя класть инструмент на инструмент или деталь;

4. Чертежи, рисунки, эскизы держат в чистом удобном для наблюдения месте;

5. Не загромождать проходы;

6. Легкие предметы кладут на тяжелые, то есть выше тяжелых;

7. На рабочем столе не должно быть ничего лишнего.

Поворот головы по горизонту 45°, по вертикали 30°. Правильный режим труда обеспечивает высокую работоспособность и здоровье человека. При правильном темпе (степень быстроты) работоспособность повышается, при неправильном снижается точность движения и точность выполнения самой работы.

Причинами утомляемости (усталости) является монотонный труд, работа в неудобной позе.

Короткие перерывы во время работы снижают утомляемость; при работе стоя желательно отдыхать сидя и наоборот.

Гигиенические требования к рабочей одежде:

1. Чтобы не мешала работать;

2. Чтобы не стесняла движений (желательно из х/б);

3. Одежда не должна висеть;

4. Одежда должна быть чистой, темного цвета;

5. Наличие головного убора, перчаток, нарукавников и т. д.

Санитарно-гигиенические условия труда. Воздушная среда.

Воздух состоит из 21% кислорода, 78 % азота, 1 % инертных газов и 0, 03 % углекислого газа.

Шум и вибрация.

Шум и вибрация приводят к быстрой утомляемости органов слуха и нервной системы. Особенно вредны высокочастотные шумы. Шум измеряется в Децибелах, воспринимается органами слуха и костями черепа.

30-40 Дб – в ночное время приводят к беспокоящему фактору. 50-60 Дб – нагрузка на нервную систему. 60-70 Дб – приводит к изменениям в организме. 85-90 Дб – снижается слуховая чувствительность на высоких частотах, необходимо пользоваться методами защиты. 120-130 Дб – порок болевого ощущения. Более 130 Дб – потеря слуха.

Борьба с шумами.

1. Борьба с источником шума;

2. Общецеховое снижение и шума;

3. Индивидуальное средство защиты (наушники).

Вибрация вредно сказывается на организме.

Освещение измеряется в люксах (ЛК). Наиболее благоприятно для человека естественное освещение. При освещенности в 30 ЛК человеческий организм быстро утомляется. Источники искусственного в зоне работы должны быть 800-1000 ЛК. Освещение бывает естественным, искусственным и совмещенным.

Источниками света бывают: электрические лампы накаливания, ртутные (лампы дневного освещения), галогеновые, дуговые. К электронным источникам света относят лазерные, квазерные. Искусственные источники света бывают с горючим топливом (керосинки, газовые горелки и т. д.).

Современное оборудование позволяет перемещать лазерный луч со скоростью более двух метров в минуту и обеспечивать графическое разрешение на металле до 10–15 линий на миллиметр. Технология позволяет наносить практически любую графическую информацию (рисунки, надписи, вензеля, логотипы) на широкий спектр ювелирной, сувенирной или представительской продукции: кольца, браслеты, бирки, брелоки, зажигалки, ручки, часы из различных металлов, в том числе благородных, из пластика, дерева, мрамора, стекла. Кроме того, современный уровень лазерных технологий позволяет выполнять внутреннюю объёмную обработку прозрачных сред и изготавливать высококачественные изображения внутри блоков из стекла и других прозрачных материалов. Нанесённые лазером изображения не стираются и не смываются, так как они составляют единое целое с материалом, на который нанесены, и также долговечны (рис. 6.3).

Глубокая гравировка с наружной и внутренней стороны кольца (титан)	Глубокая гравировка с наружной стороны кольца (серебро)
Гравировка на серьгах (золото толщиной 0,2 мм)	Гравировка с наружной стороны кольца (золото)
Гравировка на внутренней стороне кольца (серебро)	Гравировка на замке для наручных часов (нержавеющая сталь)

Рис. 6.3. Примеры лазерной гравировки на изделиях из различных металлов

Рис. 6.4. Лазерная гравировка на крышке наручных часов из нержавеющей стали

Рис. 6.5. Гравировка столовых приборов

Высокое разрешение (тонкие линии), точность (менее 5×10 –6 м) и повторяемость графического рисунка на металле позволяет эффективно применять лазерную маркировку для разметки изделий под дальнейшую ручную гравировку, например, при изготовлении памятных знаков, медалей или инструмента для их производства. Широкий диапазон режимов обработки на лазерных станках позволяет точно дозировать энергию лазерного излучения, что, в свою очередь, обеспечивает возможность высокоточной обработки двухслойных материалов, например, ювелирных изделий из недрагоценных металлов, предварительно покрытых лаком. Удаление лака под воздействием лазерного излучения без нарушения геометрических параметров поверхности металла позволяет проводить в последующем гальваническое осаждение драгоценного металла локально на вскрытые участки и получать необычные изделия с практически любым графическим изображением.

Декорирующая гравировка

Обычно производится для изготовления типичных орнаментов на серьгах, браслетах, колье с использованием метода сатинирования. Этот же метод используется для выделения на светлом фоне рисунка, например, на медали (рис. 6.18).

Рис. 6.18. Золотая медаль с лазерным декором

Рис. 6.19. Золотая серьга 14К с лазерным декором

Рис. 6.20. Многоцветные золотые колье с лазерным декором

Маркировка бриллиантов

Рис. 6.24. Внешний вид маркировки синтетического алмаза

Клеймение

Клеймение является разновидностью лазерной маркировки, когда изображение формируется на металле в результате проецирования предварительно созданного рисунка лазерным лучом. Такой метод позволяет легко получать на металле клейма небольших размеров и применяется для постановки именников предприятия-изготовителя изделия и пробирных клейм. Высокое разрешение позволяет получать изображения с высокой степенью защиты от воспроизведения (подделки).

Клеймо на изделии одновременно является знаком его качества. Лазерная технология нанесения клейма не приводит к потере качества изделий, не требует операций заправки клейма, обладает высокой производительностью и эргономичностью. Особенно эффективно применение лазерного клеймения на легковесные и тонкостенные изделия из драгоценных металлов.

Все больший круг ювелирных компаний использует лазерное клеймение не просто как дополнительную защиту (сертификационный номер), но и как некоторый творческий элемент украшения: логотип компании и индивидуальные надписи по просьбе заказчиков изделий.

К недостаткам лазерного клеймения можно отнести относительно небольшую глубину формирования рисунка клейма, особенно при экономии мощности лазерного излучения. Это при проведении последующих финишных операций, которые часто необходимы после прохождения пробирного надзора и простановки клейм, особенно при использовании турбогалтовочных операций, может приводить к утере клейм.

Используемое оборудование

Главными параметрами, на которые стоит обращать внимание при выборе лазерной установки, являются размер рабочей зоны и мощность установленного источника излучения. Чем больше размер рабочей зоны, тем более крупную заготовку можно обрабатывать; чем больше мощность лазера, тем выше скорость нанесения гравировки и тем шире спектр обрабатываемых материалов.

Рис. 6.25. Внешний вид системы прецизионной лазерной маркировки

- размеры установки – 690×390×630 мм;

- тип лазера / длина волны – твёрдотельный / 1064×10 –9 м;

- диаметр луча лазера – 650×10 –9 м;

- рабочая зона / разрешение – 70×70 мм / 725 dpi;

- частота – 50–100 кГц;

- электропитание – 230 В / 16А / 50–60 Гц;

- вес установки – 43 кг.

Компания ЗАО НИИ ЭСТО, г. Зеленоград, выпускает комплексы, позволяющие выполнять гравировку различных материалов, в том числе и цветную гравировку поверхности ряда металлов и сплавов (рис. 6.27).

Рис. 6.27. Лазерный комплекс маркировки и микрообработки МЛП2 3D–Turbo

Лазерные комплексы МЛП2 3D–Turbo на основе волоконных лазеров с автоматизированной четырёхкоординатной системой позиционирования предназначены для прецизионной лазерной маркировки и микрообработки разнообразной продукции в промышленном производстве, рекламном бизнесе, при производстве ювелирных изделий (таблица 6.3).

- глубокая гравировка (микрофрезерование);

- резка тонких материалов (например, стали, кремния, золота, серебра);

- обработка тонкоплёночных материалов.

Обрабатываемые материалы: сталь, алюминий, титан, медные сплавы, латунь, золото, серебро, окрашенные металлические поверхности, керамика, пластмассы, поликарбонат, полупроводники, этикеточная фольга, некоторые виды бумаги и картона, акрил и др.

Основные технические характеристики комплекса МЛП2 3D–Turbo

На сегодняшний день, несмотря на то, что изобретено огромное количество лазеров, фактически в промышленности для обработки материалов используются только два типа лазерных излучателей – газовые на молекулах СО₂ с длиной волны 10,6×10 –6 м и твёрдотельные на различных атомах редкоземельных элементов с длиной волны 1,06×10 –6 м. Излучение СО₂–лазеров гораздо труднее поддаётся временному и пространственному преобразованию, чем излучение твёрдотельных лазеров. Это обуславливает применение в основном непрерывных и импульсных СО₂–излучателей, а также непрерывных твёрдотельных излучателей для лазерной маркировки. Успехи развития полупроводниковых и волоконных технологий привели в последнее время к существенным изменениям в производстве твёрдотельных лазеров и появлению компактных, высоконадежных волоконных лазерных излучателей с диодной накачкой. Волоконные лазеры обладают минимальными массогабаритными характеристиками, отличаются высокой надёжностью и имеют уникальные пространственно-временные параметры излучения.

Поскольку различные материалы – металлы и их сплавы, пластмассы, резина, дерево и другие материалы – по разному поглощают излучение (например, стекло прозрачно для излучения с длиной волны 1,06×10 –6 м и полностью поглощает излучение с длиной волны 10,6×10 –6 м), то для эффективной маркировки материала необходимо соответственно выбирать тот или иной тип излучателя. При этом некоторые материалы, например поликарбонатные пластики, взаимодействуют с обеими длинами волн и, соответственно, хорошо обрабатываются обоими типами лазеров.

Сфокусированный луч с высокой плотностью лазерного излучения локально нагревает материал, что приводит к его испарению или изменению его цвета в месте обработки. Таким образом, возникает определённый рельеф на поверхности материала, глубина которого зависит от времени обработки и мощности лазера. Кроме того, лазерная гравировка позволяет изменять цвет материала, то есть получать цветное изображение на поверхности с помощью цветов побежалости на нержавеющей стали и титане.

Под воздействием сфокусированного лазерного излучения материал модифицируется (нагревается, плавится, испаряется и т.д.), и в зоне взаимодействия образуется структура, воспринимаемая как графическая точка. Комбинация таких точек при лазерной маркировке позволяет получать любые графические символы и образы. Для создания любой графической информации необходимо управлять точкой взаимодействия излучения с материалом в пространстве (перемещение) и времени (включение–выключение). С этой целью используются различные типы развёртки лазерного луча, наиболее важными из которых являются сканаторная и плоттерная (рис. 6.1). Существуют также другие способы развертки излучения, однако все они чрезвычайно экзотичны и какого-либо реального промышленного применения не имеют.

Рис. 6.1. Сканаторная и плоттерная системы перемещения луча

в плоскости маркировки

Лазерную гравировку (маркировку) по методу формирования изображения можно разделить на растровую и векторную (контурную) (рис. 6.2). При растровой маркировке изображение формируется путём нанесения последовательных линий (строк), состоящих из точек, когда можно получить практически фотографическое изображение. При векторной – путём контурной его обводки тонкими линиями. Естественно, может быть комбинация этих методов. Таким образом, возможно наносить любую информацию: цифробуквенную, графическую, символьную, кодовую и др.

Рис. 6.2. Способы формирования изображений при лазерной маркировке

Преимущества лазерной гравировки:

- бесконтактность – износ и повреждения изделия отсутствуют;

- практически полное отсутствие нагрева в процессе гравировки;

- высокая скорость гравировки;

- нанесение изображения на собранные изделия без их разборки;

- возможность нанесения текстов или рисунков на предметы любой конфигурации;

- получение изображения с высокой разрешающей способностью;

- идентичность изображения при его тиражировании;

- стойкость и долговечность изображения;

- эстетичность и любая сложность изображения;

- отсутствие необходимости в финишной обработке.

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Тысячи лет назад человечество освоило способ рисунка на металле. Способ основывался, как снятие верхнего слоя поверхности вещества подручными способами. Появление в обиходе человека металла, появилась необходимость освоении нового ремесла – гравировки.

Новейшее оборудование и технологический процесс позволяют создавать красивые, уникальные вещи. Станочный способ предполагает работу в автоматическом режиме, что существенно экономит время. Для домашнего вида работ, достаточно освоить способы художественного дела. Перенос рисунка возможно произвести лазером или специальной машинкой.

Основные виды гравировки на металле

Ремесло под названием гравировка появилось множество столетий назад. Предметы и украшения, выполнение с индивидуальной гравировкой передаются поколениями. Гравировка на металле позволяет придать изделию индивидуальный вид и уникальность. На практике имеется несколько видов гравировки.

Ручная гравировка появилась самой первой, пользуется спросом при выполнении ювелирных украшение по сей день. Детали, имеющие неровную поверхность обработать машиной практически невозможно. Нанесение надписей на кольцах и других украшениях выполняется в основном ручным способом. Инструментом для работы служит штихель, небольшая стамеска с заостренным концом. Гравировка ручным способом делает приятным внешний вид, добавляет стоимости. Минусами данного способа стоит отметить высокую цену, выполнение работ требует необходимых профессиональных навыков и мастерства.

Ручная гравировка на металле

При механическом способе применяется специальный станок, используемый инструмент спец фреза, которая снимает часть верхнего слоя с поверхности изделия. Простая работа, а также невысокая ее стоимость сделали данный способ практически самым распространенным. Поверхность изделия должна быть максимально ровной и соответствовать размерам станины при оборудовании. Материалы повышенной прочности обрабатываются инструментом с алмазным напылением.

Лазерная гравировка на металле более новый способ обработки изделий. Быстрота работ, доступность технологий сделали метод наиболее используемым видом. Изделие принимает необходимый рисунок или надпись путем выжигания при гравировке лазером.

Процесс лазерной гравировки на металле

Данный вид имеет несколько минусов, одним из них является то, что надпись или рисунок быстро стираются с продукта. На ювелирных изделиях лазерная гравировка смотрится эстетично, качество работы зависит от инструмента и квалификации мастера.

Общая технология

Выполнение процессов гравировки предполагает множество видов техник. Основные способы это ручная и механическая, последняя подразделяется на категории оборонной и штриховой.

Объемный рисунок возможно получить путем применения оборонной гравировки, более глубокая обработка подразумевает трехмерную гравировку.
При выполнении поверхностных действий применяется штриховая техника. Процесс производится в несколько шагов, наносятся линии контура обработки, штриховыми движениями снимается часть металла с поверхности.

Оборонная техника гравировки Штриховая гравировка

Самостоятельное выполнение резцовой гравировки выполняется штихелем. Специальный инструмент возможно приобрести в художественных магазинах. Принадлежности для ручного процесса подразделяются на типы:

Мессер — штихель необходим для изготовления тонких линий.
Гравировка, предусматривающая параллельные линии делается реп-штихелем.

Инструменты для гравировки по металлу невозможно использовать без качественной заточки штихеля. Для качественной работы нужно обточить инструмент мелкозернистым точильным камнем, после чего протереть кожаной тканью.

При работах мелкими предметами, понадобится специальная подушка. Изготовить данный инструмент можно своими руками, материал одинаковых размеров соединяется нитью по краям. Необходимо оставить промежуточное место для наполнения сыпучим материалом или песком. Заготовка выворачивается наизнанку, в образованное отверстие высыпается песок, после чего вся остальная часть подушки зашивается строчкой.

Использование инструмента потребует аккуратного отношения и предварительных навыков. Нужно использовать инструмент как обычную ручку при письме, большим пальцем рабочей руки придерживают инструмент сбоку.

Гравировка по металлу выполняется от себя, в случаях изменения направления рисунка или надписи, наилучшим вариантом остается разворачивать подушку в нужных направлениях.

Нанести рисунок на металл возможно путем лазерной гравировки. Уникальное изделие может использоваться в виде подарка или подписи фурнитуры. Изменение дизайна, надписи на металлических изделиях, доступны такой технологией, как лазерная гравировка.

Цветная гравировка

Нанесение рисунка в цветном виде происходит с использованием стеклографа, выполненного в форме карандаша или тушью. После гравировки, поверхность обрабатывается бесцветным лаком, чтобы сохранить максимально дольше результат. Четкий рисунок возможно получить с помощью красок на масляной основе, перед нанесением поверхность расцарапывается и обрабатывается краской.

Чернение возможно получить без использования специального оборудования. Применяется смешанные вещества карбоната калия и серы, пропорции соблюдаются один к двум. Необходимо поместить смесь материалов на медленный огонь в удобной таре, процесс необходимо пристально контролировать и перемешивать состав. После почернения состава, огонь выключается, а смесь перетирается в ступе. Процесс чернения происходит несколькими шагами:

Состав смешивается водой в соотношении один к 9.
В специальную емкость опускается предмет, подготовленный к выполнению действий.
Нагрев детали происходит до того момента, пока не произойдет чернение, материал должен приобрести необходимый оттенок.

Перед нанесением надписи необходимо сделать сделать фон, такие случаи не требуют обработка лаком. Гравировка по металлу может быть выполнена с разными оттенками, достаточно смешать специальные вещества. Раствор из хлористого цинка и медного купороса придаст детали темно коричневый оттенок, смешивание производится 1 к 1 водой. Сероватый оттенок возможно получить из смеси 2 гр. поташи и серы, обычной поваренной соли к литру воды. Раствор сернистого калия в соотношении грамм к 250 гр. воды, придаст изделию красный оттенок.

После окончания деятельности удаляется используемый лак. Существует техника черни, процесс не схож с чернением при гравировке по металлу. Процесс возможно произвести только механическими способами, из подручных предметов исполнение невозможно.

Способы гравировки в домашних условиях

Процесс гравирования по металлу выполняется несколькими известными способами. Все возможные варианты отличаются необходимым инструментом и навыками.

Лазерная гравировка, осуществляемая по металлу потребует наличие необходимого оборудования. При небольших объемах деятельности, затраты на покупку оборудования можно считать неприемлемыми. Гравировка лазером позволяет отображать малейшие детали при работе, рисунок выглядит четко, без помарок. Данный вид подходит для предпринимателей, ремесло у которых является основным видом дохода.

Ручное выполнение потребует всего нескольких инструментов, наличие химических составов. Высокое качество рисунка возможно получить только при наличие определенных навыков в данной сфере. Инструмент для работы должен быть отлично заточен и разнообразен, для выполнения деятельности на профессиональном уровне.

Использование специального прибора для нанесения рисунков и надписей

Получение качественного изделия по окончанию процесса – главный приоритет любого мастера. Для выполнения работ своими руками, в домашних условиях, наилучшим вариантом является приобретение инструмента под названием гравер. Наличие множества оснасток, приспособлений расширяют спектр применения и делают труд удобным. Механическая гравировка выполняется по технологии.

Перед тем, как сделать гравировку необходимо подготовить узор или рисунок. Разметить изделие можно тонким маркером или заточенным карандашом, также можно воспользоваться копиркой.
Использовать инструмент необходимо при достаточном освещении, работы производить в одном направлении, чтобы избежать отколов и заусенцев.
По окончанию действий с металлом, область произведения покрывается бесцветным лаком. Для закрепления результата возможно использовать воск, наносимый тонким слоем на изделие.

Использование ручного гравера или бор машинки необходимо производить только со специальным инструментом. Выбор насадок настолько велик, что существует вероятность перепутать инструмент, что в конечном итоге приведет к порче изделия.

Нанесение рисунка, используя подручный набор материалов

Различные виды гравировки в домашних условиях возможно выполнить путем электрохимического воздействия. Для использования понадобится набор средств, которые имеются у каждого под рукой.

Процесс происходит путем нанесения рисунка на металл зубочисткой либо иголкой. После наносится слой лака на поверхность. Плюсовой провод источника питания прикладывается к изделию, минус опускается в стакан с водой, металлическим предметом. Глубина травления металла зависит от времени процесса. По окончании процесса травления, слой лака удаляется ацетоном.

Гравирование по металлическому предмету бормашиной

Инструмент работает путем снятия слоя металла с поверхности изделия.

Цена бор машинки кусается, поэтому для использования несколько раз – покупка не целесообразна.

Для использования данного способа понадобится набор различных насадок. Сделать гравировку машинкой не отнимет множество времени на подготовку и процесс. Перед началом действий с металлом, следует протестировать станок обычным металлом, привыкнуть к работе, полностью изучить конструкцию.

Гравировка по металлу с использованием различного оборудования

Человечество обуздало ремесло работы по металлу более пяти тысячелетий назад. Совершенствующиеся каждым днем технологии позволяют производить работы различным оборудованием.

Гравировка лазером используется совместно с пастой-раствором. Наносится раствор на материал перед процессом, на обрабатываемый участок. Лазером выжигается рисунок или надпись, путем изменения температуры, химического процесса. Раствор сопутствует растворению лишнего материала. Гравировка лазером используется в различных направлениях, но цена очень высока, за счет использования дорогостоящего оборудования.

Алмазная гравировка выполняется фрезой со специальным напылением и конструкцией. Исполнение предполагает четырёхгранные выемки, которые переливаются при просмотре изделия под разным углом.

Работа с объемными деталями возможна на фрезерном станке. Оборудование можно изготовить при домашних условиях, а также приобрести в специализированных магазинах. Обработка материалов фрезерным станком используется при серийном производстве, подходит для сувенирных изделий, брелоков и других металлических материалов.

Гравировка на производстве

Процесс не отличается от работ в домашних условиях. Перед действиями полируется предмет, затем обезжиривается. Перед подготовкой к процессу изделие тонируется серным раствором, который распределяется равномерно по детали.

Обведение рисунка происходит с помощью металлической иглы по приклеенной кальке. Рисунок и тени выполняются максимально реалистично, для получения качественного результата.

Лазерная гравировка на производстве

Далее происходит основной процесс, специальным гравером выводиться рисунок и остальные штрихи.

После работ рисунок покрывается защитным слоем из бесцветного лака либо воска. Затем изделие протирается насухо, полируется для получения блеска.

Инструменты и материалы

При потребности в качественной гравировке следует обратиться к сотрудникам специальной мастерской. Качественное оборудование для гравировки по металлу позволяет выполнить более точную и красивую работу.

Уровень подготовки, опыт мастера играют не маловажную роль в процессе и конечном результате.

Работы с металлом требуют следующих материалов:

Изделие или металлический кусок.
Лак для защиты поверхности.
Производственная калька.
Гравер – инструмент, с металлическим бором.

Как выбрать оборудование

Каждый тип оборудования сделает процесс более быстрым и качественным. Современные технологии позволяют выписывать различные узоры, надписи высоких сложностей на металле.

К примеру, использование специальной пасты на станках ЧПУ позволяет выполнять на металле узоры с отличающимся контрастом. Качественные инструменты для гравировки помогут для воплощения на металле рисунков и других идей.

Советы перед гравировкой

Для выполнения качественной работы стоит приобрести профессиональный набор для ручной гравировки. Ручной инструмент позволит набить руку, изучить все тонкости работы. После получения необходимой практики и навыков, возможно перейти к более сложным методам, используя специализированное оборудования.

Советы по гравировке на металле

Вырезание по металлу производится только качественным инструментом. Оборудование, оснастки необходимо покупать в специальных магазинах с гарантией качества. Изготовка инструмента в домашних условиях потребует выбора надежных материалов. Штихель и граверы должны быть идеально наточены для получения необходимого конечного результата. Затупленный инструмент может испортить изделие, нанести увечья мастеру, при работах режущими поверхностями стоит соблюдать технику безопасности.

Для того, чтобы гравировать металл своими руками, существует достаточно способов и технологий. Большое количество металлов, которые подвергаются гравировке дают возможность воплотить в жизнь самые креативные идеи.

Технология гравировки на стали

Существует несколько видов обработки стали, подразумевающие механическую обработку и ручную. Технология нанесения подразделяется на оборонную и штриховую. Основным инструментов для выполнения тиснения по металлу является штихель. Его можно приобрести в хозяйственном магазине, либо изготовить в домашних условиях.

Гравировка на стали

При любом случае, стоит обратить внимание на состояние режущего элемента, произвести заточку. Технология гравировки происходит путем удаления верхнего слоя метала по направлению от себя.

Особенности гравировки на обручальных кольцах

С давних времен отличительной особенностью обручальных колец является гравировка. Подход к надписи либо рисунку происходит индивидуально, согласно предпочтению заказчика. Наиболее распространенными способами являются углубленный либо рифленый метод. Наиболее распространена работа ручным способом на ювелирных изделиях. Ювелирами предлагается множество вариантов написания текста, а также способов отображения. Сложность работы оценивается индивидуально с каждым заказчиком.

Гравировка на обручальных кольцах

Распространенным способом также является лазерная гравировка. Лучом выжигается верхний слой металла, скрепляется лаком. Важно помнить, что подгонка по размеру уже готового изделия практически невозможна, необходимо заранее определиться размером и типом продукта

Читайте также: