Особенности цветной лазерной гравировки

Лазерный гравер – устройство, которое предназначено для нанесения на поверхность твердых материалов изображений, надписей, логотипов и др. Это востребованное направление, которое набирает популярность у пользователей по всему миру.

• Зачем может быть нужна цветная лазерная гравировка?
• Подходящие материалы
• От чего зависит оттенок и интенсивность цвета?
  • Таблица характеристик для получения цветной гравировки в зависимости от типа металла
  • Как изменить цвет?
• Особенности работы
• Какие лазерные граверы подходят для работы?
  • С металлом
  • Пластиком

Зачем может быть нужна цветная лазерная гравировка?

Цветная лазерная гравировка – это направление, которое стремительно развивается в современном мире. Это отличная альтернатива другим, более консервативным технологиям нанесения гравировки, которая смогла развиться благодаря стремительному прогрессу сегмента электроники и сопутствующего программного обеспечения.

В основе метода лежит принцип преломления и контроля фокусировки лазерного луча. Обрабатываемая поверхность в процессе обжига подвергается переменному воздействию температур, что в итоге приводит к образованию оксидных слоев разного цвета. Это химическая реакция, для запуска которой необходим катализатор. Им служит воздействие лазерного луча на поверхность материала с последующим повышением температуры.

Стабилизировать результат удалось сравнительно недавно, ранее итог цветной маркировки изделий на лазерных граверах не отличался постоянством. Оксидная пленка формировалась неравномерно, что отрицательно сказывалось на качестве наносимого изображения. Сегодня цветная лазерная гравировка выполняется с использованием лазеров волоконного типа, которые благодаря своим техническим характеристикам могут обеспечить стабильность при переносе рисунка на поверхность материала заготовки. Технология позволяет осуществлять контроль над частотой импульсов и выбирать корректное расстояние между линиями, обеспечивая максимальное качество гравировки.

Достоинствами цветной гравировки на лазерных станках с ЧПУ являются:

• Высокая четкость и насыщенность наносимого изображения.
• Низкие временные затраты.
• Возможность использовать в работе металлы, кожу или пластмассы.
• Долговечность наносимого изображения.
• Устойчивость изделий с гравировкой к воздействию факторов внешней среды, в том числе ультрафиолета, воды и т. д.

Подходящие материалы

Цветная лазерная гравировка подходит для следующих типов материалов:

1. Металлы. Цвет наносимого изображения получается четким и насыщенным, эффект отличается устойчивостью к внешнему воздействию. Цветная гравировка по металлу основывается на возникновении химической реакции, которая носит название «Эффект побежалости». В результате воздействия лазерного луча на поверхности некоторых типов металлов окрашиваются в разные цвета. Гравировка цветом возможна на металлах, которые склонны к окислению: титане, нержавеющей стали, цирконии, алюминии, никеле, серебре и латуни.
2. Кожа. Гравировка цветом может быть нанесена на предметы самых разных форм, в том числе ежедневники, визитницы, кошельки, чехлы для смартфонов и др. В процессе нанесения изображения на поверхность материала луч фокусируется на материале заготовки (благодаря использованию специальных линз), после чего снимает тонкий слой кожи с поверхности. Такой способ гравировки позволяет исключить деформацию материала и способен гарантировать максимально четкий и точный результат.
3. Стекло. Цветная гравировка на стеклянных поверхностях позволяет гарантировать максимально четкий и насыщенный рисунок, а полная автоматизация процесса исключить возможность брака при переносе эскиза изображения на поверхность предмета.
4. Гранит и керамика.

От чего зависит оттенок и интенсивность цвета?

Интенсивность и конечный оттенок цвета, возникающего в результате интерференции света в оксидной пленке, зависят от нескольких факторов:

• Заданной ПО длительности импульса.
• Толщины материала заготовки.
• От теплофизических характеристик материала, подвергаемого обработке.
• Мощности лазерного луча.
• Толщины оксидной пленки, образованной в процессе нанесения гравировки.

Таблица характеристик для получения цветной гравировки в зависимости от типа металла

Пример воздействия волоконного лазера на пластину из титана, толщина которой составляет 0,5 мм. Длительность установленного импульса – 80 нс.

Пример воздействия волоконного лазера на пластину из нержавеющей стали, толщина которой составляет один мм. Длительность установленного импульса – 80 нс.

В зависимости от того, как будут настроены параметры излучаемых волн в указанных диапазонах, можно получить градиентные переходы и дополнительные оттенки исходного цвета разной насыщенности.

Как изменить цвет?

Настройка цвета может осуществляться тремя способами:

1. Использование лазерных маркираторов, в которых реализована возможность изменения импульса (МОРА). Такие устройства могут менять длительность подаваемых импульсов, а следовательно – изменять мощность луча в большом диапазоне. При использовании этого метода на материал оказывается минимально возможное воздействие, а параметры работы лазера настраиваются с малой дискретностью.
2. Другой способ изменять цвет при гравировке основан на варьировании параметра Hatch, то есть степени заливки. При изменении этой характеристики меняется интенсивность воздействия лазерного луча на поверхность материала. Чем ниже параметр Hatch (интервал между линиями маркировки), тем более темного оттенка на поверхности изделия можно добиться. Таким образом, для того, чтобы получить необходимый цвет на конкретном материале, можно создать матрицу, в ней будут содержаться разные характеристики заливки, на основе которой можно будет вывести, какой параметр соответствует тому или иному цвету.

3. Еще одним способом изменения цвета при нанесении лазерной гравировки является применение карты мощностей в программе EZcad. Для этого в одном из графических редакторов создается файл, размер которого составляет 1 × 1 см (разрешение 600 dpi). К нему применяется заливка и функция «Градиент». Впоследствии файл экспортируется в оттенках серого в формате jpg. Далее, с помощью программы EZcad, к нему применяется карта мощности (Power Map) и задается параметр Drill Mode равный 0,27 ms. Результатом работы становится изображение, в котором в довольно узком диапазоне видно изменение оттенков. В графическом редакторе изображение кадрируется (белые и черные области), растягивается до размера 1 × 3 см, и при повторной гравировке получается результат, в котором эффект побежалости просматривается гораздо лучше, чем при исходном варианте. Благодаря этому можно выделить, какой цвет в редакторе соответствует тому или иному цвету побежалости на материале.

Особенности работы

Процесс нанесения цветной гравировки имеет некоторые особенности:

• Макет изображения должен быть обработан дополнительно, в частности – добавлена контрастность и яркость цветов для определения четких границ.
• В макете должен быть четко прописан каждый цвет как отдельный слой и задана дополнительная гравировка указанных слоев.
• В процессе настройки станка следует учесть, что для достижения максимальной насыщенности отпечатки отдельных импульсов должны перекрывать друг друга.

Какие лазерные граверы подходят для работы?

С металлом

Для нанесения лазерной цветной гравировки используются устройства, в которых излучатели отличаются высокой частотой следования импульсов. Лучше всего для этой роли подходят волоконные лазерные маркираторы.

Наиболее популярными моделями в этой сфере являются:

•  Волоконный лазерный гравер  производства компании SharpLase, оснащенный IPG-излучателем. Устройство обладает высокими техническими характеристиками и позволяет наносить на поверхность материала самые мелкие символы с максимально высокой точностью. Изображения на металл наносятся с высокой резкостью.
• В работе с металлами также популярны маркеры Elixmate с излучателями Superlaser, MaxPhotonics, Raycus, IPG. Используются в рекламных агентствах, производстве сувенирной продукции, для нанесения логотипов, гравировки штрихкодов, маркировки товара и т. д.

 ВАЖНО!  Маркеры с диодными или ламповыми излучателями также могут быть использованы для нанесения гравировки цветом, но получаемый эффект отличается нестабильностью за счет неспособности обеспечить соблюдение интегральных температур.

Пластиком

Наиболее популярными лазерными граверами для работы с пластиком являются:

• Лазерный маркиратор SharpLase. Он позволяет создавать цветную гравировку на пластике без добавления пигментов и примесей, в основе лежит технология изменения физико-химических свойств материала за счет воздействия лазерного луча.
• Лазерный станок Rabbit Flat Bed 2030 G.
• Лазерный маркер Elixmate SM CO2 30W.

Цветной рисунок, который получен в результате нанесения на поверхность предмета лазерной гравировки – новое направление в дизайне. Такие изображения отличаются насыщенностью и долговечностью, они устойчивы к воздействию света, химических веществ и механическим повреждениям. Украшенные таким способом вещи имеют особый перламутровый блеск, который не может быть достигнут с помощью других способов обработки.