Мир лазерной обработки шагнул далеко за пределы простого 2D-травления поверхности. Сегодня 3D-лазерная гравировка (или глубокая гравировка) позволяет производителям создавать потрясающие тактильные рельефы, текстурированные узоры и бесшовные маркировки на неплоских, изогнутых поверхностях. Этот революционный сдвиг полностью зависит от одного решающего фактора: выбора правильного материала.
Итак, какие материалы лучше всего подходят для этого сложного процесса? Наиболее совместимыми и эффективными материалами для настоящей 3D-контурной обработки и глубокой резьбы являются Дерево и Кожа, Анодированные металлы и Литьевой акрил.
Органические материалы, как правило, являются чемпионами глубокой гравировки при использовании CO2-лазера. Их клеточная структура позволяет им чисто испаряться, оставляя после себя высококонтрастные, текстурированные и глубокие рельефы.
Дерево является золотым стандартом для глубокой гравировки, потому что оно эффективно обугливается и испаряется под лучом CO2-лазера. Результатом является высококонтрастный рельеф с красивой, естественной текстурой.
Совместимость: Отлично подходит для CO2-лазеров.
Лучшее применение: Создание топографических карт, пользовательских деревянных вывесок с глубоким рельефом, архитектурных моделей и текстурированных узоров, где пользователь может почувствовать разницу в глубине.
Совет профессионала: Для максимальной глубины используйте меньшую скорость и большую мощность, выполняя несколько проходов. Чтобы улучшить контрастность, очистите окончательную гравировку зубной щеткой и мягким мылом, затем запечатайте ее масляной отделкой, чтобы сделать обугленные участки темнее. Обратите внимание на роль направления волокон: вертикальное волокно, как правило, лучше сохраняет детали, чем горизонтальное волокно при глубокой резьбе.
Натуральная и искусственная кожа являются популярными материалами для 3D-гравировки благодаря их роскошному ощущению и богатой патине, создаваемой лазером.
Совместимость: Очень хорошо для CO2. Также можно использовать волоконные лазеры, но CO2 обеспечивает лучший контроль над глубиной для натуральных материалов.
Лучшее применение: Персонализация пользовательских кошельков, создание уникальных дизайнов ремней или изготовление сложных нашивок с различными эффектами глубины для имитации строчки или тонких скульптурных деталей.
Совет профессионала: Тщательно протестируйте настройки скорости и мощности. Кожа имеет низкую температуру воспламенения, и использование чрезмерной мощности может быстро прожечь материал, испортив эффект 3D-рельефа. Мягкий, многопроходный подход всегда безопаснее и дает лучшие результаты, чем один агрессивный проход.
Кориан, непористый твердый материал, состоящий из акрилового полимера и тригидрата оксида алюминия, является недооцененной жемчужиной в 3D-гравировке.
Совместимость: Хорошо для CO2.
Лучшее применение: Элитные архитектурные модели, вывески музейного качества и создание мелких, точных форм. В отличие от дерева, кориан обеспечивает гладкий, нетекстурированный фон, позволяя самой вариации глубины быть основной визуальной особенностью.
Для применений, где скорость удаления материала, цветовой контраст и долговечность имеют первостепенное значение, предпочтительны материалы, совместимые с волоконными лазерными системами, или инженерные пластмассы, подходящие для CO2.
Хотя для настоящей глубокой резьбы в твердом металле требуются специализированные, мощные фемтосекундные лазеры, 3D-лазерные системы широко используются на анодированном алюминии для высокоскоростной контурной маркировки.
Совместимость: Идеально подходит для волоконных лазеров.
Лучшее применение: Сериализация и брендинг на изогнутых поверхностях корпусов потребительской электроники, медицинских инструментов или автомобильных деталей. 3D-возможность используется для поддержания постоянной точки фокусировки по всей кривизне, быстро удаляя цветной анодный слой, чтобы выявить яркий алюминий под ним. Скорость и качество маркировки на изогнутых поверхностях делают этот материал очень эффективным.
Акрил (PMMA) является распространенным материалом, но его тип имеет решающее значение для успеха в 3D-применении.
Совместимость: Отлично подходит для CO2.
Критическое различие: Литьевой акрил - единственный тип, рекомендованный для глубокой резьбы и 3D-рельефа. При попадании лазера литьевой акрил чисто испаряется в мелкий порошок, оставляя матовое, текстурированное и чистое травление, которое идеально подходит для рельефных работ. Экструдированный акрил плавится в липкое вещество при глубокой гравировке, создавая липкий, неровный беспорядок, который портит желаемый 3D-эффект. Всегда проверяйте, является ли ваш акрил литьевым, прежде чем пытаться выполнить глубокую гравировку.
Эти инженерные пластмассы обеспечивают стабильность и точность, что делает их ценными для функциональных компонентов.
Совместимость: Подходит как для CO2, так и для волоконных лазеров (в зависимости от цветовых добавок).
Лучшее применение: Создание точных текстур на деталях машин, добавление глубины прототипам или гравировка высокодетализированного текста в корпусах. Делрин, в частности, обеспечивает исключительно чистые результаты гравировки с низким плавлением, подходящие для тонких 3D-работ. ABS, хотя и пригоден для работы, требует строгой вытяжки дыма из-за потенциального выделения токсичных соединений.
Ни одно обсуждение лазерной совместимости не обходится без рассмотрения материалов, которые представляют серьезную опасность для оператора, оборудования и объекта. Повышенная мощность и многократные проходы, используемые в 3D-гравировке, усиливают опасности, связанные с этими материалами.
Это самый важный материал, которого следует избегать. Никогда не помещайте ПВХ или винил в лазерный гравер.
Причина: При нагревании лазером ПВХ или винил разлагаются и выделяют высококоррозионную соляную кислоту (в виде хлорного газа). Этот токсичный газ представляет непосредственную опасность для здоровья человека и систематически разрушит оптику, проводку, зеркала и все металлические компоненты внутри корпуса машины. Это повреждение часто является непоправимым и аннулирует гарантии на оборудование.
Хотя некоторая легкая маркировка на этих материалах возможна, попытка глубокой 3D-рельефной резьбы сопряжена со значительным риском.
Причина: И поликарбонат, и ABS имеют тенденцию плавиться и кипеть при высокой мощности лазера, что приводит к непоследовательным результатам низкого качества. Что еще опаснее, они выделяют канцерогенные пары (например, цианидные соединения из ABS) и представляют высокий риск воспламенения. Если вы должны обрабатывать их, используйте минимальную мощность и убедитесь, что ваша система вентиляции первоклассная.
Эта категория пластмасс, часто используемых в упаковке и изоляции, чрезвычайно рискованна.
Причина: Эти материалы имеют чрезвычайно низкую температуру плавления и очень летучие и легко воспламеняются. Попытка создать глубокий 3D-разрез почти наверняка приведет к их мгновенному воспламенению, представляя непосредственную пожарную опасность внутри корпуса машины. Всегда проверяйте химический состав любой пены перед лазерной обработкой.
3D-лазерная гравировка представляет собой скачок вперед в настройке и производстве, позволяя получать художественные детали и функциональную точность, ранее предназначавшуюся для специализированного субтрактивного фрезерования с ЧПУ. Успех любого 3D-лазерного проекта, будь то глубокая рельефная резьба по дереву или высокоскоростная маркировка на изогнутом алюминиевом корпусе телефона, напрямую зависит от выбора материала.
Это руководство предоставляет базовые знания для навигации по 3D-лазерному ландшафту. Мы рекомендуем вам изучить наш связанный контент по оптимизации настроек машины для глубокой резки и обеспечению соответствия вашей вентиляции промышленным стандартам. Дайте нам знать, если вы хотите углубиться в рекомендуемые настройки многопроходной обработки для твердых пород дерева или изучить другое направление для передовых методов создания текстуры на коже.