Печать лазером на металле

Обновлено: 04.10.2024

Современные аппараты для лазерной резки обладают большим потенциалом при организации бизнеса. Лазерные станки с ЧПУ позволяют наносить изображения на различные материалы: от тканей до металлов. Мощные устройства также используются для раскроя фанеры, металлов и пластиков.

Читайте нашу статью о способах организации бизнеса с использованием лазерного станка.

Содержание

Что такое лазерный станок с ЧПУ и лазерная гравировка?

Лазерный станок с ЧПУ — это аппарат для автоматической обработки различных материалов (дерева, пластика, металла, ткани, кожи и т.д.) лазерным лучом. Принцип работы устройства (например, LaserSolid 690 Lite 100W Ruida) заключается в преобразовании энергии луча когерентного света высокой мощности, генерируемого лазерным излучателем, в тепловую энергию, благодаря которой можно удалить поверхностный слой с обрабатываемого материала, либо разрезать или прожечь лист фанеры, металла (оптоволоконные чпу станки) и других материалов. Основное достоинство лазерных станков — исключительная точность, которая достигается, в частности, благодаря минимальному диаметру пятна лазерного луча и точному позиционированию линий реза или гравировки.

Лазерная гравировка — это метод обработки различных поверхностей лазерным лучом, который позволяет создавать изображения практически любой сложности. Лазерный станок в процессе гравировки обеспечивает высокую точность, которую не гарантирует фрезерный или любой другой станок с ЧПУ. Учитывая возможность обработки даже твердых металлов, лазерный станок является оптимальным инструментом для создания бизнеса.

Различают такие типы лазерной гравировки:

Векторная – рисунок формируется из линий;
Растровая – рисунок сформирован из точек различных оттенков, как в цифровой фотографии.

Преимущества лазерной гравировки, по сравнению с альтернативными методами:

Бесконтактный способ нанесения — предотвращает деформацию необработанных участков материала, поэтому лазерная гравировка может использоваться по тканям и коже;
Высокая степень автоматизации;
Высокая детализация изображения;
Скорость обработки;
Стойкость изображений к физическим воздействиям;
После выполненной гравировки не требуется дополнительная обработка изделия.

Минусы лазерной гравировки:

Необходимо соблюдать технику безопасности при работе со станком, в том числе — запрещается оставлять станок в работе без контроля, в целях пожарной безопасности, а значит работа 24/7 потребует постоянного присутствия оператора.

Технология работы лазерного станка

Гравировка

Лазерная гравировка — популярная услуга при изготовлении сувениров и мерча. Нанесение лазерной гравировки позволяет быстро создать единственный в своём роде предмет и размножить его в кратчайшие сроки, поэтому услугу часто заказывают для персонификации подарков и брендирования сувениров или фирменной продукции.

Изображения, сформированные лазерным лучом, выдерживают воздействие едких сред и механического истирания, при условии, что агрессивное воздействие может выдержать сам материал изделия.

Лазерный станок с ЧПУ может воспроизвести на различных материалах с высокой точностью даже сложные фотографии, поэтому методика нанесения изображений используется для украшения таких предметов, как:

Часы, зажигалки, портсигары, авторучки;
Кошельки и другие кожаные аксессуары;
Ювелирные украшения;
Оружие;
Печати;
Различные декоративные предметы.

А также в изготовлении табличек, вывесок, печатей и штампов.

Удобство работы с лазерным гравером заключается еще и в возможности наносить изображения на цилиндрические и более сложные по форме предметы. Для этого на станке необходимо установить специальный поворотный механизм, с которым станок с ЧПУ сможет наносить изображение на искривленную поверхность без вмешательства оператора.

Маркировка

Лазерная маркировка обладает теми же преимуществами, что и гравировка. В данном случае значимость указанных достоинств даже выше, ведь маркировку используют для идентификации предмета, в том числе автоматическими методами — стойкость нанесенного изображения к внешним воздействию и читаемость тут крайне важны.

Лазерная маркировка облегчает идентификацию и классификацию изделий, что необходимо в процессе учета, хранения и транспортировки. Чаще всего маркировкой обозначают серийный номер изделия, дату изготовления и срок годности, существующие при эксплуатации ограничения.

Для нанесения лазерной маркировки на предметы используются специальные маркираторы. Особенность такого типа устройств — сравнительно небольшие габариты рабочего поля и специальное ПО, содержащее обширную базу шрифтов, штрих-коды и т. д.

Сверление

Сверление лазерным лучом — очень эффективная процедура, поскольку в результате получаются отверстия точно заданного диаметра, которые не нуждаются в дополнительной механической обработке.

Работа станка заключается в прожигании материала лазерным лучом насквозь или на указанную глубину. Лазерное “сверление”, правильнее сказать — перфорацию, применяют для декорирования одежды, обуви и кожгалантереи, а также во многих сферах промышленного производства, где требуется максимальная точность изделий.

Что можно сделать на лазерном станке с ЧПУ: бизнес-идеи чтобы заработать

Лазерная резка металла как бизнес, гравировка и другие идеи

Для выполнения лазерной резки по металлу, понадобится станок с волоконным излучателем. Для гравировки метала и более простых материалов достаточно будет станков с минимальной мощностью — 60 Вт (LaserSolid 690 Pro и LaserSolid 690 Lite), рекомендуемая — 90-120 Вт (LaserSolid 1325). Также существуют аппараты сверхмалой мощности — 50 Вт, которые предназначены для работы с любыми материалами, кроме металлов. Это LaserSolid 640 Lite и LaserSolid 640 Pro+.

Чем мощнее станок, тем более сложную композицию можно на нем создать. Высокая мощность позволяет перфорировать металлические изделия. Маломощные станки подходят только для гравировки.

Клиенты часто заказывают лазерную гравировку металла для украшения сувенирной продукции: брелоков, ручек, USB-флешек, корпусов часов и различных приборов.

Гравировка на пластике и резине, производство печатей

Лазерные граверы позволяют наносить изображения или коды на полимерные материалы. Гравировку на прозрачных пластиках можно подсветить светодиодами, чтобы получить оригинальный визуальный эффект. Так украшают декоративные светильники, ночники, рекламные вывески.

Можно использовать как материал резину, мягкие пластики и силикон — это позволяет производить штампы и печати очень высокого качества почти мгновенно. Одного лазерного станка достаточно, чтобы наладить производство печатей на заказ. При таком применении станок может приносить стабильный и очень неплохой доход.

Лазерная резка фанеры: изготовление мебели и предметов интерьера

C точки зрения бизнес-проектов, интерес представляет создание на лазерном станке уникальных предметов мебели и декоративных изделий из фанеры. Принцип работы очень простой: на компьютере создается сложное изображение, которое может быть в том числе и объемным, многослойным, а станок с ЧПУ лазером вырезает необходимую композицию. С точки зрения использования ресурсов такая работа экономична, при этом полученный результат может обладать высокими эстетическими свойствами и уникальностью, из-за чего будет иметь высокую стоимость, а значит потенциально способен приносить доход.

Чаще всего при изготовлении мебели используют, восьми миллиметровую фанеру. Готовые предметы обладают достаточной прочностью. При создании декоративных панно и экранов для систем отопления, например кожухов на батареи, можно использовать более тонкие древесные плиты. И наоборот, более толстые листы фанеры позволяют делать даже декоративные стены для больших помещений.

Сувенирная продукция, гравюры и брелоки из фанеры

Область применения настольных лазерных граверов, таких как LaserSolid 3020 Lite — изготовление мелкой сувенирной продукции из тонкой фанеры. В настоящее время популярно производство мерча: нанесение логотипов на брелоки, магнитики и другие сувениры.

Принимая во внимание существующий тренд на использование в декоре интерьера эксклюзивных предметов из натуральных материалов, на маленьком лазерном гравере можно наладить серийный выпуск гравированных картин на фанере. Бизнесмен может выпускать как стандартные картины, так и делать панно по эскизам заказчиков.

Производство наружной рекламы, бутафории, декора и уличных вывесок

Станки используются для лазерной резки пластиковых панелей, необходимых при создании наружной рекламы и вывесок. Наиболее популярные материалы в данном случае — виниловые пленки, оргстекло, поликарбонат, ПВХ.

Бизнес по лазерной резке полимерных материалов предоставляет услуги при оформлении выставочных стендов. При наличии достаточных производственных площадей также можно организовать сборку крупногабаритных конструкций, необходимых для уличных вывесок. Чтобы оптимизировать сборочный процесс, дополнительно можно использовать 3D-принтеры, на которых будут напечатаны изогнутые элементы. Внедрение аддитивного производства упростит процесс сборки и снизит вероятность разломов пластиковых панелей при изгибе.

Бизнес-план: лазерная резка фанеры

Как организовать бизнес с использованием лазерного станка? Рассмотрим кейс на примере производства, где режут фанеру.

Установить лазерный аппарат можно на небольшом складе, но надо учитывать нормы пожарной безопасности. Затем необходимо найти надежных поставщиков расходных материалов, то есть — собственно фанеры. Каждый раз при покупке партии фанеры следует проверять качество плиты — от этого зависит точность рисунка, аккуратность обработки и прочность готового изделия.

Перед реализацией проекта следует разработать на компьютере модель резки, а затем — перенести данные на станок.

Финансовые аспекты бизнеса зависят от целей, которые ставит перед собой компания, и выбранного оборудования. Для примера оценим — что необходимо купить при использовании крупного мощного (100 Вт) лазерного станка LaserSolid 1080 Pro. Цена аппарата — 465 000₽.

Рабочее помещение должно обладать мощной вытяжкой, так как при резке фанеры выделяется много пыли и дыма. Следует предусмотреть пространство не только для станка, но и для используемых материалов. По меньшей мере, потребуется помещение площадью 10 кв. м. Стоимость аренды или приобретения помещения зависит от региона.

Помимо станка необходимо приобрести циркулярную пилу, потому что фанерные листы намного превосходят по площади рабочее поле станка. Понадобится шлифовальная машина, чтобы снимать следы от нагара после резки. Также прибавим стоимость самой фанеры.

Преимущества использования лазерного станка с ЧПУ для бизнеса

Лазерные станки с ЧПУ предпочтительнее для организации собственного бизнеса, чем устройства с металлическим режущим инструментом (если вы только начинаете, при развитиии лучше завести и те и другие).

Ключевые преимущества станков с лазером:

Быстрая гравировка, что обеспечивает выполнение большего количества заказов в единицу времени;
Исключительная точность готового изделия (возможные отклонения от установленных параметров — 0,01 мм);
Практически вечный срок сохранения гравировки на предметах;
Использование любых материалов: от ткани до металлов;
Автоматизация, за счет управления компьютером;
Простая фиксация материала, благодаря бесконтактному способу обработки;
Грани и стенки материала после обработки остаются в идеальном состоянии;
Низкий уровень пылеобразования и шума;
Минимальное количество необходимых дополнительных инструментов.

Выводы

Лазерный станок с ЧПУ позволяет наладить масштабное производство со сравнительно небольшими инвестициями. Для установки станка не нужно много места, а цены на станки начинаются приблизительно от 100 000 ₽. Весь процесс — от разработки эскиза или цифровой модели до получения готовой продукции, — может выполнить один работник. Благодаря высокой точности работы станка, результат получается предсказуемо отличным.

Купите лазерный станок с ЧПУ в Top 3D Shop — получите отличный инструмент для бизнеса, с официальной гарантией и лучшей техподдержкой.

3D-принтеры по металлу, технологии и стоимость

В этом подробном гиде мы рассмотрим основные принципы технологий 3D-печати металлами, расскажем о разнице между ними и приведем примеры применения. Прочитав эту статью, вы узнаете об их преимуществах и ограничениях. Читайте статью и смотрите видео о 3D-печати металлами.

Содержание

SLM & DMLS: в чем разница

Выборочное лазерное плавление (SLM) и прямое лазерное спекание металлов (DMLS) являются двумя процессами аддитивного производства, которые относятся к семейству трехмерной печати порошковым слоем. Эти две технологии имеют много общих черт: обе используют лазер для спекания или выборочного плавления частиц металлического порошка, связывая их вместе и создавая слои изделия, один за другим.

Различия между SLM и DMLS сводятся к основам процесса склеивания частиц (а также к патентам): в SLM лазер расплавляет металлический порошок, а в DMLS частицы порошка нагреваются меньше и спекаются между собой, не переходя в жидкую фазу.

Основное отличие DMLS от традиционных технологий производства металлических деталей в том, что DMLS-принтер создает объекты без остаточных внутренних напряжений, которые могут снижать качество металлических компонентов изготовленных литьем и штамповкой. Это важно для деталей производимых для автомобильной и аэрокосмической отрасли, так как они должны выдерживать высокие нагрузки.

В SLM лазер расплавляет каждый слой металлического порошка, и перепады температур могут приводить к возникновению внутренних напряжений в детали, что потенциально может сказаться на ее качестве, хоть и в меньшей степени чем, например, при литье. В этом вопросе преимущество SLM перед традиционными технологиями меньше, чем преимущество DMLS. С другой стороны, спеченные по технологии DMLS детали уступают в монолитности и запасе прочности деталям напечатанным по методу SLM.

Технологии похожи до степени смешения, как по принципу действия, так и по используемым техническим решениям, потому некоторые 3D-принтеры способны печатать по обеим методикам.

Обе технологии, SLM и DMLS, используются в промышленности для создания деталей для различных областей машиностроения. В этой статье мы используем термин «3D-печать металлами» для обозначения обоих процессов в целом, и описываем их основные механизмы, что поможет инженерам и дизайнерам в понимании преимуществ и ограничений технологии.

Расскажем и о других технологиях 3D-печати металлами, менее распространенных, таких как электронно-лучевое плавление (EBM) и ультразвуковое аддитивное производство (UAM).

Тем, кто начинает работать с 3D-принтерами, печатающими металлами, нужно ознакомиться с кратким пособием, чтобы избежать основных ошибок в проектировании 3D-печатных металлических конструкций и деталей из металла. Здесь мы делаем акцент на технологиях лазерной обработки металлического порошка — DMLS и DMLM.

Процесс печати SLM / DMLS:

Более подробно о методе SLM Вы можете прочитать в нашей статье.

Как работает 3D-печать металлами

Процессы изготовления деталей по технологиям SLM и DMLS очень схожи.
Основные этапы:

Камеру построения сначала заполняют инертным газом (например, аргоном) для минимизации окисления металлического порошка, а затем нагревают до оптимальной температуры производства.

Тонкий слой металлического порошка распределяется по платформе построения, а высокомощный лазер сканирует поперечное сечение компонента, плавя или спекая вместе металлические частицы и создавая следующий слой. Вся область модели подвергается обработке, поэтому деталь сразу твердая.

После завершения формирования слоя, платформа построения опускается на толщину слоя и рекоутер наносит следующий слой порошка. Процесс повторяется до завершения всей детали.

Когда процесс печати завершается, детали полностью находятся в металлическом порошке. В отличие от процесса спекания полимерного порошкового слоя (такого как SLS), детали прикрепляются к платформе построения с помощью области поддержки. Области поддержки строятся с использованием того же материала, что и деталь, их необходимо использовать для избегания деформации и искажений, которые могут возникнуть из-за высоких температур обработки.

Когда камера построения остывает до комнатной температуры, неизрасходованный порошок вручную удаляется, а детали обычно подвергаются дополнительной термической обработке для снятия остаточных напряжений, затем удаляют поддержки. Детали отделяются от платформы построения и готовы к использованию или последующей обработке.

Схема принтера SLM / DMLS:

Характеристики SLM & DMLS

Параметры принтера

В SLM и DMLS почти все параметры процесса устанавливаются производителем принтера. Высота слоя, используемого в 3D-печати металлами, колеблется обычно от 20 до 50 микрон и зависит от свойств материала.

Стандартная область 3D-печати металлами варьируется около 250 x 150 x 150 мм, доступны принтеры и с большей областью печати, около 500 x 280 x 360 мм. Точность размеров, которую может достичь 3D-принтер для печати металлами, составляет приблизительно ± 0,1 мм.

Металлический порошок в SLM и DMLS используются повторно: обычно менее 5% уходит в отходы. После каждой печати неиспользованный порошок собирают, просеивают и затем смешивают с новым материалом, до состава необходимого для следующей печати.
В отходы идут, в основном, поддержки.

Небольшое серийное производство рамы велосипеда с использованием SLM. Предоставлено: Renishaw и Empire Cycles.

Адгезия между слоями

Металлические детали, изготовленные методами SLM и DMLS, имеют почти изотропные механические и термические свойства. Они твердые, с очень небольшой внутренней пористостью (менее 0,2-0,5%).

Металлические 3D-печатные детали имеют более высокую прочность и твердость и часто более гибкие, чем детали, изготовленные традиционным способом. Однако они более склонны к усталости.

Например, посмотрите в таблице ниже на механические свойства 3D-печатного сплава AlSi10Mg EOS и литого сплава A360. Эти два материала имеют очень похожий химический состав, с высоким содержанием кремния и магния. 3D-печатные детали имеют превосходные механические свойства и более высокую твердость по сравнению с литым материалом.

Из-за гранулированной формы порошка, шероховатость поверхности (Ra) металлической 3D-печатной детали составляет примерно 6-10 мкм. Эта относительно высокая шероховатость поверхности может частично объяснить более низкую усталостную прочность сплава.

Сравнение механических свойств отдельных разновидностей 3D-печатных и литых деталей:

Делаем из 3D-принтера лазерный гравер

3D-принтеры стали дешевле и доступнее. А раз так, появились умельцы, которые начали думать, как расширить возможности этих современных и полезных устройств, добавив им новые функции. Вы найдете в статье общие принципы, конкретные примеры таких переделок и начальные сведения о работе с новым устройством. А также узнаете, какие существуют альтернативные варианты покупных 3D МФУ, в которых совмещаются лазерный гравер и 3D-принтер, а в некоторых и фрезер с ЧПУ.

Для того, чтобы превратить 3D-принтер в резак и гравер, нужно установить на него лазерный модуль и программно управлять им. Ниже даны два варианта такой переделки.

Простой способ добавить лазерный резак и гравер к дешевому 3D принтеру

Рассмотрим, как можно добавить в китайский 3D принтер Tevo Tarantula лазерный модуль мощностью 2,5 Вт.

Такая модификация справится с резкой тонкой фанеры, шпона, EVA-пены (этиленвинилацета), картона и бумаги, используемых в рекламе и оформлении листовых материалов, а более толстые материалы, включая древесину, кожу и пластик, сможет гравировать.

Лазерный модуль

Выбранный лазерный модуль LA03-2500 удобен тем, что у него один разъем для подключения питания с напряжением 12 вольт, т. е. не нужен дополнительный регулятор напряжения. В Tevo Tarantula охлаждающий вентилятор не предусмотрен. Но некоторые его добавляют, для улучшения качества печати, и регулируют скоростью вращения лопастей, меняя напряжение на входе вентилятора программно. При такой доработке лазерный модуль напрямую можно подключить вместо вентилятора принтера и так же программно управлять лазером. Будет не только «вкл.» или «выкл.», но 255 уровней между ними.

Для охлаждения во время работы, на верхней части модуля установлен маленький кулер. Ещё есть фокусировочное кольцо, с помощью которого регулируется фокусное расстояние в соответствии с текущей высотой по оси Z.

Не забудьте купить специальные очки, для защиты глаз от интенсивного лазерного излучения.

Подключение питания

Вентилятор 3D-принтера не используется, когда работает лазерный резак, и наоборот. А так как и резак, и вентилятор принтера используют одни и те же контакты на плате управления двигателем MKS Gen, можно вывести с этих контактов единственный кабель со штекером на конце. А к кабелю вентилятора припаять разъём-гнездо. Чтобы поменять лазер на вентилятор, нужно всего лишь переткнуть штекер в нужный разъем. Это удобно — в считанные секунды можно перейти из режима 3D-принтера в режим лазерной резки/гравировки.

Кабель со штекером, идущий от платы (слева), разъем вентилятора (посередине) и разъем лазера (справа).

Установка лазера

Часто при создании гравера на основе 3D-принтера модульный блок устанавливают вместо экструдера. Но можно установить их рядом, желательно — как можно ближе друг к другу. Тогда не придётся снимать и устанавливать попеременно лазер и экструдер каждый раз, когда они потребуются, и сбивать при этом настройки.

Работа с векторной графикой

Сначала растровое изображение переводят в кривые с помощью бесплатного векторного графического редактора InkScape. А плагин J-Teck Photonics Laser Tool превращает векторный рисунок в Gcode. Плагин хорошо справляется с вырезанием контуров, текстов или фигур из картона.

Для гравировки растровых изображений нужен другой программный инструмент, под управлением которого лазер ставит точки на объекте в соответствии с яркостью исходной картинки.

Превращение 3D-принтера в лазерный гравер, требующее небольшой доработки

Почти любой 3D-принтер можно преобразовать в лазерный гравер/резак, способный резать дерево и гравировать практически на любом материале, кроме камня, керамики, стекла и металлов.

Лазер и оборудование

Какую модель лазера выбрать? С лазером мощностью 0,5 Вт можно гравировать только на дереве, пластике или коже. Такие лазеры стоят довольно дешево.

Лазеры с более высокой выходной мощностью позволяют гравировать глубже и быстрее, а также режут фанеру. Лазер мощностью 2,5 Вт сможет разрезать фанеру толщиной 4 мм за несколько проходов.

Вот ссылки на несколько разных лазеров и регулятор напряжения 5В:

Подготовка 3D принтера для установки лазера

Сначала отсоедините вентилятор, экструдер и выньте держатель экструдера, чтобы просверлить в нем 2 отверстия для шурупов, которыми будет крепиться лазер.

Драйвер этого лазера с TTL-модуляцией требует не более 5 вольт питания, а порт 3D-принтера для питания вентилятора дает напряжение 12 В, приходится его понижать через регулятор напряжения.

После того, как припаяны провода к регулятору, нужно подключить лазерный диод, вентилятор, порт TTL и основной источник питания к маленькой материнской плате, которая входит в комплект лазера.

Установка лазера на 3D принтер

Поставьте обратно на принтер держатель и прикрутите к нему винтами лазерный модуль. Для дополнительного охлаждения модуля во время работы снизу в держателе можно просверлить дополнительные отверстия. Подсоедините контакты регулятора напряжения к порту вентилятора, откуда лазеру будут поступать команды — с какой мощностью работать по время гравирования. Последний шаг — подключить материнскую плату лазерного модуля к источнику питания. Для питания материнской платы можно использовать источник постоянного тока на 12 вольт или любой адаптер с таким же напряжением, который дает ток не менее 2 А.

И не забудьте о защитных очках!

Установите головку лазера в нулевую позицию (команда G28) и попробуйте порегулировать мощность в диапазоне от 1 до 255.

Вы можете наблюдать, как луч лазера почти гаснет и затем выдает максимальную мощность в 255.

Чтобы лучше понять, сфокусирован ли лазер, нужно уменьшить мощность до минимума и положить лист бумаги на рабочий стол (площадку). Крутите линзу лазера, пока луч не сфокусируется в маленькую точку.

Программное обеспечение для гравировки

Теперь пришла очередь заняться программным обеспечением для выполнения гравировки.

Скачайте векторный графический редактор Inkscape и два плагина для лазерной гравировки

► Плагин Raster 2 Laser GCode generator для генерации Gcode для лазерного резака / гравера, может работать с градациями серого

► Плагин для гравирования или вырезания по контуру J-Tech Photonics Laser Tool

После инсталляции программы Inkscape распакуйте оба плагина и скопируйте содержимое архивов в папку . \Inkscape\share\extensions. Затем запустите программу и задайте рабочее пространство.

После этого импортируем изображение и переводим его в векторную форму, выполнив команду Trace Bitmap.

Не забудьте задать нужный размер изображения и поместить его в левый нижний угол.

Итак, первый плагин выгравирует изображение с заполнением 100%. Установите скорость около 1000 и нажмите Apply («Применить»). G-код сгенерируется виде txt-файла, замените расширение .txt на .gcode, вот и всё. Гравирование изображений довольно медленный процесс, но могут получиться действительно красивые картинки.

Гравировка или вырезание контуров

Для этого метода используется плагин J-Tech Photonics Laser Tool — плагин для фриварной программы для работы с векторной графикой InkScape. Нужно также установить правильную скорость гравировки и задать желаемое количество проходов, что удобно, если вы хотите разрезать фанеру.

Лазер мощностью 2,5 Вт способен разрезать фанеру толщиной 4 мм, на это уходит немного больше времени и гораздо больше проходов, но в целом это очень практичное оборудование для всех любителей техники и изготовления поделок. Если вы увлекаетесь электроникой, вы сможете гравировать свои собственные матрицы для печатных плат и многое другое.

Смотрите видео, где детально показан процесс переделки 3d принтера в лазерный гравер.

Лучшее 3D-МФУ 2019 года

Многофункциональные 3D-принтеры встречаются довольно редко, лишь немногие производители пытаются объединить несколько инструментальных процессов в один простой в использовании пакет. Некоторые из таких устройств подходят только для несложных мелких работ, но встречаются и полнофункциональные машины профессионального уровня.

По рейтингу журнала о 3D-печати " AL3DP", лучшее на 2019 год компактное 3D-МФУ, совмещающее в себе 3D-принтер, лазерный гравер и ЧПУ-фрезер — Snapmaker. Его просто использовать, независимо от того, нужна ли вам 3D-печать, лазерная гравировка или фрезерование с ЧПУ. Любой новичок с ним справится.

Готовые варианты 3D-МФУ

Технология печати: FDM
Программное обеспечение: Snapmaker3D, Cura, Simplify3D, Slic3r
Операционная система macOS, Windows
Дисплей цветной touchscreen
Поддерживаемые материалы: PLA; PVA; ABS; Nylon
Температура экструдера: 250 С
Толщина слоя от: 50 мкм
Скорость печати: 100 мм/с
Размер рабочего поля 90x90x50 / 125x125
Цена: 135 540 руб.

Компактная, удобная в сборке и работе конструкция из модульных элементов, прочные металлические компоненты, быстрая замена модулей для разных типов работ, понятное и простое фирменное программное обеспечение Snap3D и совместимость с другим ПО, так что вам не придется отказываться от любимых программ — Snapmaker хорошо подойдет для обучения, хобби и штучного производства в домашних и офисных условиях. Также, благодаря современному дизайну, станет хорошим подарком.

Winbo Super Helper SH155L

Технология печати: FDM
Поддерживаемые материалы: PLA
Рабочая камера: 155 х 155 х 205 мм
Точность позиционирования: Z 0,00025 мм/ Y 0,0125 мм
Температура в области печати: 240 С
Толщина слоя от: 40 мкм
Скорость печати: 100 мм/с

Портативный, простой бюджетный 3D-принтер, совмещенный в одном корпусе с лазерным гравером. С ним справятся даже дети и подростки, а стоит он дешевле аналогов. Прекрасный вариант для комплектации классов или подарка ребенку старшего школьного возраста, ознакомленному с техникой безопасности.

Технология печати: FDM
Количество экструдеров: 2
Поддерживаемые материалы для принтера: ABS, PLA, PETG, HIPS, PVA, SBS
Материалы для фрезера: фанера, акрил, цветные металлы, Для гравера: тёмные пластики, пленки
Специализация: Архитектура; Упаковка; Дизайн; Реклама; Макетирование; Сувенирная продукция; Автомобильная промышленность; Производство
Температура экструдера: 270°С
Подогреваемая платформа: да
Температура печатного стола: 115°С
Точность по осям X, Y, мм: 0,01

Новая отечественная разработка в закрытом металлическом корпусе. Съемная рабочая головка и столы легко меняются для выбранного вида работы. Работает с самыми разнообразными материалами. Аппарат профессионального класса, который можно применять для оказания услуг по 3D-печати и лазерной гравировке.

Dobot Mooz 2 Full set

Поддерживаемые материалы для принтера: PLA, ABS, ПК, FLEX
Скорость печати: 10 ~ 80 мм / с
Материалы для фрезера: дерево, пластмассы, плиты печатных плат и большинство неметаллических материалов
Материалы для гравера: дерево, бумажные изделия, некоторые пластмассы, кожа и т. д.
Температура экструдера: 190 ~ 260 ℃

Настраиваемый 3D-принтер со сменными головками для 3D-печати, лазерной гравировки и резки с ЧПУ. Приобретая одну машину вместо отдельного принтера, гравера и станка ЧПУ, вы экономите средства.

Простое в использовании и интуитивно понятное МФУ прекрасно подойдёт новичку. Его могут использовать и преподаватели. С его помощью можно реализовать множество творческих идей.

Отличия DOBOT MOOZ-2 Full Set от других моделей линейки: два привода по оси Z и полный набор модулей.

DOBOT MOOZ выиграл iF DESIGN AWARD 2018 за инновационный дизайн и многочисленные функции.

Доступный универсальный 3D-принтер со сменными головками. Меняя головки, вы можете использовать MOOZ-1 как 3D принтер, лазерный гравер и фрезеровальный станок с ЧПУ. Независимо от того, любитель вы или профессиональный дизайнер, МФУ поможет точно выполнить ваш замысел.

По сравнению с DOBOT MOOZ-2, DOBOT MOOZ-1 — более простой принтер с одним приводом по оси Z.

Калибровка: авто
Поддерживаемые материалы: ABS;PLA;HIPS;FLEX;SBS;Нейлон;PVA;Rubber
Скорость печати: 100 мм/c
Рабочая камера: 290 x 220 х 210 мм
Платформа: подогреваемая, перфорированная.

3D-принтер + гравер. В камере установлена система вентиляции и фильтрации, которая уменьшает запах при гравировании. Предусмотрена система безопасности при гравировке — если открыть крышку, процесс прекратится.

Технология печати: FDM
Температура экструдера: 350°С
Поддерживаемые материалы: ABS, PLA, PC, PVA, NYLON, PET-G, WAX, FOAM, PLASTICS
Скорость печати: 1800 мм/мин
Специализация: Архитектура; Упаковка; Реклама; Макетирование; Сувенирная продукция; Образование; Производство
Цена: доступен по предзаказу, уточняйте на сайте

Еще один вариант 3D-МФУ, хоть и без лазера, но тоже заслуживающий внимания, Halo выиграл награду CES 2018 Best of Innovation в категории 3D-печать. В Halo головка и платформа движутся по 5 осям, головка может подходить к изделию под разными углами. CNC-фрезер 3D особенно полезен для ремесленного производства.

Операционная система: Windows, MAC, Linux
Температура в области печати: 290°С
Поддерживаемые материалы: ABS;PLA;PETG;PC;HIPS
Материалы для станка с ЧПУ: пенопласт, латекс, МДФ, фанера, кожа, картон, металл (при 10Вт)
Область печати: 240х300 мм
Размер рабочего поля: 400х400х80 мм (фрезер), 500х500 мм (гравер)

В одной машине совмещаются 3D-принтер, лазерный резак и фрезер с ЧПУ, без всякого ущерба для производительности и качества каждого инструмента.

Источник бесперебойного питания
Разрешение 6 микрон с погрешностью 0,00015%.

Система Rapid-Swap позволяет легко менять инструменты и использовать все функции BoXZY: 3D принтер, ЧПУ-фрезер и лазерный гравер.

В качестве фрезерного станка с ЧПУ BoXZY работает с пластмассами, твердыми породами дерева, алюминием, латунью, бронзой, серебром и многим другим.

В заключение

Если вы решили проявить свои таланты конструктора и изобретателя, и вам требуется недорогой 3D-принтер для переделок, сотрудники Top 3D Shop помогут вам его подобрать. А если вам интереснее приобрести готовое многофункциональное устройство, они тоже рады помочь!

Лазерная гравировка на металле

Гравировка по металлу – одна из старейших технологий его художественной обработки, не потерявшая своей актуальности и по сей день. Правда, сейчас во многих областях механический и пескоструйный способы нанесения рисунка постепенно уступают место лазерной гравировке.

Плюсы и минусы

Сама по себе технология гравировки металла имеет тысячелетнюю историю. С ее помощью украшали доспехи, оружие, ювелирные изделия. Лазерная гравировка – относительно новая ступень в ходе развития процесса. Как и любая другая, гравировка лазером имеет свои плюсы и минусы.

Плюсы:

возможность исполнения в короткие сроки;
деликатная работа с большинством материалов;
возможность нанесения изображения различного уровня сложности;
высокое качество конечного изображения;
долговечность гравировки;
бесконтактный способ нанесения.

Минусы:

Гравировка по металлу выполняется в различных техниках, существует несколько ее видов.

В первую очередь следует различать профессиональную и сувенирную гравировку. Первая должна быть выполнена с соблюдением ГОСТов, включающих в себя требования к массе характеристик: от глубины нанесения до контрастности. Такая гравировка применяется при нанесении товарных знаков, номера партии, штрих-кода.

Сувенирная гравировка носит в большей степени декоративный характер и более требовательна к вопросам эстетики. Сувенирной гравировкой являются дарственные надписи, логотипы на сувенирах и т. п.

При заказе любой лазерной гравировки помните, что выбрать ее цвет невозможно – он будет напрямую зависеть от металла. Гравировка наносится путем удаления какой-то части материала с поверхности, без применения красящих веществ. Предугадать цвет рисунка проблематично, особенно если материал незнакомый. Латунь выдает гравировку с желтым оттенком, сталь и алюминий – с серебристым. Цвет гравировки на хромированном или окрашенном металле будет совпадать с цветом чистого материала.

Отдельной услугой возможно чернение или в некоторых случаях окраска рисунка.

Плоская

Плоской называется самая простая гравировка, наносимая на плоские поверхности и имеющая минимальную глубину. Базовая глубина, на которую выполняется лазерная гравировка металла, – от 0,003 до 0,005 дюйма.

Подобная гравировка доступна большинству лазеров и применяется для нанесения не требующих особых углублений рисунков и надписей.

3D-гравировка – это воспроизведение на металле приподнятых полостей, создающих на поверхности 3D-эффект за счет изменения отражающей способности материала. Данная технология изначально создана для изготовления различного инструмента, используется при производстве пресс-форм.

Помимо этого, 3D-гравировкой может называться вполне плоское изображение, создающее лишь иллюзию 3D, подобную той, что дают всем известные граффити-дыры на асфальте.

Современные лазеры позволяют создавать гравировки любого уровня сложности.

Глубокая

Глубокая гравировка – современная альтернатива фрезеровке металла. Эта технология быстрее и дешевле. С ее помощью создаются рельефные изображения, она применяется, когда необходима гравировка на глубину, превышающую стандартные для лазера величины. Изначально данный метод использовался в промышленности. С его помощью изготавливают печатные валы, маркируют ряд промышленных изделий, выполняют гравировку алюминиевых и стальных приборных панелей. Кроме того, эта методика применяется при производстве штампов и форм для литья, матриц, пуансонов и ударных клейм.

Лазер несколько раз проходит по поверхности. В промежутках между проходами производятся чистки при настройке лазера на небольшую мощность и высокую частоту. В случае когда необходимо выполнить глубокую гравировку на окрашенных порошковой краской объектах, лазер сначала очищает объект от краски, а затем углубляется в металл.

Материалы и оборудование

Теперь разберемся, что необходимо для выполнения лазерной гравировки.

Гравировальный аппарат

Наиболее известные и популярные в данной области приборы – лазерные граверы CO2, работающие за счет длинного инфракрасного излучения, производимого молекулами CO2.

С чистыми металлами большинство таких моделей работать не могут из-за высокой теплопроводности материала и его гладкости. Эти варианты граверов подходят в большей степени для стекла, древесины, керамики и т. д. На металле изображение может быть выгравировано, если на материале присутствует специальное покрытие, пример – эмаль на латуни или анодированный алюминий.

Плюс таких лазеров – наиболее выгодная цена, зависящая от мощности устройства, его размеров и производителя.

Второй вариант – твердотельные лазеры и волоконные лазеры. От моделей, работающих с CO2, их отличает другой тип излучения и, соответственно, длина волны. Такие модели дороже, но спокойно работают с металлом.

Преимущество здесь за волоконными лазерами, потребляющими меньше мощностей и имеющими длительный срок службы. Для формирования луча подобные аппараты используют волоконные светодиоды.

Они мобильнее и способны на более точное нанесение рисунка.

Программное обеспечение

Для создания изображения, проработки чертежей и расчетов необходимо специальное программное обеспечение. В зависимости от производителя, граверы могут поставляться с собственным пакетом программ или работать со стандартными AutoCAD, CorelDRAW, Adobe Illustrator и т. д.

Паста

Специальный состав в виде пасты помогает производить максимально качественную гравировку даже сложных изображений. Паста тонким слоем наносится на чистый (!) металл в месте будущего рисунка. Паста каталитически приводит к снятию тончайшего слоя металла.

Работать с пастой можно маломощным гравером (от 40 Вт). Из материалов подходят цветные металлы, титан, нержавейка.

Сходные составы выпускаются в виде спреев, но их сложнее хранить, и они обладают меньшим сроком годности.

Лента «CerMark»

Альтернатива пасте. С ее помощью рисунок выходит черным и контрастным. Считается более безопасной, чем паста, но требует знания технологии работы с ней и подходит только для плоских поверхностей.

Ход работы должен быть следующим:

очистить и обезжирить заготовку;
приклеить к металлу отрезок ленты;
настроить аппарат, скорость обработки вычисляется по схеме: максимальная мощность х 0,3;
выполнить рисунок;
удалить ленту;
протереть или промыть заготовку.

Кроме перечисленных инструментов, в зависимости от того, какие работы планируется выполнять, вам также могут потребоваться:

вытяжка для дыма и мелких отходов;
дополнительная система охлаждения (мощные CO2 лазеры и лазеры АИГ);
установка для круговой гравировки;
система обдува, снижающая риск возгорания материала;
сотовый стол для резки тонкого металла;
специальный вакуумный стол для работы с самыми тонкими материалами;
сменные фокусные линзы.

Описание технологии

Гравирование – довольно сложный процесс, требующий определенной сноровки. Для успешной работы с аппаратом и точного нанесения гравировки необходимы тренировки. И, само собой, нужно понимать основные принципы работы.

Для начала необходимо создать макет рисунка, загрузить его в память устройства и настроить аппарат. Когда инструмент настроен, а макет готов, объект, на котором необходимо выполнить гравировку, фиксируется в станке.

Лазер испаряет частицы материала с его поверхности. Можно изменять мощность воздействия луча, что будет влиять на глубину линий на металле, на то, насколько линии будут темными и т. д.

В большинстве современных граверов все процессы автоматизированы, и мастер после подготовительного этапа лишь контролирует процесс.

Отдельного внимания заслуживает такой метод, гравировки, как объединение ее с электролизом. Это весьма сложный процесс, заключающийся в покрытии обезжиренной заготовки из металла специальным лаком или парафином, выполнении на ней гравировки и дальнейшем погружении заготовки в электролитическую жидкость, причем слой лака должен оставаться в этот момент над раствором. После этого в жидкость опускаются электроды. Их общая площадь должна превышать площадь изображения на заготовке. К электродам подключают источник постоянного тока («+» – на заготовку, «–» – на электроды). Ток подается минимум на 3 минуты, максимум – на 15 минут, заготовка должна в это время быть неподвижной. Лак снимается, изделие протирается насухо.

Стоит ли четкий и контрастный рисунок таких хлопот – решать вам.

Как убрать гравировку?

Таким образом, хотя лазерная гравировка – это на большинстве этапов автоматизированный процесс, он все же требует определенных знаний и сноровки. Вы должны понимать, какой перед вами материал, как и на какую глубину с ним работать, какой цвет он выдаст в итоге. Кроме того, необходимо разработать макет для рисунка и верно настроить лазер. Знание основных аспектов исполнения гравировки на металле поможет вам не только определиться, хотите ли вы попробовать освоить этот навык, но и понять, какое оборудование будет для этого необходимо, а также разобраться в некоторых тонкостях.

Все о лазерной гравировке

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.

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: