激光雕刻-概念

点击次数:181   日期:2022-04-29

激光雕刻加工是利用数控技术为基础,激光为加工媒介。加工材料在激光雕刻照射下瞬间的熔化和气化的物理变性,能使激光雕刻达到加工的目的。激光镌刻就是运用激光技术在物件上面刻写文字,这种技术刻出来的字没有刻痕,物体表面依然光滑,字迹亦不会磨损。

技术简介

激光雕刻加工是利用数控技术为基础,激光为加工媒介。加工材料在激光照射下瞬间的熔化和气化的物理变性,达到加工的目的。激光加工特点:与材料表面没有接触,不受机械运动影响,表面不会变形,一般无需固定。不受材料的弹性、柔韧影响,方便对软质材料加工。加工精度高,速度快,应用领域广泛。

常见方式

1、分为激光切割、激光雕刻、激光打标、玻璃(水晶)内雕等几种.

2、工艺是通过激光雕刻机,激光打标机,激光切割机等设备来实现.

常见材质

非金属材料加工(co2激光):有机玻璃、木材、皮革、布料、塑料、印刷用胶皮版、双色板、玻璃、合成水晶、牛角、纸板、密度板、大理石、玉石等

金属材料加工(YAG激光)常见金属材料。

雕刻原理

激光直接雕刻铜板,在技术上一直认为是不可行的,但激光可以直接雕刻锌。瑞士MDC公司通过制版工艺的改进,实现激光直接雕刻。先在铜辊上电镀一薄层镍,然后在其表面镀铜,随后又镀了一层锌。这层锌可吸收激光能量并蒸发,随之蒸发的还有其下面的铜,边生成了载墨的网穴。雕刻后,像其它雕刻滚筒一样,最终在滚筒上镀一层坚硬的铬。还开发了约500W功率的YAG激光器,每秒能雕刻7万个网穴。

直接激光雕刻系统主要有3部分组成:高能量的激光,激光传输系统,光学系统,通过调节焦距,来调节单位面积上的能量。

产生原因

随着光电子技术的飞速发展,激光雕刻技术应用范围越来越广泛,雕刻精度要求越来越高。影响激光雕刻的4个最根本的要素是:雕刻速度、激光功率、雕刻精度、材料。在特定材料上如要达到一定的雕刻效果,就要求吸收一定能量的激光,这一能量应看作是材料吸收的激光能量=激光功率/雕刻速度。简单地讲就是要提高材料吸收的激光能量,就应提高激光功率或是降低雕刻速度,至于说最后采用哪种方法就要看材料和最终的雕刻效果。一般来讲用户都会避免降低速度,因为那会降低生产效率。其实影响雕刻效率的不仅是雕刻速度,雕刻精度也对其有非常大影响。

主要功能

点阵雕刻酷似高清晰度的点阵打印。激光头左右摆动,每次雕刻出一条由一系列点组成的一条线,然后激光头同时上下移动雕刻出多条线,最后构成整版的图象或文字。扫描的图形,文字及矢量化图文都可使用点阵雕刻。

与点阵雕刻不同,矢量切割是在图文的外轮廓线上进行。我们通常使用此模式在木材、亚克力、纸张等材料上进行穿透切割,也可在多种材料表面进行打标操作

雕刻速度指的是激光头移动的速度,通常用IPS(英寸/秒)表示,高速度带来高的生产效率。速度也用于控制切割的深度,对于特定的激光强度,速度越慢,切割或雕刻的深度就越大。您可利用雕刻机面板调节速度,也可利用计算机的打印驱动程序来调节。在1%100%的范围内,调整幅度是1%。、

雕刻强度指射到于材料表面激光的强度。对于特定的雕刻速度,强度越大,切割或雕刻的深度就越大。强度越大,相当于速度也越大,切割的深度也越深。

光斑大小。激光束光斑大小可利用不同焦距的透镜进行调节。小光斑的透镜用于高分辨率的雕刻。大光斑的透镜用于较低分辨率的雕刻,但对于矢量切割,它是最佳的选择。新设备的标准配置是 2.0英寸的透镜。其光斑大小处于中间,适用于各种场合

优点

范围广泛:二氧化碳激光几乎可对任何非金属材料进行雕刻切割。并且价格低廉!

安全可靠:采用非接触式加工,不会对材料造成机械挤压或机械应力。没有“刀痕”,不伤害加工件的表面;不会使材料变形;

精确细致:加工精度可达到0.02mm

节约环保:光束和光斑直径小,一般小于0.5mm;切割加工节省材料,安全卫生;

效果一致:保证同一批次的加工效果完全一致。

高速快捷:可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割。

成本低廉:不受加工数量的限制,对于小批量加工服务,激光加工更加便宜

适用材料

激光几乎可以对任何材料进行加工,但受到激光发射器功率的限制,“镭宝”激光雕刻切割机可进行加工的材料主要以非金属材料为主,“光联”激光雕刻机主要以金属材料为主。

包括:有机玻璃、塑料、双色板、玻璃、竹木、泡沫塑料、布料、皮革、橡胶板、石材、人造石 PVC板、木制品、金属板、水晶、可丽耐、纸张、氧化铝、树脂、喷塑金属。

应用领域

广告装饰

有机玻璃制品雕刻(切割)奖牌、牌匾激光制作、双色板材激光雕刻(切割)

其它非金属板材的雕刻(切割)

印刷包装

橡胶版激光雕刻、印刷辊激光雕刻、纸制品激光切割

皮革服装

皮革及表面图案雕刻、服装布料图案切割

模型制作

模型板材切割

工艺礼品

竹简激光雕刻、木版书激光雕刻、红木激光雕刻、双色板激光雕刻、盒形工艺品雕刻

陶瓷激光雕刻

其他行业

已经成功应用:电脑绣花公司、有机玻璃制品公司、模型公司;金刚砂切割;

工艺礼品应用实例:

木板画---以各种木板材为材料,以国内外名家的画稿为题材,以精致细腻的雕刻为表现形式,作品朴实无华,品位高雅,是现代家居装饰的最佳选择。

精雕木书----以优质天然木材为原材,经过切割、成型、打磨之后,在其上雕刻文字、图案等内容,俨然是一本新颖别致的书籍,即可于闲暇之时翻阅细读,亦可作为居所中的装饰摆件,彰显主人家别具匠心的审美情趣。

竹简-----始于公元前十一世纪的周代,是中国最古老的书籍。现今竹简历经数十道精细的加工工序,将经典古籍、诗词典故、格言警句、名帖画谱雕刻在竹简上,产品精致典雅、蕴涵古意、意向深远,具有极高的文化艺术鉴赏价值,填补了文化礼品、文化藏品的市场空白,是各界人士收藏和馈赠的首选佳品。

材料技术

木材

原木(未加工的木材)

木头是迄今止最常用的激光加工材料,很容易雕刻和切割。浅色的木材象桦木、樱桃木或者枫木能很好地被激光气化,因而比较合适雕刻。每种木材都有处身的特点,有的致密一些,如硬木,在雕刻或切割时就要用更大的激光功率。我们建议雕刻不太熟悉的木材前,要首先研究其雕刻特性。

胶合板

有时候客户可能要求你在胶合板上雕刻,其实这同在木材上雕刻没有太大的区别,只是有点要注意,雕刻深度不可太深。切割后的胶合反边缘也会象木材那样发黑,关键要是看胶合板是使用那种木本制造的。

木材切割

激光雕刻机切割木材的深度一般不深,在5mm以内,这是因为激光的功率较小,如放慢速度切割会造成木材的燃烧。具体操作时可尝试一下使用大规格镜片,并采用重复切割的方法。

着色

木材雕刻后会一般会有一种被烧灼过的感觉,同木底色相配具有一种原始的艺术美,其颜色的深浅主要看激光功率和雕刻速度。但有些木材通常是质地较软的那种,无论怎样你也无法改变其颜色(如:桦木)。有时候客户可能会要求你对成品着色,可使用丙烯颜料。

密度贴面板

普通密度贴面板此类型的密度板 就是我们常用于做标牌衬板的那种木托板。材料为高密度板,表面贴有薄薄的木纹。激光可以在这尖材料厂上进行雕刻,但雕刻出的图案颜色不均匀且发黑,一般要着色。通常情况下你可以通过学习适当的设计,使用0.5mm的双色板进行镶嵌以获得更好的效果。

激光专用密度贴面板有些密度板是为激光雕刻专门设计的,雕刻出的图案颜色均匀,不着色也有很好的效果。

清洁、雕刻完后可使用湿布清洁密度板表面。

填色、可使用丙烯颜料或醇酸漆。在雕刻时可将图形颜色设置成60%的灰度,使雕刻的底面有些麻点,以提高颜色的附着力。

亚克力(一种有机玻璃)

亚克力是仅次于木头的最常用雕刻材料,它很容易被切割和雕刻,有各种各样的形状和大小,相对来讲成本较低。有机玻璃有两种生产工艺:浇铸和压延,激光雕刻主要用浇铸方式生产的有机玻璃,因为它在激光雕刻后产生的霜化效果非常白,与原来透明的质感产生鲜明对比,压延方式生产的有机玻璃在激光雕刻后依然是透明的,没有一个足够的对比效果。在购买有面下班时您要向经销商强调要高纯度的那种,否则买回去的材料雕刻或切割时可能性会熔化的现象。

雕刻

一般情况下有机玻璃采用背雕方式,也就是说从前面雕刻,后面观看,这使得成品更具立体感。在背雕时请先将图形加以镜像,且雕刻速度要快,功率要低。如雕刻时功率过高,会使底面出现不平整的条纹,如希望雕得深一些可试着多雕几次。在背雕情况下对局部着色应先将着色处雕得较深些,然后使用火焰抛光机抛光,才可加以填色。如不经抛光处理,从前面看到的颜色就不会均匀。

切割

有机玻璃是比较容易切割的,如客户要求不高,切割完后就可交货,而无需再火焰抛光。否则在切割时应使用吹气装置,以提高切口质量。在切割超过8mm的有机玻璃时,应更换大规格的镜片。(注:在切割有机玻璃时操作人员不可离开,切割时可能会有火焰。)

清洁

可使用丙烯颜料,其它的颜料可能会破坏有机玻璃的光洁度。

双色板

双色板是一种由两层或两层以上颜色复合构成的一种专用于雕刻的工程塑料,其规格一般为600X1200mm,亦有少量品牌规格为600X900mm。美国ROWMARK以品质稳定,品种齐全被公认为最好的产吕。雕刻完的双色板通常被用于各种指示标牌和胸牌......,其具有色泽均匀、图案清晰、经久耐用等特点。在双色板中可分为机械用和激光用两大类,其中部分机械用板也可以用于激光雕刻。激光雕刻板的特点是,表面颜色层薄(<0.1mm,整个板子也要比机械板薄一些(激光板一般为13mm&0.8mm,机械板一般为1.5mm)。用户在购买双色板时,如不能确定是否可以用于激光机时,可先向经销商咨询或是拿一小块先试一下/我们的经验是,如板子的表面颜色非常薄,一般就可以激光雕刻,如表面颜色较厚可试一下两次雕刻。

雕刻

如使用的是激光板雕刻效果会非常好,有很明显的对比和清晰的边缘。当使用表面较薄的机械板时,雕刻效果同激光板无太大的区别,仔细看可能边缘不象激光板那样清晰。用户一般不要使用表面较厚的那种机械板,否则就要将激光功率调得小些,可重复雕刻以昼清除底面,最后的效果可能不会太好。在对比度较大的双色板(如黑白板)上,可设计雕刻灰度图像。在大量雕刻后双色板本身可能会有些变形,可用热水加热后用手扳平。

切割

一般情况下,用户都会要求你将双色板切割好,此时如您好使用的是激光板,可在雕刻后将其切断。注意速度不要太慢,不要一次切透,就分三、四次进行,这样切割出的材料边缘平整,没有熔化痕迹。雕刻加工时功率应恰倒好处,不宜过大,以避免熔化痕迹出现。要是使用机械板,就只能将其切割到50%深度,而后用手掰断再用砂纸将边缘磨平。用户要是有机械机可先在机械机上切断,而后再移到激光机上雕刻。

清洁

雕刻完后可使用湿布或酒精清洁表面。但需要注意的是,如雕刻时的激光功率设置过高,可能会使双色板表面附着一层难以擦去的烟尘。

填色

如用户要求不高,可使用网点来表现标志中那些不同的颜色。非要涂色的要将涂色区雕刻的深一些,可使用丙烯颜料或醇酸瓷漆,其它的漆可能会破坏双色板表面的光洁度。

玻璃

激光可以在玻璃表面进行雕刻,但雕刻深度不深且不能切割。一般情况下激光可以在玻璃表面形成霜化或是破碎的效果。通常情况下用户希望得到霜化而不是破碎的效果,这关键要看下班的质地如何,硬度是否一致。

雕刻

玻璃的雕刻通常是较难控制的,按照以下步骤可以做出比较平滑的磨砂效果表面:在要雕刻的区域涂上一点洗洁净,裁下来一块比要雕刻区域稍大一些的报纸或者餐巾纸,用水把纸完全泡湿,并挤去多余的水,把湿纸放在要雕刻的区域铺平不要有褶。把玻璃放在雕刻机中,在纸还是湿润状态时进行雕刻,然后取出玻璃,清除残留的纸,再清洁玻璃表面。如果需要,轻轻地用3MscotchBrite打光玻璃表面。一般情况下,激光功率设置应小一些,精度设置在300dpi,雕刻速度要快一些,可尝试使用大规格镜片进行雕刻。

注意:在用激光雕刻含铅的水晶时更应加倍的细心,含铅的水晶与普通水晶有不同的膨胀系数,在雕刻时这可引起水晶裂纹或者破碎。功设置小些可以避免这个问题,但还是应该随时防范万一破裂。

激光雕刻与喷沙方式结合使用

激光雕刻机可代替刻字机,直接在玻璃上完成喷沙护膜的切割。此种工艺省去了护膜的转移工序,节省了时间,提高了成品质量。

清洁

雕刻完后可使用湿布清洁表面。

填色

可使使用丙烯颜料着色。

镀漆铜板

镀漆铜板。通常情况下,铜是不能被激光雕刻的。但有一种材料其表面附着一层特殊的漆膜,激光可以将表面的漆膜完全汽化,而后露出底层铜板。通常制造商会在镀漆前将铜板抛光或做特殊处理,以使雕刻后现露出的区域能有足够的光洁度,且能将其保存很长时间。如铜表面未做处理,在雕刻后需再做一次保护膜,以免时间一长发生氧化,表面变污。

雕刻、一般可使用小功率高速度、精度设置在500dpi以上。

清洁、雕刻完后可使用湿布或酒精清洁表面。

填色、如用户要求不高可使用网点来表现标志中那些不同的颜色。非要涂色的可使用丙烯颜料,其它的漆可能会破坏铜板表面的光洁度。

五个要素

幅面大小、客户应根据业务的需求和资金状况,选择适合自己的雕刻机的型号及其功率的大小。

小幅面雕刻机、有600mm×600mm600mm×900mm,进料宽度是700mm。雕刻双色板是小幅面雕刻机最基本的应用,接纳性很好。再小一点的雕刻机价格与其相差不多,但雕刻双色板时要裁板,比较麻烦而且造成不必要的浪费。

大幅面雕刻机、有1200mm×1200mm200mm×1500mm1500mm×2400mm2400mm×3000mm,以上机型的雕刻机进科宽度都超过1350mm,在市面上的有机玻璃和PVC板的尺寸都是1300mm×2400mm,所以这几款机型对需求大幅面雕刻机的客户比较适合。

主轴电机

主轴电机是电脑雕刻机的重要组成部件,其性能对电脑雕刻机整机的性能有着至关重要的影响。

加工主轴通常分为两类:

健康养生主轴

精细加工主轴的特点是低噪音、高转速、高度,适合加工特别精细的工件,如印章、铭牌、胸牌礼品等。此类电机通常为高速变频电机,功率较小,般在250W以下。缺点是切断厚的材料的能力较差,不合切断较厚的材料。

大功率切断主轴

大功率切断主轴,主要用于切断、大功率刻,特点是功率大,切割能力强,特别适合割宇、三立体字,当然也可以制作胸牌、铭牌、印章等。此类大功率主轴根据电机的特性一般可分为无刷频高速交流电机和有刷交流电机,其主要区别是:

无刷变频电机转速高,变速范围为700-60000/分钟,而一般有刷交流电机最高转速不超24000/分钟:

无刷变频电机旋转精度高,磨损小,噪音低,作噪音大大低于有刷交流电机;

无刷变频电机堵转特性好,由于变频器上有特的限流电路,短时间的堵转不会烧毁电机,而有刷交流机在超负荷运转或堵转时会很快冒烟烧毁,且不可修复;

无刷变频电机采用变频控制技术调速,是专业级产品,寿命长,厂家提供1年免费包换,以后还可以通过更换高速轴承对电机进行维护,而有刷交流电机由于使用电札寿命大约在300小时就得更换马达或电机碳刷,所以碳刷交流电机通常一天也不保修。

控制方式

所有的运算工作有电脑控制完成,雕刻机在工作时电脑处于工作状态,无法进行其它的排版工作,这样可能固电脑的误操作而造成废品。

采用单片机的控制,这种控制器可以在雕刻机工作的同时进行排版,但不能关闭电脑,这实际上相当于节余7一台电脑,并减少了电脑的误操作而造成的废品。

采用USB口传输数据,系统有着32M以上的内存容量。只要保存完文件,就可以马上完全脱离电脑、关闭电脑或进行其它排版。这种方式大大提高了雕刻机的工作效率。

导轨

大幅面雕刻机一定要采用加宽的进口的方型导轨,其负载能力和精度保持能力是圆型导轨的30倍以上,保证了雕刻机的高质高速。

精度

小幅面机雕刻4mm汉字,或大幅面雕刻机刻1.5mm小字,在放大镜下都要看得非常清晰。


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