środa, 18 września 2013

"To je amelinowe..." tego nie polaserujesz

Temat posta zaczerpnąłem z tego filmiku. Tak na początek, co by było cuś do śmichu :)
A na poważnie, jak zapewne już się domyślacie, temat jest o grawerowaniu laserowym różnych gatunków blach aluminiowych.


Na początek, podstawowa informacja i wyjaśnienie.

Grawerowanie należy rozumieć jako proces wybrania materiału poprzez jego usunięcie, skrawanie, odparowanie, wypalenie, w wyniku czego powstaje wklęsły znak.

Laserem CO2 nie można bezpośrednio wygrawerować na czystym (naturalnym) aluminium, ani na pozostałych innych stopach metali (mosiądz, złoto, srebro, stal, żeliwo i innych).
Można za to wykonać znakowanie z pomocą specjalnych środków chemicznych, o których opowiem w kolejnym temacie.

Problem grawerowania laserem CO2 na metalach wynika z budowy molekularnej metalu i bardzo słabej absorpcji promieniowania laserowego. Nasze lasery nie są w stanie rozbić bardzo silnych wiązań atomów w metalu, czyli nie ma szans na uzyskanie efektu grawerowania. Niemniej jednak można te materiały ciąć laserem, ale do tego potrzeby jest laser przemysłowy o mocy min. 1500 Watt.

Grawerowanie, w tym znaczeniu, należy zastąpić terminem znakowanie. Polega to na bezpośrednim odbarwieniu powierzchniowej struktury metalu, nadając mu kolor od szarego do czarnego zabarwienia w zależności od gatunku znakowanego metalu. Jako ciekawostkę powiem, że jest możliwość uzyskania innych kolorów znakowania np.: żółty, czerwony, niebieski, poprzez zmianę częstotliwości promieniowania laserowego (zmianę ośrodka czynnego) i znakowania szlachetniejszych metali (molibden, tytan, magnez).
Bezpośrednie znakowanie metali umożliwiają lasery typu Nd: YAG, Fiber, które w ośrodku czynnym wykorzystują ciało stałe, np. kryształ neodymowy lub włókna światłowodowe, a nie gazy jak w przypadku naszych laserów - CO2. To tyle w gwoli wyjaśnienia.

Niemniej jednak można grawerować płyty aluminiowe, które są przeznaczone właśnie pod
grawerowanie / znakowanie laserem CO2. Takie aluminium pokryte jest warstwą, która absorbuje laser. Warstwa zostaje wypalona i odkrywa naturalną część materiału lub odbarwia się na inny kolor.

Na rynku materiałów grawerskich jest duży wybór płyt aluminiowych przeznaczonych do grawerowania laserem, różniących się grubością, rodzajem powłoki, kolorem lica i odpornością.

Materiały z jakimi dotychczas miałem do czynienia to:
  • aluminium Anodowane / Grawal / AluGraw / Alumaster / Aluform
- lico: czarny, niebieski, czerwony, zielony, złoto, srebro, błyszczące, matowe
- grawer: biały matowy
  • aluminium AlumaMark
- lico: złoto, srebrno, brąz, niebieski, czerwony, żółty, zielony, pomarańczowy, lustrzane, matowe
- grawer: czarny matowy
  • aluminium DuraBlack
- lico: czarny, matowe
- grawer: biały matowy
  • aluminium LASERMETAL
- lico: pokryte emalią, czarny, niebieski, zielony, czerwony
- grawer: złoty / srebrny polerowany
  • stal niklowana LASERFROST
- lico: nakrapiane porowate, złoto, srebro, matowe
- grawer: złoty / srebrny polerowany
  • mosiądz lakierowany / LASERMESSING
- lico: pokryte emalią, czarny błyszczący
- grawer: złoty polerowany

Postaram się kolejno opisać każdy materiał.


Aluminium Anodowane / Grawal / AluGraw / Alumaster / Aluform




Występuje pod różnymi nazwami i symbolami w zależności od dystrybutora. W gruncie rzeczy chodzi o to samo aluminium, które zostało poddane procesowi anodyzacji. Na powierzchnię płyty została nałożona warstwa tlenku glinu w procesie elektrolizy, która ma na celu zwiększenie odporności na ścieranie, ochronę przed korozją lub nadanie cech dekoracyjnych (powłoki kolorowe). Podczas grawerowania / znakowania laserowego powierzchnia aluminium (tlenek glinu) zostaje wypalona i odbarwia się na kolor biało-szary.
Aluminium anodowane idealnie nadaje się do wykonywania wszelkich tabliczek znamionowych, opisowych, ogólnie dla przemysłu. Jest odporne na warunki atmosferyczne, rozpuszczalniki, oleje, temperaturę. Bardzo dobrze obrabia się mechanicznie - cięcie gilotyną, wiercenie, szlifowanie, cechowanie numerów nabijakiem. Znakowanie wychodzi w bardzo wysokiej jakości, jest kontrastowe w przypadku blach o czarnym licu, w przypadku jaśniejszych kolorów już trochę mniej. Znaki, nawet o wielkości 3 pkt i cieniutkie linie, są bardzo czytelne.




Jest to grupa blach aluminiowych produkowanych wyłącznie do grawerowania laserowego.
Cechą charakterystyczną AlumaMark jest specjalna powłoka zewnętrzna, która podczas znakowania zmienia kolor na głęboką czerń i jako jedyny materiał z w/w graweruje się na czarno z możliwością uzyskania odcieni szarości i brązu.
AlumaMark jest bardzo trudnym materiałem do znakowania, ale nie w sensie, że laser go nie "chwyci".
Problem z obróbką polega na tym, że jest bardzo wrażliwy na zmiany parametrów obróbki i ogniskowanie. Wcale nie potrzeba dużej mocy, 15% - 25% wystarczy żeby wykonać znakowanie.
AlumaMark należy znakować z lekko rozogniskowaną wiązką i to o różnych wartościach w zależności od używanej soczewki. Należy bardzo dobrze ustawić parametry obróbki, aby uzyskać czerń wysokiego kontrastu. Wystarczy zmiana 5% mocy lub prędkości albo materiał nie będzie leżał idealnie równo na stole roboczym, to znakowanie nie wyjdzie idealnie.
AlumaMark ma grubość 0.5 mm, jest cienkim materiałem i niewłaściwe obchodzenie się z nim powoduje pofalowanie i wykrzywianie się materiału. Skutkuje to tym, że arkusz aluminium nie leży płasko na stole roboczym lasera, w związku z tym, obszar nierówny nie będzie dobrze znakowany.
Aluminium AlumaMark nadaje się bardziej do użytku wewnętrznego, nie jest odporny na UV.
Dzięki bogatej kolorystyce i odmianach złota i srebra, można wykonywać tabliczki na trofea, podziękowania, dyplomy, zdjęcia, tabliczki znamionowe maszyn i urządzeń.
Bardzo dobrze obrabia się mechanicznie, jest bardziej miękki i elastyczny od aluminium anodowanego.


Aluminium DuraBlack




Aluminium DuraBlack pochodzi od tego samego producenta co AlumaMark. Jest to specjalne czarne, matowe aluminium anodowane z przeznaczeniem do użytku zewnętrznego.
Jest odporne na światło UV, wysoką temperaturę, warunki atmosferyczne, oleje, rozpuszczalniki, kwasy. Producent daje 10 lat gwarancji na trwałość tego materiału. Zasadniczo mechanicznie i laserowo obrabia się tak jak blacha AlumaMark, ma podobne właściwości, jest miękka i elastyczna.
Główne zastosowanie DuraBlack to wykonywanie tabliczek opisowych i znamionowych do maszyn i urządzeń oraz szyldów zewnętrznych.


Stal niklowana LASERFROST



Laserfrost jest bardzo ciekawym materiałem z "efektem", występuje w kolorze złota i srebra.
Jego powierzchnia jest szorstka w dotyku, nakrapiana, jak by była zamarznięta (stąd nazwa "frost"). Bardzo dobrze się graweruje i obrabia mechanicznie. Po wygrawerowaniu, znaki są gładkie, błyszczące, jakby polerowane. Materiał nie jest odporny na warunki atmosferyczne.
Idealnie nadaje się na wykonywanie tabliczek okolicznościowych, dyplomów, podziękowań itp. rzeczy montowanych na podkładzie drewnianym.

Aluminium LASERMETAL i Mosiądz LASERMESSING


Są to materiały pokryte powierzchniowo lakierem. Grawerowanie polega na wypaleniu lakieru do warstwy bazowej. W przypadku aluminium Lasermetal (zdjęcie powyżej), powierzchnia może być kolorowa, a warstwa bazowa, srebrna lub złota. Mosiądz Lasermessing ma powierzchnię tylko czarną, błyszczącą, a grawerowany znak jest w kolorze naturalnego mosiądzu.
Oba materiały łączy jedna cecha. Są bardzo wrażliwe na zarysowania ze względu na lakierowaną, błyszczącą powierzchnię oraz występuje problem z grawerowaniem małych znaków. Laser musi przebić się przez nierówną warstwę lakieru, stąd mogą pojawić się niedograwerowane znaki. Użycie zbyt dużej mocy, powoduje uboczny efekt przebarwienia się bazy materiału. Trzeba tak dobrać parametry obróbki, aby zebrać tylko wierzchnią warstwę lakieru, uważająć aby za mocno nie "przypalić" warstwy bazowej.

Jeśli macie jakieś szczegółowe pytania lub uwagi dotyczące obróbki w/w materiałów,
to serdecznie zapraszam do rozmowy.

1 komentarz:

  1. Świetny wpis. Dobrze opisane materiały nadające się do grawerowania. Pozdrawiam!

    OdpowiedzUsuń

Uwaga: tylko uczestnik tego bloga może przesyłać komentarze.