Съвременно оборудване за гравиране върху метал

От изкуството до индустрията

От хиляди години металното гравиране е изкуство, работата на художника отне много време и нямаше проблем с възпроизвеждането на продуктите. Дори в края на миналия век пантографът беше почти единственият вид оборудване, което направи възможно копирането на изображения. Навлизането на компютри започна нова ера на метално гравиране. Сега задачата на художника е да създаде виртуален образ на бъдещия резултат в желаната програма и процесът на обработка на материала беше изцяло възприет от модерни машини, които почти всички материали бяха подложени на контрол.

Компютърните системи почти замениха пантографите. Еволюцията на обработката на металите чрез въртящи се инструменти и лазери направи гравирането промишлен метод. Ръчното изображение е запазено в по-голяма степен като декоративно изкуство, с единствената разлика, че съвременните майстори заедно с традиционните резци използват по-технологично напреднали инструменти за изображения. Какво е това оборудване, което направи възможно такава фина работа да бъде толкова достъпна за промишленото производство?

Машини за гравиране и фрезоване

Това оборудване е предназначено за гравиране върху метал чрез въртящ се режещ инструмент, захванат в моторизиран шпиндел. Процес на ротационно гравиране много подобен на фрезоване - ножът прониква до необходимата дълбочина и създава канал, чиято форма и размери са определени от избора на самия фрезер. Ротационното гравиране може да се извърши с помощта на прости пантографи. Но компютърният контрол направи толкова популярни машините за гравиране и фрезоване с ЦПУ.

Принципът на работа на компютъризирани машини, както следва: рязане вретено понижава ножа върху повърхността на материала, и програмата за управление на скоростта на въртене и движение в надлъжните и напречните направления от стъпков двигател. Съвременните машини са оборудвани с устройства за откриване на повърхности, което позволява обработка дори на неравни продукти с много висока точност. Освен това, този контрол позволява да се обработват метали в два или повече прохода. Първият, като правило, прави черно рязане, а вторият премахва бръчките и полира повърхността.

Обикновено машините са оборудвани с системи за течно охлаждане на режещия инструмент и с възможност за регулиране на скоростта на шпиндела в много широк диапазон. Поради това практически не съществуват видове метали, които не могат да бъдат обработвани с гравиране и фрезоване. Обикновено задачата е да изберете фреза, скоростта на въртене на инструмента и програмата, обслужваща процеса.

Предимствата на ротационните машини с ЦПУ включват:

• гъвкавост по отношение на обработените материали;
• възможност за дълбоко гравиране;
• сравнителна компактност на машините за много задачи;
• нетърпелив за грижа и почистване.

Лазерно оборудване

Компютърни машини за лазерно гравиране от начина, по който режещият инструмент се контролира и процесът на обработка е до голяма степен подобен на въртящите се машини. Те също осигуряват управлението на компютъра, който изпраща сигнали до задвижващите механизми, движещи режещия инструмент. Основната разлика е, че вместо режещ инструмент за гравиране върху метал се използва лазерен лъч, с който част от материала се изпарява. Резултатът от действието се регулира от интензивността на светлинния лъч, скоростта на движението му и броя на преминаванията. Основната разлика е, че лазерното гравиране е безконтактен метод на металообработка.

Оборудването може да бъде разделено на две групи, в зависимост от източника на излъчване. Първата група включва така наречените лазери в твърдо състояние. Те произвеждат светлина с дължина на вълната от 810 нанометра до 1064 нанометра ниска мощност и се използват главно за маркиране на метали, прилагайки баркодове, гравиране върху метал надписи рекламни табели.

Втората група включва по-мощни устройства, в които източникът на лъчение е смес от газове. Най-популярните лазери, базирани на въглероден диоксид. Те произвеждат лъч с дължина на вълната 10600 nm, което позволява да се изреже най-широката гама от материали, с изключение на голите метали без покрития. Тъй като металните атоми не абсорбират CO2 лазерното лъчение, нагряването на материала в зоната на експозиция е невъзможно без използването на специални формулировки или друга предварителна обработка на повърхността.

В сравнение с механичните процеси, лазерното гравиране е сравнително млада технология, но се развива с бързи темпове. Днешните машини са много по-бързи, по-удобни и по-евтини, отколкото преди няколко години. Вероятно най-значимите нововъведения са разпространението на влакна и хибридни лазери, които са по-мощни и гъвкави в приложението.

Независимо от факта, че съвременните лазерни машини, способни да премахнат голямо количество метал, все още са твърде тромави и скъпи, технологията дори в популярната си форма няколко несъмнени предимства пред механичното гравиране:

• способността за работа с чувствителни продукти;
• изключително висока разделителна способност на изображението;
• възможност за гравиране в труднодостъпни места;
• няма проблеми с износването на механични ножове.

Както ротационните, така и лазерните гравиращи машини, когато се използват правилно, ще дадат отлични резултати. Продуктите от тяхната обработка обаче са толкова различни, че начинът на гравиране е лесен за разпознаване. Кое от следните е по-добре? Разбира се, много гравьори имат лични предпочитания, но истината е, че и двата начина на обработка заемат всяко място в областта на прилагането на релефни изображения към металите. Има проблеми при решаването на които машините за гравиране и фрезоване са незаменими. Доста от тези, с които лазерът ще се справи по-добре. В някои случаи и двата метода се допълват.