Świat obróbki laserowej wykracza daleko poza proste trawienie powierzchni 2D. Dziś grawerowanie laserowe 3D (lub grawerowanie głębokościowe) pozwala producentom tworzyć oszałamiające, dotykowe reliefy, wzory o fakturze i bezszwowe oznaczenia na niefachowych, zakrzywionych powierzchniach. Ta rewolucyjna zmiana zależy całkowicie od jednego kluczowego czynnika: wyboru odpowiedniego materiału.
Jakie są więc najlepsze materiały do tego zaawansowanego procesu? Najbardziej kompatybilne i skuteczne materiały do prawdziwego konturowania 3D i rzeźbienia głębokościowego to Drewno i Skóra, Metale anodowane i Akryl odlewany.
Materiały organiczne są zazwyczaj mistrzami grawerowania głębokościowego przy użyciu lasera CO2. Ich struktura komórkowa pozwala im na czyste odparowywanie, pozostawiając wysoce kontrastowe, teksturowane i głębokie reliefy.
Drewno jest złotym standardem dla grawerowania głębokościowego, ponieważ skutecznie zwęgla się i odparowuje pod wiązką lasera CO2. Rezultatem jest wysokokontrastowy relief o pięknej, naturalnej fakturze.
Kompatybilność: Doskonała dla laserów CO2.
Najlepsze zastosowania: Tworzenie map topograficznych, niestandardowych drewnianych znaków z głębokim reliefem, modeli architektonicznych i wzorów o fakturze, w których użytkownik może poczuć różnicę głębokości.
Profesjonalna wskazówka: Aby uzyskać maksymalną głębokość, użyj mniejszej prędkości i większej mocy, wykonując wiele przejść. Aby zwiększyć kontrast, wyczyść ostateczny grawerunek szczoteczką do zębów i łagodnym mydłem, a następnie zabezpiecz go wykończeniem olejowym, aby przyciemnić zwęglone obszary. Zwróć uwagę na rolę kierunku słojów: ziarno pionowe ma tendencję do lepszego zachowywania szczegółów niż ziarno poziome podczas głębokiego rzeźbienia.
Skóra naturalna i sztuczna są popularnymi materiałami do grawerowania 3D ze względu na ich luksusowy wygląd i bogatą patynę tworzoną przez laser.
Kompatybilność: Bardzo dobra dla CO2. Lasery światłowodowe mogą być również używane, ale CO2 zapewnia lepszą kontrolę nad głębokością dla materiałów naturalnych.
Najlepsze zastosowania: Personalizacja niestandardowych portfeli, tworzenie unikalnych wzorów pasków lub wytwarzanie skomplikowanych naszywek z różnymi efektami głębokości, aby symulować szwy lub drobne detale rzeźbiarskie.
Profesjonalna wskazówka: Dokładnie przetestuj ustawienia prędkości i mocy. Skóra ma niską temperaturę zapłonu, a użycie nadmiernej mocy może szybko przepalić materiał, niszcząc efekt reliefu 3D. Delikatne, wieloprzebiegowe podejście jest zawsze bezpieczniejsze i daje lepsze wyniki niż pojedyncze, agresywne przejście.
Corian, nieporowata, jednolita powierzchnia złożona z polimeru akrylowego i trójwodzianu glinu, jest niedocenianym klejnotem w grawerowaniu 3D.
Kompatybilność: Dobra dla CO2.
Najlepsze zastosowania: Wysokiej klasy modele architektoniczne, oznakowania jakości muzealnej i tworzenie płytkich, precyzyjnych form. W przeciwieństwie do drewna, Corian zapewnia gładkie, nieteksturowane tło, pozwalając samej zmienności głębokości być główną cechą wizualną.
W przypadku zastosowań, w których kluczowe znaczenie mają prędkość usuwania materiału, kontrast kolorów i trwałość, preferowane są materiały kompatybilne z systemami laserów światłowodowych — lub tworzywa sztuczne przeznaczone do CO2.
Podczas gdy prawdziwe rzeźbienie głębokościowe w litym metalu wymaga specjalistycznych, wysokoenergetycznych laserów femtosekundowych, systemy laserowe 3D są szeroko stosowane na aluminium anodowanym do szybkiego znakowania konturów.
Kompatybilność: Idealny dla laserów światłowodowych.
Najlepsze zastosowania: Seryjny i branding na zakrzywionych powierzchniach obudów elektroniki użytkowej, instrumentów medycznych lub części samochodowych. Możliwość 3D służy do utrzymania spójnego punktu ogniskowania na krzywiźnie, szybko usuwając kolorową warstwę anodową, aby odsłonić jasne aluminium poniżej. Szybkość i jakość znaku na zakrzywionych powierzchniach sprawiają, że ten materiał jest bardzo wydajny.
Akryl (PMMA) jest powszechnym materiałem, ale jego rodzaj ma kluczowe znaczenie dla sukcesu w zastosowaniu 3D.
Kompatybilność: Doskonała dla CO2.
Krytyczne rozróżnienie: Akryl odlewany jest jedynym rodzajem zalecanym do rzeźbienia głębokościowego i reliefu 3D. Po uderzeniu przez laser, akryl odlewany czysto odparowuje w drobny proszek, pozostawiając matowe, teksturowane i czyste wytrawienie, które jest idealne do pracy z reliefem. Akryl wytłaczany topi się w lepką substancję po głębokim grawerowaniu, tworząc lepką, nierówną masę, która psuje pożądany efekt 3D. Zawsze sprawdzaj, czy Twój akryl jest odlewany przed przystąpieniem do grawerowania głębokościowego.
Te tworzywa konstrukcyjne oferują stabilność i precyzję, które sprawiają, że są cenne dla komponentów funkcjonalnych.
Kompatybilność: Odpowiednie zarówno dla CO2, jak i światłowodów (w zależności od dodatków kolorystycznych).
Najlepsze zastosowania: Tworzenie precyzyjnych tekstur na częściach maszyn, dodawanie głębi do prototypów lub grawerowanie szczegółowego tekstu w obudowach. Delrin, w szczególności, oferuje wyjątkowo czyste, niskotopliwe wyniki grawerowania odpowiednie do drobnych prac 3D. ABS, choć funkcjonalny, wymaga rygorystycznej ekstrakcji oparów ze względu na potencjalne uwalnianie toksycznych związków.
Żadna dyskusja na temat kompatybilności laserowej nie jest kompletna bez omówienia materiałów, które stanowią poważne ryzyko dla operatora, sprzętu i obiektu. Zwiększona moc i wiele przejść używanych w grawerowaniu 3D wzmacniają zagrożenia związane z tymi materiałami.
To najważniejszy materiał, którego należy unikać. Nigdy nie wkładaj PVC ani winylu do grawerki laserowej.
Powód: Kiedy PVC lub winyl są podgrzewane przez laser, rozkładają się i wytwarzają wysoce żrący kwas solny (w postaci gazu chloru). Ten toksyczny gaz jest natychmiast niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego i systematycznie zniszczy optykę, okablowanie, lustra i wszystkie metalowe elementy wewnątrz obudowy. To uszkodzenie jest często nieodwracalne i powoduje utratę gwarancji na sprzęt.
Chociaż możliwe jest lekkie znakowanie tych materiałów, próba głębokiego rzeźbienia reliefu 3D wiąże się ze znacznym ryzykiem.
Powód: Zarówno poliwęglan, jak i ABS mają tendencję do topienia się i wrzenia pod wpływem dużej mocy lasera, co prowadzi do niespójnych, niskiej jakości wyników. Co gorsza, uwalniają one rakotwórcze opary (takie jak związki cyjanku z ABS) i stanowią wysokie ryzyko zapłonu. Jeśli musisz je przetwarzać, użyj minimalnej mocy i upewnij się, że Twój system wentylacji jest najwyższej klasy.
Ta kategoria tworzyw sztucznych, często używana w opakowaniach i izolacji, jest wyjątkowo ryzykowna.
Powód: Materiały te mają niezwykle niską temperaturę topnienia i są wysoce lotne i łatwopalne. Próba wykonania głębokiego cięcia 3D prawie na pewno spowoduje natychmiastowe zapalenie, stanowiąc bezpośrednie zagrożenie pożarowe wewnątrz obudowy maszyny. Zawsze sprawdzaj skład chemiczny każdej pianki przed obróbką laserową.
Grawerowanie laserowe 3D stanowi skok naprzód w personalizacji i produkcji, pozwalając na szczegóły artystyczne i precyzję funkcjonalną, wcześniej zarezerwowaną dla specjalistycznego frezowania CNC. Sukces każdego projektu laserowego 3D, niezależnie od tego, czy jest to głębokie rzeźbienie reliefowe na drewnie, czy szybki znak na zakrzywionej aluminiowej obudowie telefonu, zależy wprost od wyboru materiału.
Ten przewodnik dostarcza podstawowej wiedzy potrzebnej do poruszania się po krajobrazie laserów 3D. Zachęcamy do zapoznania się z naszą powiązaną treścią na temat optymalizacji ustawień maszyny do głębokiego cięcia i zapewnienia, że wentylacja spełnia standardy przemysłowe. Daj nam znać, jeśli chcesz zagłębić się w zalecane ustawienia wieloprzebiegowe dla twardego drewna lub zbadać inny kierunek dla zaawansowanych technik tworzenia tekstur na skórze.