Лазерный гравер − это устройство для нанесения на какую-либо поверхность рельефного изображения путем выжигания материала лазерным лучом. В отличие от механической гравировки, лазерная позволяет придавать изображению оттенки. Такой эффект достигается путем изменения поверхностной структуры материала под локальным воздействием луча.

В зависимости от интенсивности воздействия, достигается высокая различимость оттенков, и в итоге изображение получается фотографического качества. Большим преимуществом лазерной гравировки также становится высокая точность воспроизведения заданной картинки и повторяемости при серийном производстве.

Область применения

Лазерные граверы широко используются для высокохудожественной гравировки. Кроме особого качества, технология позволяет выполнять операции недоступные для традиционной механической обработки. Это гравировка на тонких и хрупких поверхностях, коже, текстиле, резине, миниатюре.

Наиболее востребованным лазерное гравировальное оборудование стало в таких областях, как: 

• ювелирная промышленность;
• производство сувенирной продукции;
• сфера услуг по выполнению индивидуальных заказов.

Устройство и принцип работы

Лазерный гравер состоит из 4-х основных узлов. Это генератор лазерного излучения, система фокусировки, механизм направления лазерного луча на обрабатываемую поверхность и блок числового программного управления (ЧПУ). Станок может иметь моноблочную или мультиблочную скоммутированную конструкцию, также включающую блок питания и систему охлаждения.

По принципу работы процесс выглядит следующим образом. Сгенерированный лазерный луч проходит систему линзовой или оптоволоконной фокусировки, приобретая нужную толщину с параллельным движением фотонов. Затем с помощью механизма распределения направляется на обрабатываемую поверхность, вырисовывая заданный рисунок. При этом процесс контролируется блоком управления, изменяя кратность проходов и интенсивность излучения для каждой зоны воздействия лазера.

Конструктивные различия

Основные различия − это вид лазера и способ направления луча на поверхность. От этих двух особенностей зависит для какого материала предназначен гравер, размер поля гравировки, скорость процесса, а также некоторые дополнительные функции.

Вид лазера

Одна из важнейших характеристик лазерного луча − длина волны излучения. Именно этот показатель определяет возможность применения гравера для того или иного материала. К тому же важна и мощность излучения, от которой будет зависеть глубина гравировки, а также возможность резки.

Для граверов применяются 2 вида лазерных генераторов:

• газовый (углекислотный);
• твердотельный (оптоволоконный иттербиевый с диодной накачкой).

Углекислотный лазер более дорогой и габаритный, имеет менее продолжительный ресурс, а также требует усиленного охлаждения и является более «капризным» к окружающей среде. При этом на сегодняшний день этот вид позволяет достичь наибольшей энергии луча, что дает возможность уменьшить количество проходов и сократить время гравировки, а также выполнять на гравере резку и очистку металла.

Сокращение время воздействия также повышает локальность нагрева материала и позволяет работать с такими теплопроводными металлами как медь, латунь и алюминий. Более того, за счет диапазона длины излучения 9,2-10,8 мкм, гравер на углекислотном лазере способен работать по стеклу и прозрачным пластикам, а также считается оптимальным для гравировки текстиля и натуральной кожи.

Оптоволоконный иттербиевый лазер с диодной накачкой дает возможность получить луч в широком спектральном диапазоне − в среднем 530-1150 нм. При этом в более бюджетных моделях применяются одномодовые лазеры, то есть настроенные на узкий спектр излучения и предназначенные для определенной группы материалов.

Многомодовые модели включают в конструкцию активный модулятор добротности, что позволяет регулировать длину волны и оптимально настроить устройство для маркировки определенного материала.

Несмотря на незначительную мощность, иттербиевый лазер недорогой и имеет самый большой ресурс эксплуатации. Кроме того, модели с таким лазером достаточно компактны и неприхотливы к условиям эксплуатации.

Механизм направления луча

Здесь станки можно разделить на два вида. В первом варианте головка излучателя закреплена на подвижной каретке с возможностью перемещения по двум осям в плоскости над обрабатываемым материалом. Такая система обеспечивает достаточно обширную площадь обработки и строго вертикальную проекцию луча. За счет этой особенности, кроме гравировки, станок может выполнять функцию лазерного раскроя. При этом производительность гравировки снижается из-за сравнительно низкой скорости перемещения каретки.

Второй вид имеет неподвижную головку, то есть положение головки регулируется, но при работе она остается неподвижной. Направление луча изменяется с помощью двух гальва-сканаторов (вращающихся зеркал). Один сканатор отвечает за горизонтальную развертку, а второй − за вертикальную. Таким образом, луч пробегает строчку за строчкой, покрывая все рабочее поле. Преимуществом такой системы стала высокая скорость гравировки, а недостаток заключается в маленьком рабочем поле.

Дополнительные функции

Кроме гравировки, по умолчанию любое устройство обладает функцией деликатной очистки поверхности от ржавчины, краски и масляных загрязнений. Лазерный луч позволяет снимать слой в несколько микрон, что обеспечивает аккуратную очистку без повреждения основания. В отличие от абразивной чистки, на поверхности не остается царапин.

В зависимости от модели, станок также может выполнять резку. Для граверов такая функция обычно ограничена тонколистовым материалом.

Лазерный гравер также можно использовать в качестве маркиратора, хотя целесообразность такого решения оправдана лишь при малосерийном производстве товара. При этом некоторые модели имеют съемную головку излучателя. Такая головка имеет ручку и ограничительную рамку. При съеме со штатива прибор можно использовать как ручной лазерный маркиратор. Такие модели стали незаменимы для маркировки крупногабаритного товара, а сам процесс маркировки может выполняться как в производственных, так и в складских условиях.

Особенности установки и управления

По установочным решениям все лазерные граверы делятся на планшетные и стационарные. Планшетные модели устанавливаются на стол и могут применяться практически в любых помещениях, где есть вентиляция. Управление выполняется через подключенный к оборудованию ноутбук, для чего такие приборы оснащаются современным набором интерфейсов.

Стационарные модели предназначены для напольной установки в промышленных помещениях с подключением к вентиляционной системе. Это более мощное и производительное оборудование, представляющее собой комплексные станки с ЧПУ и расширенным функционалом. Такие станки оснащаются встроенной системой управления с клавиатурой и экраном, могут совмещаться с ПК.