Металлы отличаются долгим сроком службы, прочностью, эстетической привлекательностью, поэтому они часто используются не только в качестве основного сырья для тяжелой промышленности, но и для изготовления предметов интерьера, столовых приборов, декоративных элементов, ювелирных украшений, бижутерии. Для конечного потребителя особенно привлекательны изделия, на которые нанесена изящная гравировка. Рисунок остается на века, а чтобы нанести тонкие скульптурные линии на поверхность металлов, используют специальные приборы — граверы. Оборудование отличается принципом работы, стоимостью, сроком службы.

Методы нанесения гравировки на металл

Гравировка отличается от других способов обработки получением рельефного рисунка. Линии на поверхности изделий могут быть выпуклыми или углубленными. Для создания рельефности применяются различные виды гравировки по металлу.

Ручная гравировка

Для формирования штрихов используется стальной резец — штихель и пуансон — инструмент типа гвоздя, которым рисуют точки, пунктиры. В руках умелого мастера штихель позволяет воспроизвести высокохудожественные, точные изображения. Мастер регулирует глубину прохождения резца, не позволяя истончить толщу металла и продлевая период эксплуатации готовой продукции.

Именно штихелем формируются наиболее выпуклые, витиеватые узоры, монограммы, украшающие изделия в самых труднодоступных местах.

Ручная гравировка гарантирует эксклюзивность товара, высокое качество, поэтому зачастую продукция из металла, гравированная вручную, отличается высокой стоимостью.

Механическая гравировка

Ускорить процесс гравировки металла позволяет использование бормашины с фрезой. Благодаря прибору, мастер может формировать рисунок или надпись линиями квадратного, округлого, конусообразного сечения, варьировать их глубину, влияя на степень рельефности изображения.

Несмотря на более высокую производительность в сравнении с ручным способом, механический все же уступает по скорости лазерной гравировке, поэтому используется преимущественно в небольших мастерских.

Один из недостатков способа — быстрая изнашиваемость фрезерной головки.

Лазерная гравировка

Такой способ подходит для массового производства изделий с гравировкой. Лазерный гравер отличается высокой ценой, однако быстро окупается благодаря рекордной производительности.

Рабочая часть лазерного гравера — совокупность фокусирующих линз, которые пропускают через себя лазерный луч. Сфокусированный поток энергии испаряет верхний слой металла, после чего на поверхности возникают линии, углубления.

Для гравировки металла применяются твердотельные и волоконные граверы, способные обработать поверхность площадью 10-20 микрон. Удивительная точность достигается путем использования программного обеспечения. Автоматизация процесса позволяет свести на нет уровень производственного брака.

Лазерная гравировка металла имеет ряд преимуществ:

• долговечность рисунка, устойчивость к истиранию;
• отсутствие деформации металла;
• эстетическая привлекательность, красота;
• точность нанесения;
• высокая скорость гравировки;
• отсутствие необходимости в дополнительной доработке.

Лазерные граверы позволяют наладить серийное производства товаров для быта, украшенных гравировкой, производить сувенирную продукцию и прочие изделия из металла, имеющие качественные нестираемые надписи.

Наряду с лазером может использоваться метод электролиза. Способ заключается в предварительной обработке металла парафином, лаком с последующим нанесением гравировки лазером, а затем — в погружении изделия в жидкость с подключенными электродами. Ток воздействует на заготовку до 15 минут, и в результате после снятия защитного слоя получается рисунок повышенной четкости и контрастности.

Матирование поверхности металла достигается пескоструйной обработкой. Принцип воздействия заключается в следующем: сначала вырезается трафарет, наклеивается на обрабатываемую поверхность, после чего песок под давлением поступает на незащищенные участки. Такой способ не позволяет получить рельеф, а больше подходит для художественного оформления согласно задумке автора.

Подбор гравера, выбор мощности гравировальной установки зависит от исходных параметров материала, с которым предстоит работать.

Особенности гравировки по различным видам металла

Среди металлов встречаются податливые, легко подлежащие иссечению тонких плавных линий, и твердые, тугоплавкие, которые при термовоздействии могут деформироваться.

Гравировка по алюминию

Алюминий по своей природе очень податливый металл, подходящий для механической обработки, формовки, литья. Изделия из алюминия прочны, и вместе с тем отличаются легкостью, не подвержены коррозии. При контакте с воздухом поверхность изделий из алюминия моментально покрывается оксидной пленкой, которая не допускает дальнейшее развитие окислительного процесса и предотвращает появление ржавчины.

Температура плавления алюминия составляет 660°С, и если при обработке лазером с самим металлом проблем не возникает, то с оксидной пленкой справиться непросто. Температура ее плавления равна около 2000°С, поэтому предварительно, перед гравировкой, алюминий подвергают травлению (удалению оксидной пленки). Для этого используется электролитическое или химическое воздействие. В промышленных масштабах процесс проходит под строгим контролем. После травления металл отлично гравируется любым удобным способом.

Гравировка по латуни

Латунь — сплав золотистого цвета, в состав которого входит медь, цинк, незначительная часть олова. При обработке важно знать процентное соотношения компонентов в латуни. Если содержание цинка достигает 50% — это технический сплав. В однофазной альфа-латуни цинка всего около 35%. Она более пластична, легко поддается обработке. Двухфазные сплавы с повышенным содержанием цинка износостойки, менее пластичны.

Металл отличается высокой термостойкостью. Температура плавления достигает 950°С, поэтому предпочтительным способом гравировки латуни является механический.

При обработке заготовки требуют деликатного отношения, послойного снятия материала (не более 0,3 мм за один ход фрезы). После чернового нанесения рисунка мастера советуют выждать около 10 мин для стабилизации металла, а после — приступить к дальнейшей обработке.

Гравировка по углеродистой стали

Углеродистая сталь отличается твердостью, высокой прочностью, и чем выше содержание углерода, тем сильнее проявляются эти качества. Низкоуглеродистая сталь содержит 0,05-3% углерода. Она, подобно железу, сохраняет ковкость, пластична и подходит для термообработки.

При наличии в составе до 6% углерода состав подходит для производства высокопрочных конструкций (например, рельс). Такую сталь легируют марганцем, кремнием.

Наибольшей прочности достигает сталь с содержанием углерода до 1%. Состав нежелательно подвергать термообработке. Совсем не переносит экстремальные температуры ледебуритная сталь, в которой уровень углерода достигает 1,28-2%.

Для гравировки низкоуглеродистой стали подходят любые типы граверов. Более твердый металл требует послойного снятия слоев лазером. При механической обработке слои также снимаются неглубокой стружкой.

Гравировка по нержавеющей стали

Изделия из нержавеющей (легированной) стали термостойки, не подвергаются коррозии, прочны и долговечны. Металл применяется для изготовления сувенирной продукции, всевозможных конструкций, размещаемых на открытом воздухе, товаров промышленного назначения. Для гравировки нержавейки используются лазерные и фрезерные граверы твердосплавного типа. Инструмент должен иметь угол режущего клина от 60°. Снизить степень износа фрезы поможет ее постоянное охлаждение и снижение скорости обработки металла.

Нержавейка достаточно прочна, для ее гравировки потребуется значительные усилия. Тонкая пластина может прогибаться под фрезой, поэтому для гравировки необходимо тщательно закрепить пластину на столе в нескольких точках.

Гравировка по меди

Медь отличается высокой теплопроводностью, большим температурным коэффициентом сопротивления. Полированная поверхность меди отлично отражает инфракрасные лучи, поэтому при использовании оптоволоконного гравера может возникнуть проблема отражения луча. Справиться с проблемой позволяют специальные пасты, которые тонким слоем наносятся на место рисунка. Паста обладает каталитической способностью и помогает осуществить качественную гравировку цветных металлов даже при использовании маломощного оборудования.

Гравировка по титану

Титан — не лучший вариант материала для гравировки, однако если применение именно этого металла оговорено в техническом задании, то следует учесть нюансы гравировки. При механической обработке дефекты рисунка возникают из-за залипания металла. Частицы оседают на фрезу, препятствуя формированию четкого рисунка. Устранить проблему поможет использование смазки, наносимой непосредственно на заготовку.

Обработка поверхности лазером проводится с использованием пасты. Для плоских поверхностей применяется специальная лента CeMark. В итоге получается черно-серебристый контрастный рисунок.

Гравировка по металлу требует навыков и знаний. Необходимо изучить свойства металла, с которым планируется проводить работу, проверить параметры гравера перед приобретением и не бояться экспериментировать для достижения лучшего результата.