Гравировка – один из самых эффективных методов обработки каменной поверхности, позволяющий наносить максимально долговечные изображения и надписи. Существует несколько разновидностей гравирования для такого материала, каждая из которых подходит для камня определенного вида и выполняется на соответствующем оборудовании.

Способы гравировки по камню

По используемым инструментам, устройствам и технологиям гравировка камня разделяется на ручную и механическую. При этом вторая разновидность включает несколько техник.

Ручной

Обработка вручную предполагает использование специальных инструментов, с помощью которого на поверхность наносятся сколы. Их глубина зависит от приложенных усилий, а оттенок рисунка – от плотности расположения. Особенно эффектно выглядит гравировка на темном камне, окраска которого позволяет создавать до 30 цветовых переходов. Чтобы рисунок получился максимально четким, поверхность перед гравированием полируется. Нанесенные изображения сохраняются на камне на протяжении всего существования.

Основными инструментами для ручной работы являются:

• матовка – гравировочное устройство ударного типа с твердосплавными иглами, с помощью которого создаются тонкие штрихи для прорисовки мелких деталей;
• скарпель – применяется вместе с молотком, которым наносятся удары на его основание и за счет этого образуются насечки (для создания сложных рисунков используются скарпели разного размера и формы);
• закольник – острый твердосплавный стержень для скалывания кромки и формирования глубоких сколов.

Технологически вручную проще всего наносится текст, так как он обычно оформляется одним оттенком. Надпись гравируется по предварительно подготовленному трафарету, при этом середина контура пробивается – «закрашивается».

Создание рисунков требует более сложной работы, но труднее всего гравируется портрет. Здесь важна прорисовка тончайших штрихов и деталей, чтобы обеспечить фотографическое сходство с оригиналом.

К преимуществам ручного гравирования относят:

• высокое качество получаемой картинки;
• неограниченная длительность сохранности в первоначальном виде;
• отсутствие необходимости приобретения дорогостоящей техники и программного обеспечения для компьютера;
• возможность обработки любой породы;
• доступность внесения изменений после завершения работы;
• низкая себестоимость работ.

Недостатка у ручной техники два: большие затраты по времени и зависимость качества от профессионализма мастера.

Механические

Из всех гравировальных технологий для обработки минералов применяется пескоструйная, ударная, фрезерная и лазерная техники. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Пескоструйная

В данном случае рисунки создаются под действием подаваемого под напором воздуха с песком. Песчинки, ударяющиеся с силой о поверхность, наносят микроскопические сколы, которые соединяются в соответствующие изображения. Глубина гравировки зависит от силы напора и продолжительности воздействия.

Суть технологического процесса заключается в следующем:

• сначала будущий рисунок или текст создается на компьютере:
• затем на плоттере изготавливается пленочный трафарет;
• трафарет прикрепляется к обрабатываемой поверхности и из него удаляются участки, которые будут гравироваться;
• пескоструйным агрегатом обрабатывается выделенное место.

К преимуществам такой методики относится два важных свойства:

• длительность сохранения гравировки (практически, как и у ручной техники);
• возможность обработки любой породы.

Недостатков у данной технологии больше:

• необходимость длительной и дорогостоящей подготовки;
• применение специального оборудования – плоттера, который тоже отличается высокой стоимостью;
• выполнение гравирования только в одном тоне, что ограничивает перечень доступных для нанесения картинок.

В целом, пескоструйная обработка имеет высокую себестоимость, но ограниченные возможности. Поэтому ее применение не пользуется большой популярностью.

Игольчатый (ударный)

Эта техника по процессу выполнения аналогична ручному гравированию, только вместо человека удары наносятся станком.

Технологически это выполняется следующим образом:

• будущее изображение формируется на компьютере с использованием специальной программы;
• изготавливается трафарет, который затем закрепляется на камне;
• станок перемещается вдоль обрабатываемого участка, игла ударяет в предназначенных местах, создавая рисунок или текст.

При использовании ударно-игольчатой техники высокое качество картинки получается только на гладкой поверхности. Поэтому она сначала шлифуется и полируется, чтобы на не осталось углублений, иначе игла не сможет их обработать.

Основным преимуществом данного вида гравирования является длительный срок сохранности. Также сюда можно отнести относительно быстрое выполнение работ.

Минусов несколько больше:

• очень высокие постоянные расходы при эксплуатации оборудования;
• возможность получения только оттенков среднего спектра, что обеспечивает создание лишь средних по сложности рисунков;
• необходимость предварительного создания трафарета на компьютере;
• нанесение рисунка только на полностью гладкую поверхность.

Также недостатком считается быстрое изнашивание игл, которые надо регулярно затачивать или менять. Использование тупой иглы существенно снижает не только качество гравировки, но ее соответствие запрограммированному эскизу.

Фрезерный

Для гравирования каменных поверхностей с использованием фрезерного станка применяются алмазные фрезы. Они действуют по абразивному принципу, снимая слои линейно. При этом габариты наносимой борозды зависят от параметров фрезы и силы воздействия.

Алгоритм выполнения работ довольно простой:

• эскиз формируется на компьютере;
• камень располагается на станке и на него переносится трафарет;
• станок движется, снимая поверхностные слои в предназначенных местах.

Фрезерный способ гравирования камня обладает многими достоинствами:

• быстрая автоматизированная работа;
• длительность сохранности выгравированного рисунка;
• невысокие эксплуатационные затраты;
• широкий спектр создаваемых оттенков;
• использования на любой породе.

Недостатком считается возможность гравировки только плоской поверхности. Зато фрезы не создают таких проблем, как иглы, поскольку обладают длительным сроком службы и невысокой стоимостью.

Лазерный

Гравировка с применением лазера – самая передовая технология, которая отличается широкими возможностями и высокой эффективностью. Сколы в данном случае выполняются с помощью лазерного луча. Он создает высокую температуру, под действием которой определенный участок каменной поверхности сильно нагревается и расширяется, что приводит к откалыванию необходимого слоя.

Весь технологический процесс включает такие операции:

• изображение создается на ПК;
• камень помещается в станок;
• лазерный луч прогревает выделенные места и переносит картинку.

Из преимуществ такой обработки можно отметить:

• максимально быстрое нанесение изображений любого размера;
• возможность создания любых дизайнов, шрифтов, орнаментов, узоров и т.д.;
• высокое качество при максимальной производительности;
• отсутствие необходимости замены рабочего инструмента;
• создание эскизов в простом графическом редакторе с дальнейшей передачей на печать.

Среди недостатков выделяют:

• непродолжительный срок сохранности полученного рисунка, особенно при сильном механическом воздействии;
• высокие эксплуатационные расходы;
• небольшой спектр получаемых оттенков.

К тому же качественную гравировку лазером можно выполнить только на полированных поверхностях. В остальных случаях сильный нагрев образует глубокие трещины, в которые потом попадает вода, что приводит к разрушению рисунка.

Борозды, создаваемые лазером, располагаются только перпендикулярно и имеют правильную форму. В отличие от клиноподобных сколов, которые получаются при гравировке вручную, грязь проникает в них настолько глубоко, что практически не поддается удалению.

Несмотря на некоторые недостатки, лазерная технология считается лучшим решением для обработки камня. Такая гравировка наносится быстро, станок обслуживается одним человеком, при этом сам процесс полностью автоматизирован, поэтому человеческий фактор на него практически не влияет.

Сферы применения

Гравировка по камню применяется в таких отраслях, как:

• ювелирная промышленность;
• ритуальные услуги;
• строительство;
• прикладное искусство;
• другие сферы, связанные с использованием минералов.

При этом у каждой технологии тоже есть свое применение:

• ручная используется преимущественно для гравирования драгоценных и поделочных камней;
• пескоструйная – для обработки минералов твердостью до 9 баллов (Моос);
• ударная и лазерная – хорошо справляется твердыми породами (6,5–9 баллов) и чаще всего используется для нанесения изображений (особенно портретов) на надгробные плиты.

Лазером часто оформляют исторические памятники, обелиски и мемориальные таблички. В целом, лазерная гравировка используется в разных сферах – от ювелирного искусства до создания объектов городской среды.

Выбор гравировального оборудования

Для правильного выбора станка или маркиратора учитываются следующие критерии:

• выбранная технология обработки – это может быть ударный, фрезерный или лазерный гравер;
• рабочая зона станка – она определяется размерами камня.

Любое оборудование может устанавливаться стационарно, тогда каменные заготовки надо будет подвозить. Также можно выбрать мобильные (переносные) модели, которые располагаются непосредственно над обрабатываемой поверхностью.

Фрезерно-гравировочный станок с ЧПУ – весьма сложная машина с широким функционалом. При выборе такого оборудования надо учитывать финансовые возможности, объемы производства и поставленные задачи.

Если сравнивать ударно-гравировочный и лазерный станок, то первый выигрывает за счет создания более глубоких борозд-сколов. При этом ударное оборудование имеет ряд других недостатков:

• более медленное выполнение работ за счет необходимости осуществления многочисленных ударов;
• необходимость отходить от края, из-за чего обработка каменных изделий с краями становится невозможной;
• небольшой ресурсный запас и высокая стоимость гравировочных игл при периодичности замены через каждые 10–15 нанесений;
• регулярное обслуживание с частой заменой подверженных износу деталей – иглы, упора, лапы датчика.

Лазерное гравировальное оборудование лишено всех этих недостатков. К тому же оно позволяет создавать фотографические изображения и при этом не требует механического контакта при выполнении работ, то есть не образует шума и пыли. Выбор лазерно-гравировального станка более выгоден и по экономическим показателям: себестоимость гравировки на нем в 5 раз ниже, чем на ударном оборудовании.

Из лазерного оборудования популярностью пользуется маркиратор газовый CO2 CLMM-A01 от компании Rusmark. Он устанавливается стационарно, подходит для гравирования любых органических материалов, характеризуется высокой надежностью и производительностью.

Также следует обратить внимание на комбинированный лазерно-ударный станок Миртелс LT60120M. В нем сочетаются преимущества обеих технологий обработки камня, что обеспечивает получение качественных рисунков на максимальной скорости. Такой агрегат оснащен двумя разными головками – ударной и лазерной, благодаря чему работы выполняются в двух режимах. Это делает его универсальным при работе с разными каменными породами, даже имеющими структурные дефекты.