Подробное руководство по выбору лазерного гравера

Лазерная гравировка – это технология нанесения изображения путем удаления поверхностного слоя материала сфокусированным лазерным лучом на заданную глубину. Тонкий луч дает возможность наносить на изделия, заготовки и детали изображения любой сложности от надписей и штрих-кодов до картин, фотографий и трехмерных моделей.

Лазерную гравировку применяют во многих отраслях. В машино-, авиа- и судостроении, промышленности, производстве оборудования, электроники, медицинской и военной продукции ее используют для идентификации изделий и деталей. Широчайшее применение лазерная гравировка нашла в изготовлении сувениров, корпоративных подарков, коллекционного оружия, ювелирных изделий и т.д.

Преимущества лазерной гравировки

• высокая четкость и максимальная детализация изображения;
• сохранение первоначального вида изображения;
• очень высокая скорость обработки материала;
• бесконтактное воздействие на материал;
• отсутствие брака или его минимальный процент;
• безопасность работы для оператора станка;
• современное программное обеспечение
• большой перечень обрабатываемых материалов.

Критерии выбора лазерного гравера

Виды обрабатываемых материалов

От вида обрабатываемых материалов зависит тип станка для лазерной гравировки. Волоконные маркеры идеально подходят для работы с различными металлами, металлами и некоторыми видами пластика. Газовые (СО2) граверы предназначены для гравировки всевозможных неметаллических материалов: древесины, бумаги, пластмассы, стекла, керамики, ткани, кожи, резины и т.д. Для работы с металлами их применять не стоит.

Лазерный источник

Для гравировки применяют газовые (или СО2), твердотельные, и волоконные лазерные источники. В гибридных граверах установлены волоконный и газовый источники.

Газовый источник представляет собой стеклянную трубку, в которой содержится смесь углекислого газа, гелия и азота. Лазерное излучение формируется под воздействием электрических разрядов в газовой среде.

К достоинствам газовых источников относятся:

• невысокая стоимость. Вышедшую из строя газовую трубку можно легко заменить;
• меньшее потребление электроэнергии по сравнению с другими типами излучателей;
• универсальность. Длинноволновое излучение, создаваемое СО2 источниками, хорошо поглощается различными неметаллическими материалами.

В то же время газовые трубки имеют и ряд недостатков:

• хрупкость;
• невысокий срок службы;
• повышенное выделение тепла, поэтому необходимо надежное охлаждение;
• СО2 лазеры плохо подходят для гравировки металлов, так как длинноволновое излучение отражается от поверхности металлических изделий.

Волоконный источник генерирует поток лазерного излучения путем диодной накачки светопроводящего оптического волокна.

Волоконные источники обладают множеством достоинств:

• продолжительный срок службы;
• высокая мощность;
• высокая скорость работы;
• отсутствие сложной системы зеркал и необходимости юстировки;
• создаваемое ими коротковолновое излучение отлично подходит для гравировки драгоценных и цветных металлов, различных видов сталей.

Недостатки волоконных источников:

• высокая стоимость;
• коротковолновое излучение не подходит для гравировки многих неметаллических материалов.

Гибридные лазерные граверы объединяют в своей конструкции два источника: волоконный и газовый. Это позволяет им обрабатывать как металлические, так и неметаллические материалы.

Независимо от типа источника, все лазерные граверы демонстрируют преимущества перед технологиями механической и электрохимической гравировки, а именно:

• более привлекательный внешний вид изображения;
• высокая стойкость изображения;
• серийная маркировка изделий, возможность маркировки в постоянном технологическом цикле, маркировка по ГОСТ

Надежность

Самыми надежными являются граверы, выпускаемые всемирно известными китайскими и европейскими производителями. Дешевым станкам от малоизвестных брендов доверять не стоит, так как они быстро выходят из строя.

Наиболее длительным ресурсом работы обладают волоконные лазеры, которые служат 100 000 часов, т.е. примерно 40 лет. Такое оборудование выпускают несколько ведущих производителей, в том числе, корпорация IPG Photonics.

Мощность

Мощность определяет глубину гравировки и скорость ее выполнения. Чем выше мощность гравера, тем на большую глубину луч проникает в материал и тем быстрее создает на нем изображение. Если планируется выполнять гравировку крупнооптовых партий изделий, то потребуется приобрести мощный волоконный гравер.

Скорость обработки

Скорость перемещения лазерного луча зависит не только от мощности излучателя, но и от вида материала, а также от глубины выполнения гравировки. Максимальная скорость перемещения луча составляет до 10 000 мм/с. Стандартную глубокую гравировку выполняют на скорости до 1000 мм/с.

Рабочее поле

Как правило, его размеры составляют от 110х110 мм до 240х240 мм. Размер выбирают в зависимости от габаритов изделий. Оптимальная площадь рабочего поля облегчает пользователю программирование оборудования, так как программу не нужно разбивать на этапы. Большая площадь рабочего поля исключает необходимость применения «раскроечного» оборудования и, соответственно, его приобретения. Кроме того, оператору не нужно переносить между станками мелкие изделия и заготовки, что сокращает время работы.

Фокусировка

Фокусировка – это установка фокусного расстояния между обрабатывающей головой и материалом. От правильности выбора фокусного расстояния зависит качество выполнения гравировки.

Оптоволоконные граверы с автоматической фокусировкой обеспечивают максимальную точность при установке фокусного расстояния. Кроме того, автофокусировка помогает быстро перенастраивать оборудование для выполнения различных производственных задач, что приводит к экономии времени.

Для выполнения нестандартных задач может понадобиться ручная фокусировка.

Программное обеспечение

ПО лазерного гравера должно отвечать следующим требованиям:

• современность;
• удобный и понятный интерфейс;
• совместимость с популярными графическими редакторами. В противном случае пользователю придется приобретать редкие программы для интеграции файлов в ПО гравера;
• выполнение функций: подбор параметров для гравировки различных материалов;распознавание меток, работа с 3D, дистанционное управление.

Дополнительные опции

Желательно, чтобы гравер имел возможность для установки дополнительных устройств. Это позволит при необходимости расширить спектр выполняемых задач. Лазерные граверы могут дополнительно комплектоваться:

• поворотным роторным устройством для гравировки тел вращения: колец, стаканов, чашек, ваз, бутылок и других изделий, имеющих цилиндрическую или коническую форму;
• функцией подъема рабочего стола и опускания гравировальной головки, которые необходимы для удобства регулировки фокусного расстояния и для гравирования объемных изделий различной толщины;
• столом линейного перемещения;
• педалью запуска гравера.

Производитель

Всех производителей лазерных граверов можно разделить на три группы:

1. Производители из Европы. Они имеют безупречную репутацию, так как выпускают надежные, долговечные станки с высокой производительностью. Качество оборудования соответствует мировым стандартам.
2. Некоторые китайские компании, которые уделяют повышенное внимание качеству своей продукции и улучшению технических характеристик станков. Однако качество их оборудования все еще не дотягивает до американских и европейских стандартов.
3. Китайские и российские компании, которые собирают граверы из запчастей, изготовленных в Азии на небольших заводах. От покупки такого оборудования следует предостеречь, так как оно производится из материалов, подверженных быстрому износу, обладает низкой производительностью и меньшим функционалом.

Краткий обзор граверов европейского, китайского и российского производства

Европейские лазерные гравировальные станки

Оборудование европейского производства – это золотой стандарт в мире лазерной техники. Эти граверы изготавливают из высококачественных комплектующих и оснащают самыми лучшими и долговечными излучателями. Срок эксплуатации станков может достигать 100 000 часов. Граверы имеют обширные функциональные возможности и высокую производительность, что позволяет выполнять разнообразные производственные задачи и быстро обрабатывать крупные партии изделий. Производители станков выпускают большой ассортимент дополнительного оборудования и предоставляют качественное сервисное обслуживание. Единственный недостаток европейских станков – высокая стоимость по сравнению с граверами, произведенными в других странах.

Обзор волоконных лазеров IPG Photonics (США)

IPG Photonics Corporation – один из ведущих производителей волоконных лазерных источников и комплектующих к ним. Примерно 80% продаж волоконных источников в мире приходится на долю этой компании. Заводы корпорации работают в США, Германии и России. Международная корпорация была основана в 1990 году российским физиком Валентином Гапонцевым, который возглавляет компанию и в настоящее время.

Все ключевые компоненты лазерного оборудования компания IPG Photonics Corporation производит самостоятельно. Компания проводит многочисленные научные исследования и создает инновационные разработки, которые внедряет в производство новых моделей оборудования и модернизацию уже существующих.

Лазерные излучатели IPG считаются одними из лучших в мире! Они обладают множеством преимуществ:

• срок эксплуатации превышает 100 000 часов;
• запатентованная технология боковой накачки диодов;
• превосходное качество луча без потерь на рассеивание;
• уникальный метод легирования волокна;
• стабильность потока;
• компактные размеры;
• расширенный функционал управления.

Недостаток у волоконных излучателей IPG только один – высокая стоимость.

Китайские станки лазерной гравировки

Среди китайских компаний есть как порядочные (фабричный Китай), так и недобросовестные производители, которые поставляют низкокачественную продукцию. Последние рассчитывают на плохую осведомленность и неопытность покупателей, предлагая им свои товары под названиями, очень похожими на всемирно известные бренды. Единственным преимуществом их оборудования является низкая стоимость, однако, покупка такого станка – это выброс денег на ветер. Оборудование может оказаться бракованным или быстро выйти из строя.

Порядочные китайские компании (фабричный Китай) изготавливают станки по европейским стандартам, используют комплектующие европейского и китайского производства, разрабатывают собственные технологии. Некоторые китайские производители заслужили солидную репутацию, например, компания Raycus, JPT.

Обзор волоконных лазерных источников Raycus (Китай)

Компания Raycus Fiber Laser Technologies Co, основанная в Китае в 2007 году, является первой компанией в своей стране, освоившей производство волоконных лазеров. В 2010 году излучатели Raycus были признаны достоянием китайской нации.

Все компоненты оборудования Raycus изготавливает на собственных производственных мощностях. Благодаря этому достигнуты стабильно высокий уровень качества комплектующих и качества сборки, высокая надежность оборудования. Важным преимуществом продукции является доступная цена.

Компания ведет исследовательскую деятельность и внедряет свои разработки в производство. В 2013 году Raycus представила излучатель мощностью 10 000 Вт.

Продукцию Raycus называют аналогом IPG Photonics, так как два последних поколения лазеров ее производства во многом идентичны продукции американской компании.

Преимущества волоконных лазеров Raycus:

• прекрасное качество лазерного луча;
• высокая производительность;
• многофункциональность, большое количество настроек;
• невысокая стоимость оборудования и гибкая ценовая политика компании.

Российские лазерные граверы

Отечественных производителей лазерного гравировального оборудования можно объединить в две категории:

1. Компании, которые собирают станки из китайских запчастей и добавляют к ним несколько компонентов российского производства.
2. Производители, которые самостоятельно изготавливают станки на собственных производственных мощностях, разрабатывают собственные технологии. Преимуществами их продукции являются: доступная стоимость, стабильный рост качества. К недостаткам относятся ограниченные функциональные возможности и небольшой выбор дополнительного оборудования.

Сравнительная таблица китайских лазеров с европейскими

Выбирая станок для гравировки, следует учитывать не только его стоимость, но и надежность, а также производственные задачи, которые предполагается на нем выполнять.

Надежные граверы от проверенных производителей стоят дороже, но зато не выходят из строя и позволяют выполнять полный спектр производственных операций.

Марки гравировальных станков

Представляем оборудование самых известных европейских производителей.

Граверы серии SHARPMARK FIBER от компании SHARPLASE

Лазерные волоконные станки SHARPMARK FIBER выполняют широчайший набор производственных операций:

• гравировку, маркировку и резку металла, пластика, камня, кожи, различных полимеров;
• гравировку и маркировку изделий и деталей, используемых в промышленности;
• гравировку ювелирных изделий;
• гравировку сувениров, подарков, предметов фирменного стиля;
• изготовление печатей и штампов;
• 3D гравировку;
• нанесение фотореалистичных изображений и многое другое.

Эти станки состоят из 3 модулей: лазерного излучателя, маркирующего модуля и рабочего стола. Оборудование имеет малый вес и компактные габариты. При необходимости граверы могут быть доукомплектованы дополнительным оборудованием.

Граверы комплектуются излучателями IPG Photonics. Рабочий стенд оборудован винтом перемещения по оси Z с частым шагом резьбы. Это дает возможность устанавливать фокусное расстояние с точностью до 0,01 мм. Точность маркировки составляет до 5 микрон, повторяемость до 2-х.

Возможности программного обеспечения:

• управление лазерным станком;
• мониторинг и тестирование лазерного оборудования в реальном времени,
• импорт графической информации в форматах: *.BMP, *.JPG, *.DFX, *.STL;
• поддержка всех шрифтов TRUE TYPE;
• поддержка векторного и растрового режимов работы;
• работа с текстовыми и графическими изображениями;
• работа с трехмерной графикой, задание глубины каждого уровня;
• вращение, отражение, масштабирование, группировка изображений;

Станки оснащены системой световой идентификации, которая информирует пользователя о выполнении работы, возникновении ошибок и неисправностей.

Лазерные станки TruMark серии 5000 производства компании TRUMPH

Волоконные лазеры TruMark серии 5000 – это универсальные станки для нанесения маркировки и выполнения некоторых других задач.

Функциональные возможности лазеров TruMark:

• высокоскоростное нанесение текстовой маркировки различными методами:
  - изменение цвета поверхности;
  - глубокая гравировка;
  - изменение цвета материала;
  - снятие слоев с поверхности;
  - вспенивание – применяется для нанесения выпуклых надписей;
• структурирование поверхностей;
• лазерная очистка поверхностей.

Лазеры предназначены для работы с металлами, синтетическими материалами, стеклом, кремнием, керамикой и органическими материалами.

В станках TruMark сочетаются высокая мощность, высокие импульсные частоты и вариативная длительность импульса, благодаря чему достигается прекрасная производительность этого оборудования. Повышенная частота импульсов – это особенность лазеров TruMark, обеспечивающая высокую скорость их работы. Длительность импульсов можно настраивать в соответствии с видом обрабатываемого материала и производственной задачей. Мощность можно контролировать с помощью встроенной системы измерения и при необходимости корректировать. Быстрая настройка положения фокуса осуществляется благодаря изменению диаметра лазерного луча. Система корректировки положения фокуса управляется через программное обеспечение TruTops Mark и позволяет за один ход маркировать ступенчатые детали, не перемещая их механически.

Возможности программного обеспечения TruTops Mark:

• функция нанесения надписей;
• создание и упорядочивание графических объектов в редакторе CAD;
• возможность создавать программы, управляющие полным циклом нанесения надписи, благодаря программированию алгоритмов QuickFlow;
• сохранение оптимизированных параметров в базе данных для повторного использования;
• диагностический инструмент, применяемый для визуализации и анализа измерений, полученных сенсорами;
• управление параметрами лазера и интерфейсами.

Станки имеют модульную конструкцию, модули быстро подключаются через штекерные соединения.

Системы лазерной маркировки и гравировки INFIBER от Олтэк Фотоника

INFIBER – это высокопроизводительные волоконные лазерные граверы и маркеры предназначенные для нанесения маркировки на различные виды материалов. Эти станки востребованы в разных отраслях промышленности: электронное приборостроение, производство бытовой техники, машиностроение, высокоточная металлообработка, производство медицинских инструментов.

Лазерные маркеры INFIBER позволяют наносить логотипы, даты, серийные номера, линейные и двухмерные штрих-коды и т.д.

Преимущества моделей INFIBER:

• сверхкомпактная алюминиевая маркировочная головка с классом защиты IP 64;
• встроенный программируемый контроллер «Green Spot», обеспечивающий мгновенное визуальное отображение сигнала на маркируемой поверхности;
• поддержка инновационного ПО Lighter Marvis;
• встроенный режим SLO (Safe Laser Off) c двойным реле для блокировки мощности лазера, а также поддержания режима лазерного управления с двойной обратной связью;
• бесшумные операции;
• встроенные протоколы связи: Ethernet TCP/IP - Ethernet IP и ProFinet (1Q2019).

Краткий обзор сканаторных систем

Китайские сканаторы SINO-GALVO

Китайская компания SINO-GALVO выпускает качественные высокоскоростные гальванометрические сканаторы. Контроль качества осуществляется в соответствии со стандартом ISO9001. Продукция имеет сертификат СE, подтверждающий соответствие требованиям Евросоюза, и сертификат FCC о соответствии требованиям и стандартам Федеральной комиссии по коммуникациям США.

Компания выпускает свыше 45 тысяч единиц продукции в год и экспортирует ее в страны Европы, Ближнего Востока, Африки и Азии.

Сканаторы SINO-GALVO ценятся за высокое качество сборки. Сканаторы обеспечивают достаточную скорость выполнения маркировки и высокую точность позиционирования. Это оборудование применяется во многих отраслях промышленности.

SINO-GALVO располагает собственным научно-исследовательским центром, разрабатывает и внедряет собственные технологии. Компания зарегистрировала 23 патента.

Китайские сканаторы JPT

Качеству этих приборов также можно доверять. Компания JPT Opto-electronics признана в Китае «национальным высокотехнологичным предприятием». Штат сотрудников составляет свыше 900 человек. Компания проводит исследования в области волоконных лазеров и оптики, занимается их производством, реализацией и техобслуживанием.

Сканаторы SCANLAB (Германия)

SCANLAB Gmbh – ведущий производитель сканирующих систем, выпускающий свыше 30 тысяч единиц продукции в год. Компания поставляет оборудование в 38 стран мира. Производственные мощности компании расположены в Германии, в городе Пуххайм.

SCANLAB завоевала мировое лидерство благодаря великолепному качеству продукции. Сканаторы проходят многочисленные проверки на этапах сборки и после ее завершения, в том числе оптическую калибровку для обеспечения правильности позиционирования луча.

Компания производит 2-х и 3-х осевые сканирующие системы, гальванометрические сканаторы, специализированные сканирующие системы и другое оборудование.

Сканаторы обеспечивают высочайшую точность и скорость работы. Приборы оснащены воздушным охлаждением. Гальванометрические сканаторы имеют прочный корпус, компактные размеры и малый вес. Производитель предлагает широкий выбор зеркал.

Сканаторы LScanH (Россия)

Сканаторные системы LScanH выпускает отечественная компания «АТЕКО-ТМ», основанная в 1998 году. Эта компания является единственным в России производителем гальванометрических сканаторов. Компания ориентируется на технические характеристики западных производителей. Ее продукция соответствует мировым стандартам.

Продукция изготавливается на собственных производственных мощностях в соответствии с заданными требованиями покупателей. После покупки предоставляется качественное сервисное обслуживание.

Сканаторная система LScanH представляет собой моноблок, внутри которого установлены гальванометрические сканаторы с зеркалами (характеристики зеркал задают покупатели), платы регуляторов и плата ЦАП. Объектив, который выбирает покупатель, установлен в нижней части головки. Разъемы питания и управления расположены на задней стенке прибора.

FAQ. Часто задаваемые вопросы

Как происходит процесс лазерной гравировки?

Лазерная гравировка выполняется сфокусированным лазерным лучом, который испаряет верхний слой материала, либо изменяет его структуру в соответствии с заранее заданной программой. В результате на поверхности материала появляется углубленная или поверхностная гравировка, в точности соответствующая запрограммированному изображению.

Глубина гравировки зависит от мощности лазера, скорости, частоты, количества проходов и других параметров, которые можно настраивать. Необходимо учитывать и свойства обрабатываемого материала.

Какие существуют технологии гравировки помимо лазерной?

Ручная гравировка

Выполняется штихелем (специальным резцом). Этот способ гравировки занимает очень много времени и требует большого мастерства. Достаточно одной ошибки, и работа может быть испорчена.

Ручная гравировка высоко ценится и пользуется спросом. Ее применяют в основном для декорирования ювелирных украшений и коллекционного оружия.

Механическая гравировка

Выполняется на гравировальном фрезерном станке. Применяется для обработки изделий из металла, пластика, стекла и камня. Технология позволяет создавать рельефные изображения на плоской поверхности.

Преимущества этой технологии:

• гарантия точности работы;
• длительный срок службы изображений, они не подвержены истиранию и не блекнут;
• есть возможность изменять исходную форму предметов из пластика и некоторых других материалов.

Недостатки:

• слишком низкая скорость работы по сравнению с лазерным станком;
• высокий процент брака из-за проблем с закреплением деталей на станке;
• нельзя обрабатывать готовую продукцию, так как на изделиях остаются следы от зажимов;
• необходимо приобретать дополнительное дорогостоящее оборудование.

В чем заключаются преимущества лазерной гравировки?

• Благодаря изменению мощности лазерного луча появилась возможность создавать рисунки разной тональности, изменять рельеф и структурировать поверхность материала.
• Высокая четкость и детализация при нанесении плоских и 3D изображений.
• Высокая цветопередача изображений.
• Гравировка лазером выполняется гораздо быстрее и проще, чем механическая или ручная.
• Изображение сохраняет первоначальный вид неограниченный срок, не портится от воды и агрессивных веществ.
• Точность выполнения работы — до 0,1 мм. 0.005-0,01.
• Отсутствует механическое воздействие на материал, что исключает трещины и другие повреждения изделий;
• Процессом гравировки управляет компьютерная программа, что исключает риск повреждений по вине человека;
• Лазерный луч не подвержен износу в отличие от режущих инструментов. Надежный волоконный лазерный источник прослужит около 100 000 часов (40 лет).
• Лазер позволяет гравировать множество материалов: сталь, цветные металлы, сплавы, драгоценные металлы, окрашенные поверхности, камень, пластик, полимеры, кожу и т.д.

В чем заключаются недостатки лазерной гравировки?

• Высокая стоимость качественного лазерного оборудования.
• Некачественные граверы подпольных китайских производств или российского производства могут выйти из строя или не соответствовать поставленным производственным задачам.
• Возможность испортить изделие при неправильно установленных настройках лазера.

Заключение

Выбирая лазерный гравер, не следует ставить в приоритет дешевизну оборудования, так как очень велик риск приобрести бракованную, бывшую в употреблении или некачественную технику, требующую частых ремонтов. Деньги, вложенные в покупку такого станка, окажутся потраченными зря. Поэтому нужно выбирать продукцию надежных, проверенных производителей, фабричного производства! Перед покупкой необходимо тщательно изучить все технические характеристики лазерного гравера и условия его работы.

Специалисты интернет-магазина лазерных станков INLASER.PRO помогут подобрать оборудование, оптимально подходящее для выполнения ваших производственных задач.