Źródła laserowe tworzą intensywne wiązki, które zasadniczo kontrolują głębokość cięć oraz poziom szczegółowości możliwy do osiągnięcia w grawerowaniu. Gdy chodzi o pracę z materiałami takimi jak drewno czy tkanina, lasery CO2 dominują na rynku. Dane branżowe z zeszłego roku wskazują, że napędzają one około dwóch trzecich wszystkich systemów dostępnych na rynku. Lasery światłowodowe natomiast świetnie sprawdzają się w uzyskiwaniu bardzo drobnych detali na powierzchniach metalowych, takich jak stal nierdzewna. Poziomy mocy również znacznie się różnią. Amatorzy mogą zaczynać od około 40 watów, podczas gdy duże fabryki potrzebują maszyn o mocy przekraczającej tysiąc watów. Ciekawostką jest, że ostatnio lasery diodowe zyskują na popularności w grawerowaniu niektórych rodzajów plastików, ponieważ są tańsze w eksploatacji.
System laserowy wykorzystuje soczewki z wysokoczystego selenu cynku oraz zwierciadła pokryte złotem, aby poprawnie kierować wiązkę. Wybierając odpowiednią ogniskową, grubość materiału jest zdecydowanie kluczowym czynnikiem. Weźmy na przykład pracę nad biżuterią, gdzie soczewka o ogniskowej 2,5 cala tworzy mikroskopijny punkt o średnicy 0,1 mm, niezbędny do delikatnych elementów. Z drugiej strony, grubsze materiały, takie jak drewno, wymagają czegoś większego, dlatego soczewka o ogniskowej 4 cale sprawdza się znacznie lepiej przy obróbce płyt o grubości do 20 mm. Nie możemy również zapominać o powłokach odpornych na kurz. Te specjalne warstwy utrzymują przepuszczalność światła powyżej 98%, nawet po tysiącach godzin pracy, co oznacza mniejszy czas przestoju i niższe koszty konserwacji w dłuższej perspektywie.
Nowoczesne maszyny do grawerowania laserowego wykorzystują serwosilniki w układzie zamkniętym oraz czujniki temperatury w czasie rzeczywistym, osiągając dokładność pozycjonowania na poziomie ±0,01 mm. Oprogramowanie własnej produkcji przekształca projekty wektorowe na kod G, synchronizując impulsy lasera do 100 kHz z ruchem osi XY. Zaawansowane modele wyposażone są w wykrywanie kolizji i automatyczną kalibrację mocy, co zmniejsza błędy konfiguracji o 73% w porównaniu z systemami ręcznymi.
Łoża aluminiowe poddane anodowaniu i wyposażone w te wkładki typu plastra miodu faktycznie pomagają pozbyć się nadmiaru ciepła podczas długotrwałego grawerowania metalu, co zapobiega odkształceniom metalu w czasie. Stoły próżniowe, które obecnie widzimy w warsztatach, zazwyczaj wytrzymują ciśnienie około 0,8 bar i doskonale trzymają takie materiały jak skrawki skóry. Tymczasem istnieją silnikowe platformy wzdłuż osi Z, które umożliwiają jednoczesne przetwarzanie wielu przedmiotów 3D bez konieczności ciągłych ręcznych regulacji. W przypadku bardzo precyzyjnych prac przemysłowe ramy wykonane z litego granitu lub specjalnych kompozytów stalowych potrafią ograniczyć drgania poniżej 5 mikronów. Taki poziom stabilności jest absolutnie kluczowy przy pracach delikatnych, takich jak oznaczanie płytek półprzewodnikowych, gdzie nawet najmniejszy ruch może zniszczyć całą partię.
Lazery CO2 bardzo dobrze sprawdzają się do grawerowania przedmiotów wykonanych z materiałów organicznych dzięki swojej długości fali 10,6 mikrometra. Ta długość fali szczególnie dobrze oddziaływuje z niemetalem, co przynosi dobre rezultaty. Przy pracy z drewnem, akrylem, skórą czy materiałami tkanymi te lasery potrafią tworzyć bardzo czyste grawerunki, nie przypalając ani nie topiąc delikatnych powierzchni. Niektóre testy przemysłowe wskazują, że jakość krawędzi pozostaje powyżej 98% dla większości materiałów cieńszych niż 12 mm, choć zależy to od ustawienia maszyny. Wiele warsztatów uważa te lasery za wyjątkowo uniwersalne do produkcji tablic i wykonywania różnych rzemiosła w pracowni. Jednak każdy, kto spróbuje znakować metale odbijające światło, szybko odkryje, dlaczego CO2 nie jest tu odpowiednim wyborem. Aby w pełni wykorzystać możliwości systemów laserowych CO2, warto ograniczyć się do materiałów słabo przewodzących ciepło.
Lazery światłowodowe tworzą wyjątkowo precyzyjne znaczenia na metalach dzięki skoncentrowanej wiązce o długości fali 1064 nm, która usuwa materiał powierzchniowy bez powodowania uszkodzeń termicznych w otaczających obszarach. Urządzenia te charakteryzują się typową mocą wyjściową od 20 do 60 watów i działają zaskakująco szybko na metalach takich jak stal nierdzewna, aluminium oraz różne stopy tytanu. Niektóre modele osiągają prędkości rzędu 7000 milimetrów na sekundę podczas pracy. Szczególnym atutem tych systemów jest ich bezkontaktowa praca względem materiału poddanego znakowaniu. Oznacza to, że w trakcie procesu powstaje minimalna ilość odpadów. Zgodnie z raportami branżowymi firmy Laserax z 2023 roku, przekłada się to na około 34% niższe koszty konserwacji podczas znakowania komponentów samochodowych i ciężarowych. Dla producentów pracujących w ramach napiętych harmonogramów produkcyjnych, takie zyski efektywności w dłuższym okresie czasu mają duże znaczenie.
Lasery na krysztale Nd:YAG i wanadanie mogą generować moc od 100 do 300 watów, co czyni je idealnym wyborem do głębokiego grawerowania trudnych materiałów, takich jak stal narzędziowa, gdzie głębokość wnikania sięga około 1,2 milimetra. Istnieje jednak pewna istotna wada. Dioda pompująca w tych systemach laserowych zużywa się średnio trzy razy szybciej niż w przypadku laserów światłowodowych, co z pewnością wpływa na koszty konserwacji w dłuższej perspektywie czasu. Ze względu na konieczność precyzyjnego ustawienia przez wykwalifikowany personel, większość producentów przeznacza te urządzenia do specjalistycznych zadań, które absolutnie wymagają dodatkowej mocy szczytowej. Nie są to narzędzia codziennego użytku, lecz raczej rozwiązania dla konkretnych wyzwań przemysłowych, w których standardowe wyposażenie okazuje się niewystarczające.
| Typ Lasera | Długość fali | Główne materiały | Maksymalna głębokość grawerowania |
|---|---|---|---|
| CO2 | 10,6 μm | Drewno, akrystal, skóra | 12mm |
| Włókno | 1,064 nm | Nierdzewna stal, Aluminium | 0,8 mm |
| Kryształ | 532–1064 nm | Tytan, stali narzędziowe | 1,5 mm |
Zawsze weryfikuj certyfikaty materiałów, ponieważ dodatki takie jak stabilizatory UV w plastikach mogą wpływać na jakość grawerowania. Badania przeprowadzone przez niezależne laboratoria wykazują, że lasery światłowodowe osiągają o 62% wyższy kontrast na aluminium anodowanym w porównaniu z innymi metodami.
Moc lasera ma ogromne znaczenie dla zakresu jego zastosowań. Lazer o niewielkiej mocy, w przedziale od 5 do 30 watów, doskonale sprawdza się w precyzyjnych zadaniach grawerowania takich materiałów jak drewno czy akryl, osiągając bardzo drobne detale o dokładności rzędu 0,001 mm. Z drugiej strony, potężne urządzenia o mocy 50 watów i więcej potrafią bez trudu przecinać trudne materiały, takie jak metal czy ceramika, z prędkością czasem przekraczającą 300 mm na sekundę. Jednakże, według najnowszych danych z końca 2024 roku dotyczących zastosowania laserów w przemyśle, okazuje się, że te wydajne maszyny zużywają około 40% więcej energii elektrycznej w porównaniu do mniejszych odpowiedników, jednocześnie skracając czas produkcji o mniej więcej połowę w warunkach fabrycznych. Dla wielu mniejszych zakładów zajmujących się różnorodnymi materiałami, w tym wyrobami skórzanych i niektórymi rodzajami obrabianego aluminium, systemy średniej klasy o mocy od 20 do 40 watów wydają się stanowić optymalny kompromis między wydajnością a praktycznością.
Wielkość obszaru grawerowania rzeczywiście decyduje o rodzaju możliwych do realizacji projektów. Mniejsze przestrzenie robocze o wymiarach około 100x100 mm są idealne np. do wyrobów jubilerskich lub szybkich prototypów. Natomiast większe konfiguracje o powierzchni 500x500 mm lub większej pozwalają producentom przetwarzać jednocześnie wiele przedmiotów, np. tablice czy elementy z blachy. Zgodnie z niektórymi badaniami z zeszłego roku, około dwie trzecie firm pracujących z takimi dużymi maszynami zmniejszyło czas produkcji o około jedną czwartą dzięki jednoczesnemu grawerowaniu wielu elementów w partiach. Warto również wspomnieć o kolejnej przydatnej funkcji. Wiele nowoczesnych systemów wyposażonych jest w składane stoły oraz regulowaną wysokość osi Z. Oznacza to, że mogą one obsługiwać różne nietypowe kształty, w tym okrągłe szklane kolby czy nawet zakrzywione komponenty elektroniczne, co znacznie zwiększa elastyczność codziennych operacji.
Konfiguracje modularne ułatwiają zwiększenie mocy lasera, wymianę soczewek lub wydłużenie szyn w razie potrzeby. Oznacza to, że zakłady mogą obrabiać różne materiały lub realizować większe serie produkcji, nie odrzucając całych systemów. Badania pokazują, że stosowanie podejścia modularnego może obniżyć koszty o około 30% w ciągu pięciu lat. Firmy często zaczynają od małych rozwiązań, np. przechodząc z włóknia 30 watowego do 60 watowego w miarę wzrostu zapotrzebowania. Niektóre dodają nawet automatyczne taśmy transportowe, aby maszyny mogły pracować w nocy bez ciągłego nadzoru. Elastyczność ta pozwala zaoszczędzić pieniądze, jednocześnie gwarantując płynny przebieg operacji na różnych etapach wzrostu.
Nowoczesne maszyny do grawerowania laserowego polegają na integracja oprogramowania i automatyzacji w celu usprawnienia przepływu pracy i maksymalnej precyzji. Te funkcje przekształcają surowe projekty w doskonałe grawerunki, minimalizując konieczność ręcznego interweniowania, co czyni je niezwykle przydatnymi zarówno w zastosowaniach przemysłowych, jak i kreatywnych.
Nowoczesne systemy CAD/CAM mogą pobierać pliki wektorowe bezpośrednio z programów takich jak Adobe Illustrator lub CorelDRAW, bez konieczności wykonywania żmudnej ręcznej śledzenia konturów. Systemy oparte na API automatycznie obsługują takie czynności jak synchronizacja warstw projektu, dostosowywanie grubości linii oraz ustawianie głębokości cięcia, co znacząco skraca czas przygotowania. Według danych branżowych z zeszłego roku, te systemy pozwalają zaoszczędzić od 35 do 50 procent czasu normalnie potrzebnego przy tradycyjnych metodach. Prawdziwe korzyści pojawiają się przy pracy z trudnymi materiałami, takimi jak panele akrylowe czy płyty aluminiowe anodowane, gdzie najważniejsza jest precyzja. Poprawne wykonanie szczegółów decyduje o jakości produkcji.
Nowoczesne systemy autofokusowania opierają się na czujnikach pojemnościowych lub technologii wizyjnej aparatu do pomiaru grubości materiału podczas jego przemieszczania, utrzymując ognisko w idealnym miejscu, nawet przy obróbce materiałów, które nie są idealnie płaskie. Gdy w dużych zakładach robi się duży ruch, te systemy łączą się z napędzanymi taśmami transportowymi, które ciągle się poruszają, umożliwiając procesy grawerowania, podczas których setki identycznych przedmiotów przechodzą przez urządzenie co godzinę bez przerwy. Zgodnie z niektórymi najnowszymi badaniami branżowymi z zeszłego roku, zakłady wykorzystujące tego typu zautomatyzowaną konfigurację odnotowały znaczne zmniejszenie czasu poświęcanego przez operatorów na ręczne regulacje, skracając ich bezpośredni udział o około trzy czwarte w branżach takich jak produkcja metalowych odznak i podobnych produktów.
Dla tych, którzy dopiero zaczynają korzystać z systemów opartych na GRBL i pracują nad projektami drewnianymi, oprogramowanie proprietarne jest gotowe do użycia od razu, z wieloma materiałami już ustawionymi. To znacznie ułatwia sprawę osobom, które wciąż uczą się, jak wszystko działa. Z drugiej strony, osoby chcące pełnej kontroli nad każdym szczegółem często sięgają po otwarte rozwiązania, takie jak LightBurn, gdzie można dostosować niemal wszystko – od ustawień mocy po prędkości cięcia. Nowoczesne sterowania dotykowe stały się również bardzo inteligentne. Wiele z nich umożliwia przewijanie menu lub powiększanie obrazu rzeczywistego działania dzięki wbudowanym kamerom, co znacznie przyspiesza proces przyzwyczajania się nowych użytkowników. Jeśli spojrzymy na maszyny przemysłowe, to oferują one również zaawansowane funkcje bezpieczeństwa. Wykrywanie kolizji zapobiega kosztownym wypadkom, a monitorowanie zużycia energii pozwala śledzić wskaźniki konsumpcji – aspekt ten ma duże znaczenie w przypadku fabryk, które muszą spełniać normy ISO dotyczące zarządzania jakością.
Główne elementy składowe maszyny do grawerowania laserowego to źródło lasera, soczewki i lustra optyczne, system sterowania oraz powierzchnia robocza.
Laserы CO2 są głównie stosowane do materiałów organicznych, takich jak drewno i akryl, ze względu na ich długość fali, podczas gdy lasery światłowodowe są zoptymalizowane do znakowania metali przy minimalnym uszkodzeniu termicznym.
Poziom mocy wpływa na możliwości grawerowania maszyny: systemy niskomocowe nadają się do szczegółowej pracy na miękkich materiałach, a systemy wysokomocowe są wymagane dla trudniejszych materiałów, takich jak metal.
Modułowe i skalowalne projekty umożliwiają przyszłościową elastyczność i dostosowanie, pozwalając na ulepszenia mocy i komponentów, aby sprostać rosnącym potrzebom produkcyjnym bez konieczności pełnej wymiany systemu.
Shandong ZhongGuangDian oferuje zaawansowane maszyny do oznaczania laserowego i niestandardowe urządzenia laserowe dla różnych branż. Nasze niezawodne produkty, szybka dostawa i gwarancja na całe życie zapewniają satysfakcję klienta.
EN
