Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Grawerowanie metalu jest metodą tworzenia obrazu na metalu poprzez usunięcie nadmiaru materiału. Dla celów dekoracyjnych był wysoko rozwinięty wiele tysięcy lat temu. Wraz z pojawieniem się brązu, srebra i złota starożytni mistrzowie opanowali metody artystycznej obróbki metalu za pomocą narzędzia tnącego. Swoją sztuką zdobili broń, zbroję, uprząż dla koni, artykuły gospodarstwa domowego, a także biżuterię, nakładając na nich stylizowane wzory, elementy natury i sceny z życia ludzkiego. To sprawiło, że rzeczy, które stworzyli były cenne i wyjątkowe, były przechowywane przez wieki i przekazywane z pokolenia na pokolenie.
Od sztuki do przemysłu
Od tysięcy lat grawerowanie metalu jest sztuką, praca artysty zajmuje dużo czasu i nie ma mowy o powielaniu produktów. Nawet pod koniec ubiegłego wieku pantograf był prawie jedynym rodzajem sprzętu, który pozwalał na kopiowanie obrazów. Pojawienie się komputerów rozpoczęło nową erę grawerowania metali. Teraz zadaniem artysty było stworzenie wirtualnego obrazu przyszłego rezultatu w pożądanym programie, a proces przetwarzania materiału został w całości przejęty przez nowoczesne maszyny, które podlegały niemal wszystkim materiałom.
Skomputeryzowane systemy prawie zastąpiły pantografy. Ewolucja obróbki metalu za pomocą narzędzi obrotowych i laserów spowodowała, że grawerowanie metodą przemysłową. Ręczne stosowanie obrazów zostało zachowane w większym stopniu jako sztuka dekoracyjna, z tą tylko różnicą, że współcześni mistrzowie, wraz z tradycyjnymi nożami, używają bardziej zaawansowanych technologicznie narzędzi ręcznych do nakładania obrazów. Jakiego rodzaju sprzęt sprawia, że tak dobra praca jest tak przystępna dla produkcji przemysłowej?
Grawerki i frezarki
To urządzenie jest przeznaczone do grawerowania metalu za pomocą obrotowego narzędzia tnącego, zamocowanego w wrzecionie z napędem silnikowym. Proces grawerowania obrotowego jest bardzo podobny do frezowania - frez wnika w wymaganą głębokość i tworzy rowek, którego kształt i wymiary są ustalane przez sam wybór frezu. Grawerowanie rotacyjne można wykonać przy użyciu prostych pantografów. Ale to właśnie kontrola komputerowa sprawiła, że frezarki CNC do grawerowania stały się tak popularne.
Zasada działania skomputeryzowanych maszyn jest następująca: wrzeciono tnące obniża frez do powierzchni materiału, a program steruje jego prędkością i ruchami w kierunku wzdłużnym i poprzecznym za pomocą silników krokowych. Nowoczesne maszyny są wyposażone w urządzenia do wykrywania powierzchni, które umożliwiają przetwarzanie nawet nierównych produktów z bardzo dużą dokładnością. Ponadto taka kontrola umożliwia przetwarzanie metali w dwóch lub więcej przejściach. Pierwszy z reguły wykonuje cięcie zgrubne, a drugi usuwa zadziory i poleruje powierzchnię.
Z reguły maszyny są wyposażone w systemy chłodzenia cieczą do narzędzi tnących i możliwość regulacji prędkości obrotowej wrzeciona w bardzo szerokim zakresie. Z tego powodu praktycznie nie ma żadnych rodzajów metali, które nie mogłyby być przetwarzane na urządzeniach do grawerowania i frezowania. Z reguły zadaniem jest wybór frezu, prędkości obrotu narzędzia i programu obsługującego proces.
Zalety maszyn rotacyjnych CNC obejmują:
- wszechstronność w stosunku do przetwarzanych materiałów;
- możliwość głębokiego grawerowania;
- porównawcza zwartość maszyn do wielu zadań;
- mało wymagająca pielęgnacja i czyszczenie.
Sprzęt laserowy
Skomputeryzowane urządzenia do grawerowania laserowego do sterowania narzędziem tnącym i proces przetwarzania są pod wieloma względami podobne do maszyn rotacyjnych. Zapewniają również kontrolę komputerową, która wysyła sygnały do siłowników, które poruszają narzędziem tnącym. Główna różnica polega na tym, że zamiast frezu promień lasera jest używany do grawerowania metalu, za pomocą którego część materiału jest odparowywana. Wynik naświetlania zależy od intensywności wiązki światła, szybkości jego ruchu i liczby przejść. Główna różnica polega na tym, że grawerowanie laserowe jest bezkontaktową metodą obróbki metalu.
Sprzęt można podzielić na dwie grupy w zależności od źródła promieniowania. Pierwsza grupa obejmuje tak zwane lasery na ciele stałym. Wytwarzają wiązkę o długości fali od 810 nm do 1064 nm o małej mocy i są głównie używane do znakowania na metalach, rysowania kodów kreskowych, grawerowania napisów na metalowych znakach reklamowych.
Druga grupa obejmuje silniejsze urządzenia, w których źródłem promieniowania jest mieszanina gazów. Najpopularniejsze lasery na dwutlenek węgla. Wytwarzają wiązkę o długości fali 10 600 nm, co pozwala na grawerowanie najszerszego zakresu materiałów, z wyjątkiem gołych metali bez powłok. Ponieważ atomy metalu nie absorbują promieniowania laserowego CO2, ogrzewanie materiału w strefie uderzenia jest niemożliwe bez użycia specjalnych preparatów lub innej obróbki wstępnej powierzchni.
W porównaniu z procesami mechanicznymi, grawerowanie laserowe jest stosunkowo młodą technologią, ale rozwija się w szybkim tempie. Dzisiejsze maszyny są zauważalnie szybsze, wygodniejsze i tańsze niż kilka lat temu. Być może najbardziej znaczące innowacje to rozpowszechnienie laserów światłowodowych i hybrydowych, bardziej wydajnych i uniwersalnych w użyciu.
Pomimo faktu, że nowoczesne urządzenia laserowe zdolne do usuwania dużych ilości metalu są nadal zbyt duże i drogie, technologia, nawet w popularnej formie, ma kilka niezaprzeczalnych zalet w porównaniu z grawerowaniem mechanicznym:
- zdolność do obsługi produktów wrażliwych na obciążenia mechaniczne;
- obraz o bardzo wysokiej rozdzielczości;
- umiejętność grawerowania w trudno dostępnych miejscach;
- brak problemów ze zużyciem mechanicznych noży.
Zarówno obrotowe, jak i laserowe maszyny do grawerowania, gdy są właściwie używane, dają doskonałe rezultaty. Produkty ich przetwarzania są jednak tak różne, że sposób grawerowania można łatwo rozpoznać po ich wyglądzie. Która metoda jest lepsza? Oczywiście wielu rytowników ma osobiste preferencje, ale prawda jest taka, że obie metody przetwarzania zajmują miejsce w stosowaniu wytłoczonych obrazów na metalach. W rozwiązaniu są zadania, w których niezbędne są frezarki grawerujące. Wiele osób, z którymi laser poradzi sobie lepiej. W niektórych przypadkach stosowane są obie metody, które się uzupełniają.