Лазерная резка в рекламе

Далее пойдёт речь о применении лазерной резки и новом современном лазерном оборудовании, основной акцент будет сделан на механических аспектах воздействия.

В основе лазерной обработки находится следующий научный факт: на поверхности материала лазерный луч концентрируется в пятно с диаметром в десятые доли миллиметра. При достаточной мощности лазера происходят такие процессы, как разрушение, расплавление, испарение и изменение всей структуры материала. Из лазера начинает выходить параллельный пучок света, который не может ничего резать, так как имеет толщину от нескольких миллиметров и в самом лучшем случае он может лишь разогреть материал или слегка его оплавить. Чтобы превратить лазерный луч в инструмент, ставится фокусирующая линза, которая располагается на небольшом расстоянии от поверхности обрабатываемых материалов. Если же при помощи двухкоординатного привода, который управляется при помощи компьютера, передвигать материал, то выйдет довольно простой станок для лазерной обработки различных материалов. Как правило, лазерный резак в станках перемещается в станках над неподвижным материалом.

Теперь приведём несколько фактов и цифр. Два класса лазеров применяются для обработки материалов: газовые и твердотельные. Твердотельные лазеры на неодимовом стекле и иттрий-алюминиевом гранате, имеющие длину волны около 1 микрона, являются самыми распространёнными и востребованными. Газовые лазеры на углекислом газе с длиной волны около 10 микрон тоже применяются довольно часто. Можно выделить также красные лазеры на рубине, зелёные на парах меди, жидкие на красителях, но они не применяются настолько широко и редко используются при обработке материалов.

Максимально возможные мощности для твердотельных лазеров составляют примерно 500 Вт, а для газовых примерно 5 кВт. Сайнмейкер может многое получить от лазерной техники, поскольку она позволяет намного быстрее и эффективнее резать как металл, так и другие материалы. Если человеку важны такие параметры, как быстрота и качество, то он обязательно будет использовать в своей работе лазерную технику.

Рассмотрим подробнее, какие операции можно выполнить, сколько это потребует времени и средств:

Простейшая операция лазером, не нуждающаяся в сложном оборудовании и сильном лазере – гравировка. Рабочая область таких гравировальных устройств составляет, примерно, 10 квадратных сантиметров, направление лазерного луча производится двумя подвижными зеркалами. Размер конструкции около 1 кубометра, стоимость колеблется от 12 до 30 тысяч долларов. Использование твердотельного лазера позволяет осуществлять гравировку камня и металла на глубину около 0,1 миллиметра, чего вполне хватает для хорошей обработки поверхности. Если применять газовый лазер, то можно гравировать более мягкие материалы (кожа, пластик, дерево, стекло и т.п.). В таких случаях проникающая способность может быть выше 0, 1 миллиметра. Ярким примером использования гравировального оборудования является нанесение изображений и текста на сувениры. Так, стоимость нанесения логотипа небольшого размера на кружку или авторучку составляет не более доллара и занимает около минуты времени.

Для резки существуют более мощные установки с рабочей областью в несколько квадратных метров и стоимостью в десятки тысяч долларов. Такие конструкции состоят из лазера, управляющего компьютера и координатной платформы. В их состав, как правило, входит программное обеспечение, позволяющее входные форматы координатной платформы связывать с программами, поддерживающими векторную графику, такими как AutoCAD и CorelDraw. Существуют различия в программном обеспечении процессов лазерной резки и резки пленки на плоттере. Плоттеру, в принципе, все равно в какой последовательности резать изображение, однако при резке лазером дело обстоит иначе. Допустим, лазер вырезает букву «О» и уже вырезал серединку, а в момент прожигания внешнего контура буква выпадает из листа, и луч лазера будет резать воздух. Поэтому соотношение «внешний» - «внутренний» имеет важное значение для лазерной резки. При сложных случаях немаловажно также и направление обхода прожигаемого контура. Существуют еще кое-какие тонкости программирования для лазерной резки, предъявляющие более высокие требования к интеллектуальной составляющей программы управления.

Использование твердотельного лазера на таком комплексе позволяет резать металл толщиной до 0,3 сантиметров. Скорость резки в секунду при толщине 1 миллиметр составляет, около 2см/сек! В основном используется для резки тонких металлов (1 мм). При резке более толстого металла снижается производительность и качество разреза. Эти же причины не позволяют использовать твердотельный лазер для резки пластика, а прозрачное оргстекло пропускает лазерный луч и исключает возможность его резки. Более целесообразно использовать комплекс при применении лазера на углекислом газе. В дальнейшем мы будем рассматривать использование именно таких лазеров, так как они довольно широко распространены в мире и применяются во многих сферах – от резки бумаги до автомобилестроения.

Помимо дерева, пластика и металлов оборудование с лазерами на углекислом газе позволяет резать прозрачные материалы, вплоть до стекла. В связи с тем, что лазерный луч имеет световую природу происхождения, резка прозрачных материалов, таких как оргстекло, становится весьма проблематичной. Но благодаря особенностям луча лазера на углекислом газе такая резка возможна, так как диапазон светового излучения далек от видимого. Для такого луча нет разницы, что резать - будь это камень, стекло или плеск, для него прозрачны лишь такие вещества как хлорид калия, поваренная соль, некоторые полупроводники и несколько видов диковинных кристаллов, которые применяют для изготовления фокусирующей оптики для углекислотных лазеров.

Скорость прожигания наиболее распространенных материалов в рекламной деятельности, например, трехмиллиметрового пластика, на стандартной установке с газовым лазером в 75 Вт составляет около 2-3 сантиметров в секунду. Что практически равняется скорости рисования перьевым плоттером. Кромка разреза при добротном лазере и хорошей координатной платформе – гладкая и не требует дополнительной обработки. Ширина разреза примерно 0,1 - 0,2 миллиметра. При помощи таких лазерных аппаратов можно резать оргстекло толщиной до 3 см, коматекс до 2,4 см, дерево и фанеру до 1 см, поролон, картон, пенопласт, полистирол, экопласт, кожу, текстиль, то есть практически все органические материалы листовой формы. Само собой, чем больше толщина материала, тем меньше скорость резки. Например, скорость резки коматекса толщиной 1 см равна 1 см в секунду. Чтобы увеличить продуктивность необходимо наращивать мощность лазера, зависимость скорости от мощности близка к линейной.

Стоимость разреза пластика шириной 3 миллиметра составляет около 1 доллара за погонный метр.

Для обработки металла необходим лазер минимальной мощностью 220 Вт, но гораздо эффективнее и надежней 1 кВт. Для резки со скоростью 20 мм в секунду крепких металлов, таких как латунь, толщиной 3-4 мм, применяют лазеры от 1,5 кВт высокого качества (одномодовое излучение). Ширина разреза в таких случаях составляет от 0.1 мм до 0,15 мм.

Цена резки колеблется, в зависимости от толщины метала, от 2,5 до 5 долларов за погонный метр. Форма разреза, может быть какой угодно, можно вырезать любые очертания, не рискуя повредить материал, так как луч лазера не оказывает силового влияния. Резка твердых металлов не представляет трудности. Наоборот, высококачественная сталь обрабатывается лучше и легче обычных металлов. Сложнее обстоит дело с материалами относительно невысокой температуры плавления: алюминием, медью и некоторыми другими. Но и сними можно совладеть, применив хороший лазер и профессиональный подход.

Сделаем некоторые выводы относительно лазерных установок:

• Лазерный станок режет материалы быстрее примерно в 10 раз, чем фрезерный плоттер;
• Детали и рабочие механизмы лазерного устройства не требуют замены и заточки, делая его при грамотном использовании практически «вечным»

Такие специфические свойства лазерной технологии послужили созданию принципиально новых видов продукции. Это, например, всевозможные вывески и таблички, выполненные методом лазерной инкрустации.

Данный метод довольно прост, и его можно объяснить на примере изготовления табличек для офиса: лазером вырезают одинаковый текст на двух пластиковых листах разного цвета, например желтого и зеленого, потом из них вынимают вырезанные буквы и меняют местами – желтые буквы оказываются в зеленой табличке, а зеленые в желтой. Подгонка получается очень точной, так как луч лазера оставляет крайне тонкий разрез. В результате мы имеем два изделия в «позитивном» и «негативном» вариантах, почти без отходов материала! Стоит заметить, что именно таким способом изготавливается качественный фигурный паркет из разноцветных пород дерева, и снова без отходов.

Так в чем же отличие от стандартной пленочной технологии? Ответ с первого взгляда не просматривается. Но при внимательном осмотре такой таблички мы заметим чрезвычайно блестящую плоскость акрилового стекла, которая невозможна на поверхности покрытой пленкой. Если же для изготовления изделия применить зеркальный пластик, то табличка обретет объем, появятся отблески на торцах букв, и это все на плоской поверхности, что немаловажно при протирке пыли. Если же уборка производится часто и при этом влажная, то пленочная табличка там просто неуместна. Пластиковый же слой толщиной в 3 мм стереть при уборке довольно проблематично. По цене, что пленочная табличка, что и изготовленная при помощи лазера – находятся, примерно, на одном уровне, ее можно рассчитать, зная цену материалов, их расход и стоимость метра разреза (см. выше).

Если вы приверженец пленочной технологии и не желаете от нее отказываться, то лазер замечательно может резать пластик, покрытый пленкой. Качественный лазер не испортит пленку. А лишь подплавит ее по краям.