Электромаркер по металлу. Как сделать гравировку?

Сущность технологии, как делается, особенности, преимущества

Лазерная технология гравировки использует излучение, у которого регулируется диаметр сфокусированного луча и его мощность. Установкой этих параметров можно не только резать материал, но и воздействовать лишь на поверхностный слой обрабатываемого предмета. Нанесение изображения происходит двумя способами.

• Верхняя часть поверхности нагревается до состояния плавления. В процессе перехода из одного состояния в другое в материале происходят физико-химические процессы, меняющие его структуру. Одним из сопутствующих эффектов является изменение цвета поверхности после ее кристаллизации. Контрастом внешнего вида обработанной и необработанной лазерным лучом поверхности создается изображение на предмете.
• Этот способ связан с изменением рельефа поверхности. Часть поверхностного слоя нагревается до температуры, при которой расплавленный материал выжигается в процессе испарения. Мощностью луча можно регулировать глубину снимаемой части поверхности, тем самым изменяя рельефность изображения.

Гравировка лазером на металле Основные преимущества лазерной технологии перед другими видами гравировки:

• практически на любом материале можно нанести изображение лазерной гравировкой;
• любые, даже самые мелкие изображения выполняются с четким, хорошо видимым контуром;
• изображения с точки зрения дизайна выглядят очень привлекательными;
• предмет обработки из-за отсутствия непосредственного механического контакта с режущим инструментом не подвергается деформации, его нет необходимости закреплять;
• при лазерной гравировке происходит термическая обработка материала, что делает его устойчивым к истиранию, изображение имеет эстетичный вид долгое время.
• изображение принимает окончательный вид сразу после лазерной гравировки, нет необходимости в последующей доработке.

Лазерная гравировка легко адаптируется к автоматическому управлению. Работа по алгоритму программ исключает возможность субъективных ошибок. При ручной гравировке человеческий фактор не исключает риска совершения ошибки.

Нанесение изображения происходит согласно управляющих программ и осуществляется двумя методами — растровым и векторным.

• При растровом методе лазерная головка перемещается дискретно в одном направлении области гравировки, а затем опускается/поднимается вниз/вверх с минимально возможным шагом. Последовательно обрабатывая такими точками поверхность, получаем требуемое изображение. Таким способом гравируются изображения типа фотографий, картинок.
• При векторном методе лазер движется вдоль направления определенных линий. Этим способом обычно гравируют надписи и другие изображения в виде линий. Этот метод намного производительнее растрового, но если понадобится изменить толщину линий, без растровой гравировки не обойтись.

Интересное: Лазерная резка алюминия, нержавейки, листового металла и изделий

Применение: нанесение логотипов и не только

Гравировка шрифтов на алюминии. Свойство лазерной гравировки сохранять длительное время внешний вид в своей первозданной форме используется для нанесения логотипов на предметы, где она становится единым целым с ними самими. Некоторые наиболее часто применяемые варианты использования:

• логотипы на сувенирах и подарках (ручки, зажигалки, мобильные телефоны, ежедневники и другие);
• в ювелирном деле лазерная гравировка наносится на изделия из драгоценных металлов: браслеты, часы, перстни, кольца и другие;
• нанесение надписей и изображений на различные спортивные и другие награды;
• некоторые промышленные производители идентифицируют свою продукцию логотипами, выполненными лазерной технологией;
• на корпуса и панели приборов наносится техническая информация облегчающая пользователю их эксплуатацию;
• изготовление с помощью лазерной гравировки печатей, штампов;
• нанесение дублирующих знаков на русском языке на клавишах и кнопках техники зарубежного производства.

Технические возможности лазерной гравировки поднимают на более высокий уровень возможности рекламного бизнеса

В переизбытке рекламной продукции потребитель обязательно обратит внимание на оригинальность плакатов и вывесок, на которых информация дается четким, с высокой детализацией изображением

Гравировка логотипа на брелок из металла

Гравировка текста и изображения на табличке

Гравировка текста на металлической табличке

Самодельные насадки на гравер

Можно покупать насадки на гравер не только заводского производства, но также делать их своими руками. Специалисты мастерских и домашние умельцы придумали много вариантов, которые пригодны для выполнения различных операций с разными материалами.

Чтобы самостоятельно сделать полировальные, шлифовальные, фрезеровальные, сверлильные расходные принадлежности на дремель, а также приспособления для резания, используют такие материалы и детали:

• фанеру;
• наждачную бумагу;
• остатки абразивных кругов разной толщины от угловой шлифовальной машины (болгарки);
• фетр;
• войлок;
• различные ткани и резину;
• проволоку из стали;
• колесико от дешевой зажигалки;
• старые боры и сверла (их перетачивают);
• ножи от электробритвы;
• ножовочные полотна;
• металлические крышечки, например, от пивных бутылок;
• пробки из-под шампанского;
• обычный дюбель (на его шляпке делают зубья) и другие.

Ниже на фотографиях представлены некоторые готовые к практическому применению самодельные приспособления к гравировальному устройству фрезерного типа.

Дополнительно с самоделкой применяют специальные (например, алмазные) пасты

. При этом специалистами достигается результат финишной обработки заготовок разной плотности, сопоставимый по качеству с использованием заводских аналогов боров.

Самодельные насадки для гравера подойдут, чтобы выполнять разнообразные работы в бытовых условиях.

Они также позволят сэкономить денежные средства за счет применения доступных, дешевых материалов и деталей от подручных или вышедших из строя (ненужных, старых) механизмов.

Большое разнообразие различных насадок позволяет выполнять с помощью дремеля широкий перечень различных работ с разными материалами. Лучше подбирать расходники, соответствующие рекомендациям производителей оборудования. Профессиональные наборы

– это залог качества продукции, но стоят они дорого. Чтобы сэкономить, нужные приспособления можно изготовить самостоятельно. Только следует учитывать, что при этом гарантийное обслуживание на мини-дрель теряется, а во время эксплуатации может возрасти нагрузка на инструмент.

Очень часто, выполняя рельефное изображение на деревянной поверхности, мастера, дабы облегчить себе задачу, используют специальные бормашинки с различными насадками. В качестве этого оборудования можно использовать как стоматологический бор, так и специальные ручные граверы для определенного рода материала (стекло, дерево, металл). Резьба по дереву при помощи обычного гравера как раз для начинающих мастеров требует определенных навыков и несет некоторые сложности.

Самая первая проблема, с которой вам придется столкнуться — это выбор бормашинки из огромного множества вариантов, представленных на современном рынке.

Химические способы нанесения гравировок

Распространённым способом выполнения надписей и изображений на изделиях из металла является химическая гравировка. Иногда этот метод ещё называют травлением. Металлическое изделие хорошо моют в воде, подвергают полировке и просушивают.  Затем подогревают до температуры около 70°C и наносят на него слой парафина. Этот слой желательно получить тонким, примерно одной толщины на всех участках детали. На парафиновую поверхность наносят с помощью бумаги для копирования необходимую надпись или изображение.

Потом с помощью перочинного острого ножа снимают тот слой парафина, который расположен над будущим углублением, а по кромкам парафинового оставшегося слоя соскобленным материалом формируют буртик высотой до 5 мм. Образуется ванна, в которую наливается кислотный состав. Заливаемый состав зависит от металла гравировки. Если это латунь, то больше подходит 50%-ная азотная кислота. Она вытравляет металл на открытых соскобом зонах, оставляя нетронутым его под парафиновым слоем.

Степень готовности изделия можно определять, слегка наклонив изделие в какую-либо сторону. Зона гравировки открывается из-под слоя кислоты и можно судить о том, завершить травление или продолжить.

Очень важно помнить, что травление латуни азотной кислотой образует в воздухе вредоносные пары. Этот процесс можно проводить лишь в условиях хорошей принудительной вентиляции помещения

Несколько по-иному выполняются химические гравировки на алюминии. Его также готовят к работе, но вот изображение и надписи на поверхности металла наносят уже лаком на спиртовой основе. После этот производят травление металла, использую для этого уже щелочные составы.

Под лаковым слоем поверхность металла остаётся нетронутой, а вот открытые участки подвергаются медленному, но верному травлению едким натром, концентрация которого для этого используется около 15%

Важно знать, что при нагреве в едком натре алюминия до температуры в 80°C лист металла толщиной в 1 мм будет полностью разъеден за полчаса

Такая технология изготовления гравировок иначе называется химическим фрезерованием. Процедура несложная, необходимо лишь соблюдать все изложенные выше требования процесса. Если передержать алюминиевое изделие в едком натре, то можно просто потерять его – стенки будут проедены насквозь или контуры рисунка получатся безобразно размытыми.

Советы перед гравировкой

Во-первых, очистите рабочее место и выберите поверхность такого размера, чтобы можно было без проблем оборачивать заготовку

В гравировке по металлу вам не понадобится направленный свет — хватит просто обычного освещения

Второе по важности — это комфорт. Сядьте так, дабы ваша рука могла свободно достать верха заготовки

Также уложите заготовку и проверьте её на прогиб. Может быть так, что в самый важный момент металл прогнётся и фрезу поведёт в ненужном направлении, запортачив при этом всю работу. Протрите хорошо поверхность, уберите всю пыль и избавьтесь от жира.

Закрепите хорошо дремель. Если у вас есть штатив – хорошо, просто прекрасно. Но бывают случаи, что дремель лежит без фиксации, посему есть два выхода: или одним глазом гравировать, а другим посматривать на инструмент, или просто привязать его к столу чем-нибудь. К примеру, я держу дремель на коленке — так удобней всего для меня.

Итак, приступим к процессу. Сначала мы выбираем рисунок и печатаем один на самоклейке, а второй — на обыкновенной бумаге. Зачем второй я расскажу позже.

Отпечатанный рисунок для гравировки

Ко всему прочему, мне приходилось еще обводить дополнительно все линии, из чего я извлек дельную уловку. Дальше мы прикидуем расположение рисунка, а после этого клеим его. Желательно приклеивать, начиная с угла и продолжая по диагонали. Недопустимы никакие вздутия бумаги непосредственно на рисунке.

Для начала берём конусоидную насадку. На фотографии видно, как она потрепалась за время использования, но само жало ещё способно выдавать ровную линию.

Конусообразная насадка на гибком вале

Садимся за работу, крестимся трижды и начинаем. Во время работы не отвлекаться, не раздражаться и не задумываться. Самым оптимальным ход насадки будет, если вы расположите её под градусом и будете двигать её в сторону более острого угла. На рисунке, приведённом ниже, её нужно двигать в правый нижний угол.

Процесс нанесения гравировки на металл.

Вот несколько промежуточных фотографий работы.

На последней фотографии видно, как отодралась бумага. В основном, я снимаю её под горячей водой, но в этот раз в гараже не было ни капли жидкости, поэтому я в нетерпении просто содрал её. У кого получится аккуратней, тому стоит поэкспериментировать с этим делом. Можно, к примеру, всё это закрасить, получив оригинальный эффект. В итоге мы имеем неплохую, но незавершенную картинку, которая сама по себе одиноко смотрится на чёрном фоне.

Первый вариант гравировки на металле

А вот теперь берём тот самый неиспользованный рисунок и прикидываем на нём карандашом те места, где будем «заливать». После этого берём сферическую насадку и начинаем делать заливку. Итог таков:

Гравировка на металле с заливкой

Далее: Опасный электрический карандаш на 220 вольт

Данное устройство на 220 вольт отличается от предыдущей модификации своей опасностью. Его применение не только опасно, но и не оправдано, так как вполне эффективны электроискровые карандаши с тем же принципом действия, но с понижающим трансформатором с выходным напряжением на 12-20 вольт.

Для наглядности приведем здесь видео с данным устройством

Обратите внимание, что даже сам автор едва не касается незащищенной рукой металлических частей предмета, к которому подведен ток с опасным напряжением 220 вольт. Если делать свою конструкцию такого электроискрового карандаша, то следует обязательно включить в цепь понижающий трансформатор и довести его до напряжения 12-20 вольт

Скачайте разработку такого устройства с трансформатором из №11 журнала Радио, 1971 год.

Как известно, стержень карандаша состоит из графита. Графит, пропускает ток. Это свойство можно применить для для рисования на любых токопроводящих поверхностях под электрическим током. Рисунок получается очень качественный и его невозможно удалить простыми способами.

Для эксперимента потребуется простой карандаш, два кусочка провода, на конце которого находится крокодильчик, кусок провода с вилкой, простая лампочка с патроном, резиновые перчатки, любая поверхность из металла, на которую будет выполнен рисунок.

В заключение для полной картины приведем промышленный образец электроискрового инструмента для гравировки

Источник

Как выбрать оборудование

Все многообразие конструктивного исполнения лазерных граверов можно идентифицировать по следующим основным критериям для выбора.

Важно определиться с характером и видом выполняемых работ. При производстве как работ по резке заготовок, так и нанесению изображений следует подбирать оборудование со сбалансированными показателями мощности излучения и скорости движения лазерной головки. Гравировка не требует оборудования с большой мощностью

Модель лазерного излучателя станка зависит от материалов, на которых будут наноситься изображения. Длина волны газовых лазеров хорошо воспринимается неметаллическими предметами. Твердотельные (волоконные) излучатели комплектуются к станкам, где производятся работы с металлами — более тонкая фокусировка и интенсивность энергии этому способствуют. Размеры обрабатываемых заготовок напрямую влияют на габариты рабочего стола лазерного гравера. В производственных условиях, где подлежат обработки большие заготовки, важно иметь габаритные станки. Если заниматься гравировкой сувениров, например, в частном бизнесе, лучше обойтись небольшим настольным станком. На выбор станка влияют косвенные причины: репутация производителя, что определенным образом гарантирует качество сборки. Организация производителем сервисного обслуживания и возможность недорогой замены комплектующих будут оказывать существенное влияние на надежную эксплуатацию станка

Гравировка не требует оборудования с большой мощностью. Модель лазерного излучателя станка зависит от материалов, на которых будут наноситься изображения. Длина волны газовых лазеров хорошо воспринимается неметаллическими предметами. Твердотельные (волоконные) излучатели комплектуются к станкам, где производятся работы с металлами — более тонкая фокусировка и интенсивность энергии этому способствуют. Размеры обрабатываемых заготовок напрямую влияют на габариты рабочего стола лазерного гравера

В производственных условиях, где подлежат обработки большие заготовки, важно иметь габаритные станки. Если заниматься гравировкой сувениров, например, в частном бизнесе, лучше обойтись небольшим настольным станком

На выбор станка влияют косвенные причины: репутация производителя, что определенным образом гарантирует качество сборки. Организация производителем сервисного обслуживания и возможность недорогой замены комплектующих будут оказывать существенное влияние на надежную эксплуатацию станка.

Следует грамотно подойти к приобретению дополнительных возможностей, которые обычно предлагает производитель. Поворотный вращатель, автофокусировка, системы подачи материала в рабочую зону, дополнительный чиллер для охлаждения и много других будут увеличивать бюджет покупки. Однако без некоторых технологический процесс просто не сможет нормально функционировать. Следует провести оптимизацию бюджета с учетом надежной эксплуатации лазерного гравера.

Технология лазерной гравировки

Лазерная технология гравировки использует излучение, у которого регулируется диаметр сфокусированного луча и его мощность. Установкой этих параметров можно не только резать материал, но и воздействовать лишь на поверхностный слой обрабатываемого предмета. Нанесение изображения происходит двумя способами.

Первый способ

Верхняя часть поверхности нагревается до состояния плавления. В процессе перехода из одного состояния в другое в материале происходят физико-химические процессы, меняющие его структуру. Одним из сопутствующих эффектов является изменение цвета поверхности после ее кристаллизации. Контрастом внешнего вида обработанной и необработанной лазерным лучом поверхности создается изображение на предмете.

Второй способ

Этот способ связан с изменением рельефа поверхности. Часть поверхностного слоя нагревается до температуры, при которой расплавленный материал выжигается в процессе испарения. Мощностью луча можно регулировать глубину снимаемой части поверхности, тем самым изменяя рельефность изображения.

Сравнение с другими методами

Техника нанесения изображения на предмет прошла длительный путь развития, она известна еще с давних времен. Поэтому существует много способов, которые человечество придумало за весь этот период. Лазерная технология — это уже современное время. В сравнении с наиболее известными ранее, да и сейчас, применяемыми способами можно выделить следующие ее отличия.

Ручная гравировка. В прогрессивности и высокой технологичности лазерная гравировка значительно превосходит ручную. Однако существует понятие «живое» изображение. Оно как раз относится к гравировкам, выполненных вручную, где мастер вкладывает в работу свою душу. Эксклюзивность изображения главная отличительная черта ручной гравировки. Другую такую же повторить невозможно.

• Механическая гравировка. Изображение наносится с помощью режущего инструмента — фрезы. Возможно получить объемную глубокую гравировку. Специальные станки с ЧПУ делают механическую гравировку автоматическим процессом. По производительности уступает лазерной гравировке. Сильно ограничена в получении мелких элементов рисунка, в уровне детализации значительно уступает лазерной. Инструмент (фреза) со временем изнашивается, требуется регулярная ее замена. Во время технологического процесса механической гравировки деталь требуется закреплять, что в некоторых случаях требует дополнительного изготовления специальной оснастки. Одним из главных недостатков механической гравировки перед лазерной это невозможность обработки материала типа бумаги, кожи и подобных.
• Гравировка пескоструйной обработкой. Обработка поверхности песком, который под давлением воздуха оказывает на нее механическое воздействие, вызывает матировку, которая имеет различия в зависимости от скорости потока песчаных частиц. Так обрабатывая площадь разной мощностью струи можно с помощью контраста различных оттенков выстроить необходимое изображение. Однако, вредность песчаной пыли для оператора производящего работы, невозможность создания полутоновых изображений, а также большая трудоемкость в технологической подготовке производства в виде создания сложных трафаретов создают серьезные ограничения в применении гравировки пескоструйной обработкой. Возможность получить с ее помощью более глубокий рельеф, чем лазерной гравировкой является основанием для применения.
• Электрохимическое гравирование. Если в ванну с электролитом опустить в качестве одного из электродов пластинку металла с заранее нанесенным специальным образом трафаретом, то в процессе электролиза часть металла вытравится с образованием надписи, которая была на трафарете. Этот метод может конкурировать с лазерной гравировкой в производстве клише, штампов. Однако по производительности и качеству электрохимическая гравировка уступает лазерной.

Интересное: Стоимость лазерной резки

Цилиндрическое клише, 3D гравировка.

Оборудование для граверных работ лазерами

Для организации бизнеса по лазерной гравировке на изделиях из металла потребуется следующее оборудование: компьютер со всеми принадлежностями и программным обеспечением и лазерный гравер. Учитывая, что самый недорогой лазерный гравер будет стоить не меньше 20 000 рублей, а верхняя граница цены таких устройств уходит и далеко за миллион рублей, то в самом начале бизнеса следует определиться с требуемым качеством предполагаемых работ и с ассортиментом вариантов гравировок.

Ели планируется не особо высококачественный, любительский бизнес, то предпринимателя вполне устроит и дешёвое оборудование для гравировки. А вот для того, чтобы очень быстро в клиентской среде заработать себе известность и хорошую репутацию, тут уже дешёвым гравировальным станком не обойтись.

Вероятнее всего, к граверному станку и компьютеру понадобятся и дополнительные устройства, которые позволят выполнять гравировки не только на плоскости, но и на предметах округлой формы в виде бутылок, термосов, стаканов и чашек. С дорогими граверами, цена которых превышает сто и двести тысяч рублей, такие приспособления идут в комплекте основной поставки, а чтобы выполнять аналогичные работы на дешёвом оборудовании, их придётся покупать отдельно. Обычно стоимость этих приспособлений невелика, но вот подобрать их так, чтобы они удачно совмещались с основным оборудованием, не всегда бывает просто.

Если говорить обо всей области применения граверных станков по металлу, то это, прежде всего продукция рекламного и сувенирного направления, ювелирные украшения и медицинские инструменты. Лазерные комплексы способны обеспечивать очень высокое качество выполнения работ и точность изображений не зависимо от их сложности. Обычно площадь поверхности, покрываемой гравировками, не превышает нескольких квадратных сантиметров

Но у лазерных гравировальных машин есть очень важное преимущество перед фрезерными станками – они при символолазерной гравировке на металле на заказ не оказывают значительное тепловое или механическое воздействие на само изделие заказчика, не подвергают его  износу, что характерно для других видов обработки металлов. Для работы лазерным устройством нет надобности использовать красители или другие химические соединения

С помощью лазерного оптоволоконного маркера возможна и  цветная гравировка на металле. Это оборудование позволяет получить на металлической поверхности изображения и надписи спектрально-чистых цветов, насыщенные и яркие. Работая совместно с программным комплексом, лазерное устройство даёт возможность без особого труда выполнить цветную маркировку изделий, обладающую высокой износостойкостью и химической устойчивостью.

Большинство лазерных граверов используют в своём принципе работы иттербиевые волоконные технологии накачки. Такие излучающие элементы в отличие от фрез для гравировки механическим путём характеризуются большим сроком службы. Именно волоконные лазерные устройства в настоящее время преобладают на рынке высокотехнологичного  оборудования для нанесения гравировки на металл. Такие устройства дают возможность свести к минимуму все производственные затраты, получать высокую точность изготавливаемых копий. Устройства с иттербиевыми излучателями позволяют выполнять гравировки лазером на металле, а также на многих других материалах. Эти аппараты просты в эксплуатации, обладают практически неограниченными технологическими характеристиками.

Далее разберёмся, как сделать гравировку на металле своими руками. Для этого обычно не требуется какое-то сложное и дорогое оборудование. Мастера обходятся ручными инструментами или простыми гравировальными машинками.

Цветная гравировка

Для того чтобы рисунок смотрелся более четко и красиво используют карандаш-стеклограф или тушь.

Для того чтобы эффект от использования данных инструментов оставался как можно дольше, поверхность покрывают бесцветным лаком.

Сделать рисунок более четким можно с помощью иглы и масляных красок. Такой набор позволяет процарапать вспомогательные линии узора, которые впоследствии покрываются краской.

Художественная цветная гравировка позволяет сделать изделие цветным. Для этого те элементы, которые прокрашивать не нужно, покрываются прозрачным лаком.

Видео:

Как сделать чернение металлического предмета? Специальное оборудование для этого не используется, но необходимы следующие вещества: сера и поташа (карбонат калия) в пропорции 1:2.

Данный состав необходимо поставить на огонь, для этого его пересыпают в жестяную банку. Смесь необходимо постоянно мешать, а огонь не должен быть большим.

Смесь снимают с огня, когда она становится черного цвета. Перед этим ее нужно будет перетереть в ступе, после огня ее также кладут в ступу и снова перетирают (охлажденную).

Чернение происходит следующим образом:

• В полученную смесь добавляется вода (1:9);
• В раствор кладется предмет из латуни;
• Подогревается до тех пор, пока не изделие не приобретет нужный оттенок.

Сделать фон темным можно перед нанесением рисунка. Лак в таком случае не понадобится.

Коричневый цвет предмета можно сделать своими руками, выдержав его в растворе хлористого цинка и медного купороса с добавлением воды (100г, 100г, 200г соответственно).

Ручная покраска в серо-стальной цвет получается из 1 литра воды, двух грамм обычной соли и двух грамм смеси серы и поташи.

Оранжево-красный цвет получается из раствора сернистого калия: 1 грамм вещества на 250 грамм воды.

По окончании работ лак стирается.

Чернение предмета и известная нам чернь – разные вещи. Техника, которая применяется для создания черни, механическая, своими руками выполнить ее не получится.