Последний блог
Лазерная гравировка стекла
Jun 15 , 2023 На выставках и семинарах всегда много говорят об использовании CO 2 -лазера для маркировки стекла. Иногда информация точна, а иногда продавцы немного увлекаются своими заявлениями. Эта статья предназначена для того, чтобы поделиться своим почти 15-летним опытом в отношении того, что лазеры будут делать, а что нет при работе со стеклом. Для новичков в лазерах я также дам несколько советов о том, как добиться наилучших результатов. Каждый тип лазера работает на определенной частоте. Этот диапазон частот (длины волн света, излучаемого лазером) определяет, что лазер будет резать, а что нет. YAG-лазер может работать так же, как CO 2 но поскольку частота другая, она повлияет на материалы совершенно по-другому. Существует множество различных частот, используемых лазерами, и каждая из них определяет, что она делает лучше всего. Например, частота маломощного CO 2 -лазера, используемого в гравировальной промышленности, не позволяет маркировать металл, по крайней мере, в большинстве случаев. Он очень хорошо работает с большинством «натуральных» материалов, таких как пробка и дерево, а также с акрилом и некоторыми пластиками. Другие лазеры, такие как YAG или Vanadate, плохо работают с этими материалами, но без проблем маркируют многие металлы. |
||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||
Поскольку стекло является «природным» материалом (то есть его основные элементы происходят из природы), можно было бы подумать, что CO 2 -лазер довольно хорошо гравирует стекло. По иронии судьбы, он действительно не гравирует стекло, но маркирует его, и с этим противоречием мы начнем понимать, как луч лазера CO 2 взаимодействует со стеклом. Проще говоря, стекло производится путем нагревания кремния (песка). При достаточном нагревании кремний плавится и превращается в густую липкую жидкость. Затем его можно разлить по формам или выдуть вручную. Когда расплавленное стекло остывает, оно остается прозрачным. Чтобы придать стеклу прочность или цвет, добавляют другие элементы. Часто это такие металлы, как свинец, цинк, кобальт или даже чистое золото. В случае свинца значительное количество может быть добавлено к стеклу, не влияя на прозрачность стекла, как вы можете видеть на 24% свинцовом хрустале. 24-каратное золото, с другой стороны, производит уникальное цветное стекло, называемое клюквой. Понимание этой части процесса важно для пользователей лазеров, потому что, как известно всем опытным пользователям лазеров, вы не можете маркировать металл с помощью CO 2 . лазером, и это так же верно, когда металл расплавлен (в стекле), как и когда металл находится в листовой форме. Итак, к настоящему моменту мы узнали, что CO 2 -лазеры не могут гравировать стекло и не могут обрабатывать металл, содержащийся в стекле, однако все мы видели стеклянные изделия, отмеченные лазером. Что дает? На самом деле это не такой парадокс, как может показаться. Помните, как делают стекло? Кремний нагревают до 2000°С и более, пока он не станет расплавленным. Затем его вынимают из печи и каким-то образом обрабатывают. Это привносит в стекло две вещи помимо его основных элементов: воздух и влагу. Именно воздух и влага, попавшие в стекло, делают возможной лазерную маркировку с помощью CO 2 -лазера. Когда лазерный луч попадает на стекло, он нагревает стеклянные элементы, включая кремний и любой металл, но ни один из этих элементов не будет реагировать на относительно низкую температуру и частоту CO 2 -лазера . Что действительно реагирует, так это воздух и влага, захваченные между элементами кремнезема и металла. И вода, и воздух расширяются при нагревании. Поскольку само стекло относительно жесткое, когда молекулы внутри стекла нагреваются до тех пор, пока они не расширятся, что-то должно уступить, чтобы обеспечить расширение. Это приводит к микроскопическим трещинам в стекле, особенно на поверхности стекла. Именно этот скол или надлом мы воспринимаем как гравировку. |
||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||
Если бы стекло действительно гравировалось, то после гравировки оно выглядело бы очень похоже на пластик. На самом деле отсутствовал бы материал, испарившийся под действием тепла лазера. Но это не то, что происходит. Если вы внимательно посмотрите на «гравированную» поверхность стекла, то увидите крошечные «осколки» стекла, лежащие на поверхности. Присмотритесь еще ближе, и вы увидите микроскопические трещины внутри стекла. Вот почему почти невозможно получить «выгравированное» лазером изображение с изображением «высокой четкости». Когда стекло трескается то так, то эдак, невозможно точно контролировать реакцию. Это похоже на миллион крошечных взрывов, происходящих вдоль края метки. При обычном осмотре метка может казаться относительно прямой и чистой, но более пристальный взгляд покажет, что происходит на самом деле. В течение многих лет ведутся споры о том, как качество продукта, обработанного лазером, сравнивается с продуктом, подвергнутым пескоструйной обработке. В частности, продавцы лазеров иногда носят специальные шоры, мешающие им увидеть огромную разницу в качестве между ними. Стекло, если и то, и другое сделано правильно, пескоструйная обработка или ротационная гравировка, если уж на то пошло, всегда будет превосходить по качеству лазер. Линия, обработанная пескоструйным аппаратом, может легко быть прямой и чистой, в отличие от линии, нанесенной лазером. Поэтому должно быть ясно, что лазеры — не лучший способ маркировки стекла, верно? Неправильный. Фактически, во многих случаях лазеры идеально подходят для маркировки стекла. Они менее дорогие, более быстрые, более гибкие и более щадящие, чем механическая гравировка или пескоструйная обработка. Позвольте мне сделать несколько сравнений. |
||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||
Механическая гравировка Механическая гравировка стекла не так распространена, как в нашей отрасли, как это было раньше. Конечно, еще есть машины, способные на это, и граверы, которые очень хорошо с этим справляются. По сути, для этого требуется роторный гравировальный станок, способный удерживать (зажимать) стеклянные изделия в специально сконструированном контейнере, который позволяет подавать охлаждающую жидкость на водной основе на фрезу во время гравировки. Процесс контролируется компьютером, поэтому он не требует какой-либо маски или экрана, но требует много времени и требует надежного закрепления продукта. Серьезной проблемой могут стать изделия нецилиндрической формы с ручками, носиками или углублениями. Хрупкие предметы также могут стать проблемой. Однако механическая гравировка, если все сделано правильно, дает красиво выгравированный продукт. Пескоструйная обработка Пескоструйная обработка, которую иногда называют «резьбой по песку», всегда использовалась для маркировки стекла. Для этого требуется поток абразива (обычно это не кварцевый песок, а искусственные абразивные песчаные материалы, такие как оксид алюминия под давлением воздуха). продукта, который никто не хочет маркировать. Это позволяет абразиву проникать сквозь отверстия в маске и разрушать стекло. При правильном выполнении результаты пескоструйной обработки ошеломляют. Разрез может быть от очень мелкого (так называемое «матирование» стекла) до очень глубокого. Это можно делать даже слоями, создавая трехмерный эффект внутри стекла. Некоторые из этих произведений могут продаваться за тысячи долларов и легко квалифицироваться как форма искусства. Проблема в том, что для каждого шага и каждой детали требуется отдельный трафарет или маска. Это требует времени для создания и применения и накладывает некоторые ограничения на то, насколько высоко детализированным может быть изображение. Хотя трафаретное изображение может быть создано с помощью компьютера, сами маски обычно либо изготавливаются с помощью УФ-облучателя в темной комнате, либо вырезаются из тонких латунных листов, что еще больше ограничивает возможную детализацию, но позволяет использовать одну и ту же маску несколько раз. . Так называемые «фотомаски» или «фоторезисты» требуют изготовления позитивной пленки для экспонирования материалов фототрафарета. Этот процесс грязный, включает песок (абразив), давление воздуха (воздушный компрессор) и дробеструйную камеру для содержания беспорядка. Хранить абразив внутри шкафа нельзя. Поэтому этот процесс обычно используется для очень высококачественных продуктов, свинцового хрусталя,
Лазерная гравировка Лазерная маркировка стекла выполняется быстро, легко, чисто и не требует маски, пленки или воды. Самое главное, это не требует зажима продукта, так как нет физического контакта с гравируемым продуктом. Если его можно расположить правильно, его можно обработать лазером. Лазерное стекло может включать почти все, что вы можете создать на экране компьютера. Текст, фотографии и иллюстрации можно наносить лазером. Лазеры особенно хороши для создания высокодетализированных художественных работ — художественных работ, которые были бы слишком сложными для маски, или для продуктов со сложными поверхностями, которые не позволяют наносить маску. Лазеры имеют некоторые реальные ограничения. Одним из них является тип стекла, которое можно обрабатывать лазером. Любое стекло с металлом внутри подозрительно. Хотя большинство цветных стекол обрабатывается лазером, бывают случаи, когда было добавлено так много металла, что лазер «проскакивал» над определенной областью стекла. Независимо от того, сколько раз вы лазерируете его, эти пятна просто не останутся. Свинцовый хрусталь безнадежен. В свинцовом хрустале так много металла, что пытаться пометить его лазером почти безнадежно. Не тратьте свое время. Фактически, лучшее стекло для лазерной гравировки — это самое дешевое стекло, которое вы можете достать. Это действительно недорогое стекло практически не содержит металла и обычно очень хорошо маркируется. Эти импортные рождественские украшения, бокалы для вина из Wal-Mart, недорогие тарелки и тарелки из магазинов стекла и пивные кружки из долларового магазина почти всегда подобны мечте. Почему ваш клиент предпочитает второе качество (лазерная гравировка) пескоструйной обработке? Некоторые причины: Во-первых, это время. За то же время, которое требуется, чтобы сделать трафарет для взорванного предмета, вы, вероятно, могли бы нанести лазером дюжину таких и вынести их за дверь. Время - деньги. Примером из реальной жизни является заказ на гравировку обеих сторон 1000 выдувных вручную рождественских украшений. Для взрывных работ потребовалось бы два трафарета над сферой, взрывные работы и очистка. С помощью лазера я смог выполнить заказ в 10 раз быстрее. Без подготовки украшения вышли из коробки, в лазер и обратно в коробку. Дело трех минут каждый. Единственными накладными расходами были усилия по извлечению их из коробки и установке обратно. Во-вторых, стоимость. За исключением тех немногих, кто ищет и готов платить за первоклассную пескоструйную очистку, большинство людей более чем счастливы сэкономить деньги и жить с качеством метки, сделанной с помощью лазера. По правде говоря, пока вы не укажете на различия, большинство людей не узнают, что они есть. В-третьих, сложность. Если вы работаете с винным бокалом или пивной кружкой и хотите нанести изображение на обе стороны, вам, вероятно, придется сделать и применить две маски для пескоструйной обработки. Если форма изделия очень сложная, у вас могут возникнуть трудности с нанесением маски без искажения изображения. При использовании лазера нет масок. Просто переверните предмет и скажите лазеру «Старт». Что касается сложной кривизны, пока вы находитесь в обсуждаемых пределах, это не имеет значения. В-четвертых, цена. Изготовление трафаретов и их нанесение занимает много времени и стоит денег. Взрывная обработка продукта и последующая его очистка также требуют времени. Отходы могут быть основным фактором, поскольку кусочки трафарета могут быть «взорваны» или сорваны во время процесса струйной обработки и испортить предмет. Отходы с продуктом, обработанным лазером, менее вероятны, и время установки, помимо создания художественного произведения, минимально. Пескоструйная пивная кружка может выглядеть намного лучше, чем обработанная лазером, но сколько клиент готов заплатить?
Как лазерировать стекло Лазеры проще всего использовать на плоской поверхности. То есть они требуют определенного фокусного расстояния или расстояния между объективом и маркируемой поверхностью. Когда предмет для маркировки изогнут, возможности лазера очень ограничены. Есть несколько приемов, которые обеспечивают некоторую гибкость, но даже в этом случае расстояние вокруг кривизны элемента строго ограничено. При гравировке кружек, бокалов, ваз, винных бутылок и т.п. использование вращающейся насадки может значительно облегчить задачу, но все же могут возникнуть проблемы с вариациями кривизны и сложными углами. Кроме того, ручки кружек могут мешать, так как они могут выступать достаточно, чтобы фактически ударяться о линзу в сборе, когда чашка вращается во вращающемся приспособлении. Поскольку в лазерах используется линза, у них есть так называемая «глубина резкости». Это расстояние между ближайшей точкой резкого фокуса и самой дальней точкой. За пределами этого узкого диапазона лазерное пятно выходит из фокуса, и, следовательно, изображение становится размытым. Все, что находится в пределах глубины резкости объектива, будет выгравировано лазером на стекле и окажется в фокусе. Это дает нам возможность работать с продуктами, имеющими небольшую кривизну, такими как тарелки, бокалы для вина и т. д. Хотя это и не идеально, мы можем сфокусировать линзы на двух крайних точках этого фокусного расстояния и позволить изображению обернуться вокруг объект с небольшими или отсутствующими видимыми искажениями. Для этого вам нужно будет определить расстояние, на которое ваш объектив позволит вам выпасть, прежде чем искажение станет видимым. Для объектива 2-1/2 дюйма это примерно 1/4 дюйма. Поэтому, Обычно я «гравирую» стекло горячим и быстрым способом. На 25-ваттном лазере я использую лазерное стекло на 100% мощности и 100% скорости. Я хочу, чтобы лазер ударил по стеклу, сделал свое дело и пошел дальше. Не все согласны с этой техникой, и я говорю им: «Если что-то другое работает лучше для вас, сделайте это. Это то, что работает для меня». Я также рекомендую уменьшить PPI лазера примерно до 300. Это лучше распределит тепло по стеклу и уменьшит склонность стекла к образованию осколков (крошечных пятнышек стекла, вызванных сильными трещинами). Я хочу, чтобы мои гравюры были без осколков, хотя это легче сказать, чем сделать, поскольку каждый кусок стекла может вести себя по-разному. Многие граверы любят накрывать стекло влажной газетой или бумажным полотенцем, чтобы тепло не излучалось слишком сильно. Это также предназначено для уменьшения количества осколков. У меня смешанные чувства по поводу этой техники. Иногда это работает очень хорошо, а иногда нет. Я нахожу это очень полезным при маркировке винных бутылок или использовании более мощных лазеров. Чтобы попробовать этот метод, оберните или накройте предмет куском газеты, а затем обильно побрызгайте водой из пульверизатора (добавьте одну-две капли жидкости для мытья посуды, чтобы вода быстрее и равномернее впиталась в бумагу). Если бумага начинает высыхать во время гравировки, просто остановите лазер и повторите распыление, но не прикасайтесь физически к маркируемому предмету. Задача стекла, обработанного лазером, — оставить морозный след, который легко увидеть и который будет гладким на ощупь. Слишком высокая температура или слишком большое количество импульсов на дюйм (ppi) приведет к чрезмерному нагреву и глубине до отметки. Хотя это может показаться выгодным, на самом деле это не из-за осколков и неравномерной гравировки, которые могут возникнуть.
После гравировки стекло нужно немного почистить. Если осколки присутствуют, используйте щеточку для ногтей, чтобы удалить их. Обычно требуется очистка стекла. Я использую медицинский спирт в пульверизаторе и бумажное полотенце Bounty. Спирт смывает жир и быстро высыхает. RFH Laser является известным поставщиком лазерных брендов в Китае.
RFH 10w УФ лазерная гравировка QR кода на стекле Ультрастабильный наносекундный УФ-лазер Expert III 355 10W12W15WУФ-лазер DPSS серии Expert III 355, разработанный и произведенный RFH, обеспечивает мощность лазера 10-15 Вт с короткой шириной импульса (<20 нс при 40K), превосходным качеством луча (M²<1,2) и идеальным качеством лазерного пятна (округлость луча >90). %). Он широко используется для резки PE/PCB/FPC, резки стекла и сапфира, сверления, скрайбирования и резки, используемых в областях высокоточной микрообработки. |