КАК ЛАЗЕРНО ГРАВИРОВАТЬ СТЕКЛА С ЛАЗЕРНОЙ ПОВОРОТНОЙ НАСТРОЙКОЙ
Dec 21 , 2022
We have all seen beautiful glass laser engravings on sale in stores. Although these commercially available items have normally been mass-produced using sandblasting or chemical etching processes, you can learn glass engraving — how to engrave glasses with your OMTech laser engraver. With a bit of practice, you’ll create stunning laser etched pieces that not only rival the store-bought products but are fully customizable for you and your customers.
In this article, we will discuss how to choose the best types of glass for laser engraving, how to create and set up the glass laser engraving design, how to use a laser rotary attachment, and finally learn how to laser engrave glasses, producing and finishing the final laser engraved glass.
Glass is available in literally dozens of types and all with different formulas, although they almost all contain mostly Silicon Dioxide (Silicate), they can have different additives that change the way they behave. You may have heard of Soda Glass, Pyrex, Lead Crystal, etc and each of these has
different properties that determine just how successful laser engraving glass cups will be.
To understand this better, we need to understand how glass laser engraving works. If you are laser engraving wood, the laser beam hits the wood and vaporises it - that’s what creates the smoke. However, glass behaves differently. Instead of vaporising the glass, the laser beam hits the glass and causes it to rapidly expand at the point where the laser beam (which is only 0.1mm wide) hits. The surrounding glass does not expand as quickly and so the area under the beam fractures. This micro fracturing is what creates the engraving on the surface of the glass.
Depending upon the additives in the glass, this process behaves slightly differently and so having a couple of spares available for testing before committing is essential.
For example, adding lead to the glass to create Lead Crystal creates a glass that is softer than standard glass and is significantly harder to engrave successfully as the glass absorbs heat faster and so needs a higher power laser but that can then lead to the glass overheating and shattering.
The best glass to laser engrave is actually the cheapest — dollar store drink glassware will laser engrave extremely well and is a great choice to start learning how to laser engrave glasses and to get the best from your laser engraver with rotary attachment.
Your OMTech laser engraver comes from the factory with fixed X and Y rails and a laser workbed area that is fixed during the engraving or cutting process. As the laser beam exits the focal lens and reaches the workpiece, it has a very small depth of focus (or focus tolerance). This means the machine itself is ideal for laser engraving on flat surfaces.
To overcome these mechanical limitations and engrave on curved surfaces like tumblers and cups, you can use a laser rotary attachment to rotate the object in a pre-calculated sequence as the laser fires. This rotation allows the cylindrical workpiece to remain within the laser’s focal point while counteracting the workpiece’s curvature.
There are three main types of laser rotary attachments that you can add to your laser engraver. For my instructions and demonstration, I will be using a Jaw Chuck-style rotary axis attachment.
The Roller Rotary Attachment comprises two long rollers which rotate the workpiece and hold it in place throughout the engraving process. As the stepper motor turns the rollers, the object rotates in the opposite direction. These laser rotary attachments work with cylindrical objects such as water bottles, but anything with a handle can be very difficult to position correctly. For simple cylinders, they are quick and easy to set up. They do, however, rely on friction between the rollers and the workpiece and if they slip, the entire engraving design can be misaligned. They is also why performing a second pass of the laser is not recommended with roller rotary attachments.
The other type is called a Jaw Chuck Rotary Attachment which has a set of jaws mounted in a chuck and which are tightened and loosened with a key. Normally they are supplied with 2 sets of jaws — internal and external. The internal ones are designed to expand outwards to grip the inside of a hollow item such as a cup or glass. The external jaws grip the outside of the object. These rotary attachments hold the object securely and are therefore more accurate and less prone to slippage.
Four Wheel laser rotary attahchments are similar to the roller-style rotaries, except they have four individual wheels (one in each corner) on which the bottle or glass will rest. This style of rotary axis attachment allows you to raise and the lower the height of each pair of wheels so that you can counteract the slope of tapered or "conical" bottles and tumblers.
Pro Tip: Most jaws are made of steel, so put heat shrink tubing over the ends of the jaws to prevent scratching the object being engraved.
There are two steps involved in working with your laser rotary attachment:
Первое, что вам нужно сделать, это опустить станину лазерного гравера в самую нижнюю точку, чтобы вращающееся приспособление подошло и освободило гравировочное сопло. Поместите вращающуюся лазерную насадку на рабочий стол так, чтобы патрон был справа, и выровняйте его по краю станины — это гарантирует, что вы выполняете лазерную гравировку под правильным углом.
Теперь возьмите круглую вилку от поворотного приспособления, найдите аналогичную розетку справа внутри шкафа и соедините их. Затяните хомут, чтобы вилка не выпала. Обратите внимание, что он подходит только одним способом, поэтому не применяйте силу.
Теперь, убедившись, что лазер выключен, откройте шкаф электроники с правой стороны лазерного гравера и найдите незакрепленный зеленый разъем. Теперь вы удаляете тот же соединитель
от контроллера шагового двигателя оси Y и замените его ослабленным разъемом. Теперь закройте шкаф.
Теперь, когда контроллер подключен к поворотной насадке, нам нужно сообщить программе, что используется поворотная насадка. В LightBurn откройте Rotary Setup в меню Tools. В диалоговом окне теперь можно включить поворотный переключатель. В этой статье мы используем поворотный патрон, поэтому мы выбираем «Chuck» и затем нажимаем «Enable Rotary». Если сегодня вы используете роликовое вращающееся приспособление, сделайте этот выбор. Нужен последний шаг.
Патрон вращающейся насадки приводится в движение шаговым двигателем. Как следует из названия, этот двигатель вращается за определенное количество «шагов», и нам нужно правильно установить это число в программном обеспечении, чтобы оно знало, сколько импульсов нужно отправить двигателю, чтобы он правильно вращался. Обычному вращающемуся приспособлению потребуется 10 000 или 15 000 импульсов или шагов для достижения полного оборота, поэтому, если вы не можете найти это число в документации по вращающемуся приспособлению, вам придется угадать и проверить. Начните с 10 000, а затем поместите кусок ленты на верхнюю часть патрона и нажмите кнопку TEST в диалоговом окне LightBurn. Затем LightBurn даст указание контроллеру Ruida отправить 10 000 импульсов на поворотный диск. Если номер правильный, лента должна закончиться точно в том же месте, где она началась, если нет, то вам нужно будет соответствующим образом изменить номер.
Пришло время подумать о дизайне, который вы хотите выгравировать лазером на стекле. Первое соображение заключается в том, какая часть стеклянного предмета может быть выгравирована. Несмотря на то, что объект будет вращаться, он вращается только вокруг одной оси. Следовательно, он не может учитывать изменения высоты, поэтому нам нужно учитывать любые изгибы или выступы на объекте и проектировать гравировку с учетом этого.
Если лазерный луч сталкивается с выступом на стекле, луч будет не в фокусе, проходя через выступ, и будет искажаться по бокам выступа, так что это не та область, которую нужно гравировать. Если стеклянный объект имеет кривую, то нам необходимо рассмотреть, на каких расстояниях лазерный луч остается достаточно сфокусированным для достижения чистой гравировки. Мы можем сделать это, выполнив линейный тест на лазерном гравере и изучив получившуюся форму песочных часов. Будет момент, когда линза начнет казаться резкой и начнет расширяться — для объектива с коротким фокусным расстоянием это будет довольно мало, а для объектива с большим фокусным расстоянием — больше. Расстояние от сопла до заготовки от этих точек начала до конца теста с уклоном покажет нам, какую кривизну стекла мы можем успешно выгравировать.
Когда вы создали свой дизайн в LightBurn, вам нужно будет повернуть его на 90 градусов, чтобы верхняя часть дизайна оказалась справа. Это потому, что мы используем ось Y для перемещения ротора.
Вам понадобится как минимум один запасной стеклянный предмет для тестирования. Как и при любой работе, которую мы выполняем на лазерном гравере, нам всегда нужно тестировать материал с различными настройками, чтобы увидеть, какой из них работает лучше всего. Например, с винным бокалом мы можем использовать несколько областей стекла для тестирования.
На моем лазерном гравере OMTech мощностью 60 Вт я начинаю со скорости 100 мм/с и максимальной мощности 25% и минимальной мощности 20% в диалоговом окне РЕЗКИ/СЛОИ для любых линейных слоев и скорости 100 мм/с и максимальной и минимальной мощности 20% для любых слоев заливки. .
Совет для профессионалов: имейте в виду, что у некоторых стеклянных изделий есть линия литья — тонкий «шов», где два куска стекла были отлиты вместе. Всегда избегайте линии литья при лазерной гравировке стекла.
Обычно при лазерной гравировке заготовка идеально плоская, поэтому мы фокусируем лазер на поверхности материала. Тем не менее, многие стеклянные сосуды для напитков изогнуты, поэтому нам нужно найти положение, при котором большая часть гравировки находится в фокусе, насколько это возможно. Если вы имеете дело с очень небольшой кривой, вы можете игнорировать это и просто сфокусироваться на ближайшей точке к соплу, но с большей кривизной вам может потребоваться больше экспериментов, чтобы найти идеальную точку фокусировки.
Если вы гравируете линии, вам нужно беспокоиться только о параметрах скорости и мощности. Экспериментируйте с различными настройками, пока не найдете лучшие для своего лазерного гравера и стекла. Если вы создаете толстые буквы или фигуры, возможно, вы используете режим заливки. В этом случае вам также необходимо учитывать межстрочный интервал или LPI (количество строк на дюйм), то есть расстояние, на которое перемещается лазерный луч при каждом проходе гравировки. Низкий LPI может создавать видимые линии, тогда как высокий LPI может нагревать стекло слишком сильно, вызывая его растрескивание. Опять же, здесь вам нужно поэкспериментировать, чтобы увидеть, что дает наилучшие результаты. Я начал с 0,1 мм (254 LPI), но также получил хорошие результаты при 0,08 мм (318 LPI).
При лазерной гравировке стекла вам не нужно много воздуха в сопле, поэтому, если у вас есть регулируемая подача воздуха, держите ее на минимуме с достаточным количеством воздуха, чтобы создать положительное давление в сопле, чтобы поддерживать чистоту линзы.
Теперь у вас должно быть надежно закреплено стекло в патроне. Голова должна располагаться над центральной линией объекта и быть сфокусирована на стекле. Теперь вы можете начать гравировку при работающем вентиляторе, температуре охлаждающей воды ниже 68°F (20°C) и закрытой крышке.
Никогда не оставляйте лазерный станок без присмотра во время работы. Наблюдайте за лазером на наличие признаков возгорания и при необходимости используйте кнопку аварийной остановки.
После того, как гравировка закончена, вы можете рассмотреть результат (рекомендую использовать увеличительное стекло) и убедиться, что гравировка выполнена ровно и так, как хотелось бы. Вы можете отрегулировать скорость и мощность по мере необходимости, чтобы создать более или менее четкое изображение.
Следующий шаг чрезвычайно важен. Как объяснялось ранее, лазерная гравировка стекла включает в себя микрорастрескивание поверхности, в результате чего образуются очень мелкие частицы чрезвычайно острого стекла. Таким образом, вам понадобится защита рук и глаз при работе с гравированным стеклом. Вам также понадобится проволочная щетка или проволочный диск на электродрели (вы также можете использовать дрель типа Dremel), чтобы пройтись по гравировке. Это удалит частицы стекла и сделает готовую гравировку гладкой на ощупь. Проволочная щетка не повредит стекло.
Лазерная гравировка стекла — довольно простая техника, если вы научились настраивать лазерный гравер и вращающуюся насадку. Кроме того, работы по гравировке занимают очень мало времени. Возможность создавать уникальные подарки с лазерной гравировкой ограничена только вашим воображением, и они станут прекрасным подарком как на свадьбу, так и на годовщину. Массовую стеклянную посуду можно купить очень дешево, а гравировка может значительно повысить ее стоимость.
В моем бизнесе лазерной гравировки один клиент попросил пару бокалов для шампанского с гравировкой для своей свадьбы, но, увидев примеры и поняв низкую стоимость бокалов, они купили заказ на 120 штук, чтобы подарить их на память всем своим гостям. Даже при таком большом количестве из-за быстрого времени гравировки это было относительно короткое (и прибыльное) время производства. Другие чашки и стаканы с лазерной гравировкой предназначены для подарков на пенсию — вы также можете выгравировать соответствующую бутылку с крепкими напитками!
Теперь, когда вы начали учиться лазерной гравировке стекла, вы можете расширить свой кругозор с помощью других типов. Экспериментируйте и тестируйте различные типы стекла, и, как и в случае со всеми материалами, не забывайте записывать свои результаты в библиотеку материалов LightBurn.
