Лазерная гравировка на алюминии – довольно распространенная технология создания текстовых и художественных изображений на заготовках из этой группе сплавов. Объясняется популярность такой обработки алюминиевых изделий довольно просто. Этот материал отличается низким весом, доступной ценой, высокой технологичностью и привлекательным внешним видом. При этом за счет отсутствия коррозии конечные изделия отличаются внушительным сроком эксплуатации.
Но при этом гравировка на алюминии лазером является довольно молодой технологией обработки. Ее реализация сопровождалась рядом проблем, успешно решенных только несколько десятилетий назад. И даже сегодня несмотря на ускоренное развитие лазерных технологий и их доступность широкому кругу производственников гравирование таких заготовок требует строгого соблюдения ряда требований.
Об особенностях лазерной обработки заготовок из алюминиевых сплавов на ЧПУ-станках мы и поговорим детально в этой статье. Это наверняка пригодится действующим и потенциальным владельцам оборудования, реализующего на практике этот принцип бесконтактной металлообработки.
Сфера применения, преимущества и сложности гравировки алюминия лазером
Гравировка на алюминии лазером применяется в различных сферах. Это в первую очередь:
- маркировка готовых изделий или кодировка продукта;
- травление корпусов деталей;
- художественное оформление стандартных изделий, обеспечивающее им уникальный облик.
К достоинствам выполнения процесса гравировки алюминиевых заготовок на лазерном станке можно отнести:
- Исключительное качество и точность. Ширина реза составляет несколько десятых миллиметра. Границы реза при правильных настройках имеют гладкую поверхность;
- Высокий уровень детализации изображений. Траектория движения луча же может иметь самую сложную форму либо кривизну линий, которая необходима конечному заказчику;
- Возможность формирования широкой гаммы оттенков. Это свойство высоко оценят дизайнеры и конечные заказчики продукции из этой группы сплавов;
- Бесконтактное воздействие. Алюминиевые сплавы – материалы с низкой прочностью. Нередко работать приходится с заготовками, поставляемыми в листах малой или средней толщины. Использование струбцин и ударных методов гравировки в таких случаях недопустимо либо нежелательно ввиду риска повреждения листовых заготовок в местах крепления. Лазерный метод гравирования же не требует механической фиксации исходного изделия – достаточно простого позиционирования его на рабочем столе;
- Отсутствие отходов производства;
- Высокая производительность за счет хорошей скорости гравирования и необходимости смены инструмента;
- Сохранение верхнего оксидного слоя, что продлевает срок службы конечной продукции;
- Возможность серийного изготовления изделий.
Какими сложностями сопровождается лазерная резка либо гравировка алюминиевых сплавов?
- Высокое отражение энергии зеркальной поверхность заготовок. Это несет в себе риски повреждения излучающей головки лазерного ЧПУ-гравера отраженной энергией.
- Высокая теплопроводность алюминия обеспечивает быстрое рассеивание тепла в окружающие слои металла. Таким образом, ранее было довольно сложно обеспечить быстрый локальный нагрев рабочей зоны с испарением части материала.
- Ограниченное применение лазеров определенного типа. Это свойство напрямую вытекает из предыдущих пунктов.
- Необходимость в высокой точности настроек гравировального оборудования. Оптимальная мощность, скорость и другие параметры обработки должны быть четко просчитаны не только с учетом толщины изделия, но и с учетом состава сплава.
Особенности обработки лазером алюминия и его сплавов
Существует специфика работы лазерного оборудования с деталями, выполненными из алюминиевых сплавов.
В частности, высокая отражающая способность поверхности ограничивает типы применяемых станков для лазерной гравировкив. При обработке алюминия лазером CO2 с длиной волны в диапазоне значений 9,5-10,6 мкм большая часть энергии будет отражена в окружающее пространство. Поэтому для таких задачи необходимо использовать довольно мощный лазер CO2 с высокой частотой либо же оптимально – волоконный аппарат с длиной волны 1,06 мкм.
Скорость обработки должна быть высокой. От нее напрямую зависит гладкость кромки и чистота поверхности детали в месте воздействия. Но при этом слишком высокая скорость движения излучателя вызывает заусенцы вдоль кромки, а слишком низкая приводит к рискам образования трещин.
Еще один важный момент. Настоятельно рекомендуется, чтобы излучающая головка аппарата с ЧПУ, который используется для резки и гравировки алюминия, была оснащена детектором отражения. Эта мера обеспечит безопасность применения устройства и продлит ресурс оптической системы в целом.
Алюминий для лазерной гравировки
Различные марки алюминиевых сплавов гравируются с разными эффектами. Эту специфику необходимо знать оператору, который выполняет задачи по гравировке или резке подобных заготовок.
Так, к примеру, мощный CO2-лазер применяется для резки алюминиевых листов. Но при этом его нельзя применять для гравирования или маркировки. Гравирование оптимально выполнять волоконным лазерным станком с ЧПУ мощностью около 30 Вт с частотой 25–50 кГц и скоростью резки примерно в 210 мм/сек.
Результатом применения такого оборудования на указанных параметрах работы является необходимый заказчику рисунок или надпись того или иного серого оттенка. Используя другие параметры, можно получить более контрастные варианты изображения вплоть до черного цвета.
Совсем другой эффект получается при работе с анодированным алюминием. При его изготовлении поверх слоя алюминия наносилась оксидированная пленка, препятствующая дальнейшему окислению основного металла. При взаимодействии пучка фотонов с таким вариантом покрытия конечное изделие отличается высокой контрастностью. Происходит это за счет выгорания верхнего защитного слоя по пути следования луча. Образующийся рисунок имеет белый оттенок, свойственный оксиду алюминия.
Пускай в ассортименте гравировального оборудования компании «Миртелс» пока что нет аппаратов, специализацией которых является работа с цветными металлами. Но характеристики нашего универсального лазерного ЧПУ-станка при работе с широкой гаммой материалов дают возможность производить внушительный спектр иной продукции. Поэтому если планируемый вами бизнес не базируется на одной металлообработке, мы настоятельно рекомендуем рассмотреть эту технику более внимательно в качестве кандидатуры для оснащения своего производства.