Лазерная резка и гравировка акрила
Акрил или оргстекло — это доступный, универсальный материал с прозрачностью, подобной стеклу, и прочностью, подобной пластику.
Лазерная резка и гравировка на акриле могут использоваться для создания продаваемых продуктов, таких как вывески, дисплеи, буквы или украшения.
Используя правильный станок для лазерной резки и соблюдая правильную технику, вы можете создавать изделия из акрила с гладкими и полированными краями.
Эта статья посвящена процессу лазерной резки акрила и всему, что вам нужно знать, чтобы сделать это успешно.
Лазерная резка акрила
Лазерный резак обеспечивает не только высокую скорость резки, но и высокую точность с хорошим качеством поверхности.
Лазер CO 2 лучше всего подходит для резки акрила, потому что он хорошо работает даже с прозрачным акрилом. Как правило, для резки акрила толщиной 1 мм требуется мощность лазера 10 Вт, поэтому для работы с акрилом рекомендуется использовать высокоэнергетический CO 2 -лазер с номинальной мощностью 60 Вт или выше.
Причина, по которой CO 2 -лазер может прорезать даже прозрачный акрил, заключается в его длине волны (от 9 до 11 мкм), которую акрил легко поглощает и испаряет.
В то время как диодный лазер будет проходить через прозрачный акрил, не оказывая существенного влияния на акриловую заготовку.
Акрил — это тип пластика, и поэтому вы можете следовать тем же методам, что и при лазерной резке или гравировке пластика.
Типы акрила, подходящие для лазерной резки
В зависимости от производственного процесса существует два основных типа акрила: экструдированный акрил и литой акрил.
Важно понимать и то, и другое, потому что они ведут себя по-разному при лазерной обработке.
Хорошее знание различий между ними поможет вам выбрать правильный вариант для вашей задумки.
Экструдированный акрил
Экструдированный акрил производится путем выдавливания акриловой массы через отверстие нужной толщины.
Процесс экструзии приводит к неоднородным механическим свойствам материала в направлениях x и y.
Он сравнительно дешевле литого акрила и обладает хорошими оптическими свойствами.
Экструдированный акрил обладает высокой ударопрочностью и может быть в три раза более прочным, чем оконное стекло той же толщины, а его вес на 50% меньше, чем у стекла.
При лазерной резке экструдированного акрила получается чистый срез с отполированными пламенем краями.
В то время как лазерная гравировка экструдированного акрила дает сероватый оттенок гравировки и, следовательно, не идеальна для гравировки.
В общем, экструдированный акрил легче резать и требует сравнительно меньшей мощности лазера, чем литой акрил той же толщины.
Литой акрил
Литой акрил — это высококачественный акрил, полученный путем заливки под давлением, метилметакрилата, между двумя листами стекла.
Затем сборка из стекла и метилметакрилата подвергается полимеризации, и формируется лист литого акрила.
В результате этого производственного процесса получается однородный материал с одинаковыми механическими свойствами во всех направлениях.
Литой акрил сравнительно дороже экструдированного акрила, но обладает лучшими оптическими свойствами.
Лазерная резка литого акрила приведет к хорошей отделке поверхности с некоторыми штрихами по краям.
Он настоятельно рекомендуется для лазерной гравировки из-за его превосходных морозно-белых цветов гравировки.
И литой, и экструдированный акрил доступны в различных оттенках и цветах.
Настройка лазерного резака для резки акрила
Мощность лазера
Мощность лазерного модуля определяет способность лазерного резака резать акрил.
Чем выше мощность, тем выше способность прорезать толстый материал.
Тем не менее, маломощный диодный лазер также может использоваться для гравировки акрила и даже может выполнять удовлетворительную резку за несколько проходов.
Но лазер CO 2 с номинальной мощностью около 60 Вт рекомендуется для резки акриловых листов толщиной до 0,23 дюйма (6 мм).
Скорость резки
Скорость резки определяет чистоту поверхности резов, выполняемых лазерной резкой.
Лазерная резка акрила на низкой скорости дает прозрачную, отполированную пламенем кромку без каких-либо заусенцев, но если вы обнаружите следы вибрации вдоль кромки разреза, вам следует увеличить скорость резки.
Как правило, при использовании CO 2 -лазера мощностью 60 Вт для резки акрилового листа толщиной 0,2 дюйма (5 мм) рекомендуется установить мощность лазера на 80% с низкой скоростью резки около 0,5 дюйма/сек (5 мм/сек).
Точно так же для высококачественной растровой гравировки рекомендуемая мощность лазера составляет 13% при скорости около 9,8 дюймов/сек (250 мм/сек).
Воздушная помощь
Подача воздуха обычно не требуется при резке тонких листов акрила, но полезна для толстых листов.
Подача воздуха, используемая для резки акрила, должна представлять собой подачу воздуха низкого давления (около 0,2 бар) с лазерным соплом большого размера.
Это низкое давление воздуха и большое сопло лазера позволяют акрилу достаточно времени остыть, образуя прозрачные края.
Раскройный стол
При лазерной резке акрила лазерный луч может прорезать акрил и отражаться от металлического рабочего стола.
Этот отраженный лазерный луч может ударить по заготовке снизу и вызвать крошечные дефекты, называемые «метками отражения».
Чтобы решить эту проблему, вы можете использовать стол на штифтах, чтобы поднять акриловую заготовку с рабочего стола и предотвратить появление каких-либо дефектов в заготовке отраженным лазером.
При использовании этой техники обязательно сначала вырезайте внутреннюю геометрию, так как неподдерживаемая часть упадет на рабочий стол после вырезания.
Лазерный фокус
Фокусное расстояние лазера определяет оптимальное расстояние заготовки от лазерной головки.
Сфокусированный лазер обеспечивает высокую скорость резки с хорошим качеством поверхности.
При лазерной резке акрила толщиной более 0,25 дюйма рекомендуется расфокусировать точку фокусировки.
В таких случаях новую фокальную точку следует установить внутри поверхности заготовки примерно на 1/3 толщины материала.
Это улучшит качество кромки реза и обеспечит гладкую поверхность.
Вы также можете выполнить подповерхностную лазерную гравировку, установив точку фокусировки лазера внутри блока акрила.
Подповерхностная лазерная гравировка — это метод, используемый для гравировки внутри материала без воздействия на внешнюю поверхность.
Хотя это лучше всего подходит для стекла, вы также можете получить хорошие результаты с прозрачным акрилом.
Вытяжная система
Хотя лазерная резка акрила обычно не выделяет токсичных паров, в долгосрочной перспективе это может оказать неблагоприятное воздействие на ваше здоровье.
Поэтому рекомендуется использовать лазерный резак в хорошо проветриваемом помещении со специальной вытяжной системой.
Шаги для лазерной резки акрила
Имея под рукой хороший лазерный резак и знания о лазерной резке акрила, вы можете сделать много акриловых проектов, которые хорошо продаются.
Вы также должны знать о рисках и опасностях, связанных с лазерной безопасностью, и мерах контроля, прежде чем приступить к работе с любым лазерным оборудованием.
Вот этапы лазерной обработки акрила:
Создание дизайна
Хороший векторный дизайн является основным требованием для всех процессов лазерной резки и активно влияет на качество конечного продукта.
Вы можете следовать этим советам, чтобы обеспечить хорошее качество векторного дизайна для лазерной резки и гравировки.
Отправная точка
Всегда выбирайте начальную точку разреза таким образом, чтобы это был наименее заметный угол конечного продукта.
Начальная точка лазерной резки обычно имеет шероховатую поверхность с небольшим пережогом.
Для толстого акрилового материала рекомендуется иметь начальную точку за пределами фактической геометрии разреза, это известно как «ввод».
Рекомендуется около 0,1–0,3 дюйма (3–8 мм) захода, и он должен соединяться с фактической геометрией по прямой линии.
Минимум точек привязки
Хороший векторный рисунок должен иметь минимальное количество опорных точек, чтобы избежать ненужной остановки лазера.
Непрерывный контур обеспечивает однородный процесс резки с превосходным качеством поверхности.
Устройство резки
При вырезании нескольких компонентов из одного листа акрила рекомендуется правильно организовать последовательность резки.
Между последовательными разрезами, выполняемыми в одной сегментированной области, должно быть достаточно времени для охлаждения, чтобы избежать перегрева.
Выполнение тестовых прогонов
Тестовые прогоны необходимы при работе с новым материалом или новым дизайном.
Это позволяет вам понять различные параметры обработки и улучшить качество конечного продукта.
При лазерной резке акрила вы можете улучшить качество кромки, изменяя скорость резки, частоту и точку фокусировки лазера после каждого тестового прогона.
Тестовые прогоны также могут помочь вам понять рабочую область и расположить заготовку таким образом, чтобы потери материала были минимальными.
Окончательный вариант
Выполнив соответствующие настройки после тестовых прогонов, вы можете начать окончательную резку и получить прозрачную как стекло резку с кромкой, отполированной пламенем.
При гравировке акрила вы можете гравировать на обратной стороне акрилового листа, чтобы получить четкую поверхность на лицевой стороне, которая также защитит гравированную поверхность от любых внешних факторов.
Для этого не забудьте зеркально отразить векторное изображение задания в программном обеспечении CAD/CAM перед началом гравировки.
Преимущества лазерной резки акрила
Лазерная резка акрила имеет много преимуществ по сравнению с традиционными методами резки.
Качественный
Лазерная резка акрила дает чистые срезы с отполированными пламенем краями, которые не требуют какой-либо последующей обработки.
Это сокращает время обработки и повышает производительность.
Высокоскоростной
Лазерная резка акрила обеспечивает высокую производительность благодаря высокой скорости резки.
Он также обеспечивает возможность резки акрила практически любой геометрии с гибкими конструкциями контуров и устраняет необходимость какой-либо вторичной обработки.
Точность
Высокая точность и повторяемость лазерных резаков обеспечивают высокую точность и высокое качество резки даже при массовом производстве изделия.
Эта точность также полезна при гравировке акрила со сложными рисунками.
Универсальность
Лазерный резак позволяет резать, гравировать или маркировать акрил на одном и том же станке, просто регулируя мощность и скорость лазерного резака.
Проблемы лазерной резки акрила
Несмотря на множество преимуществ, лазерная резка также имеет некоторые недостатки и ограничения.
Высокая начальная стоимость
Цена на лазерные резаки может быть довольно высокой по сравнению с традиционным режущим оборудованием.
Тем не менее, высокая эффективность и низкие средние эксплуатационные расходы лазерных резаков компенсируют этот недостаток, но первоначальная стоимость все еще достаточно высока.
Ограничение по толщине
Хотя лазерные резаки имеют высокую скорость резки, эта скорость уменьшается с увеличением толщины заготовки.
В зависимости от мощности лазерного резака вам может даже потребоваться выполнить несколько проходов, чтобы разрезать толстый акриловый лист.
Потребность в экспертизе
Существует разумная кривая обучения, прежде чем вы сможете создавать великолепные продукты с помощью лазера на акриле.
Токсичные пары
Пары, образующиеся при лазерной резке акрила, не могут быть смертельно токсичными, но необходима надлежащая система вентиляции.
Эти пары могут вызвать раздражение легких, что может стать серьезной проблемой при ежедневном вдыхании.
Последние мысли
Обладая хорошими дизайнерскими навыками и знаниями о резке акрила/оргстекла, вы можете начать делать прибыльные проекты, которые можно продавать.
Правильный выбор акрила для работы и хороший векторный дизайн являются одинаково важными параметрами для получения высококачественной продукции.
Независимо от выбранного типа акрила обязательно используйте пару очков для защиты от лазерного излучения, подходящих для вашего лазерного станка.
Хотя лазерная резка имеет некоторые недостатки, преимущества намного перевешивают их и делают ее отличным способом изготовления изделий из акрила.
