Laserový rytec je zařízení pro nanášení reliéfního obrazu na jakýkoli povrch vypalováním materiálu laserovým paprskem. Na rozdíl od mechanického gravírování umožňuje laserové gravírování přidávat do obrázku odstíny. Tohoto efektu je dosaženo změnou povrchové struktury materiálu pod lokálním vlivem paprsku.
V závislosti na intenzitě expozice je dosaženo vysokého rozlišení odstínů a výsledný snímek je fotografické kvality. Velkou výhodou laserového gravírování je také vysoká přesnost reprodukce daného obrazu a opakovatelnost v sériové výrobě.
Aplikace
Laserové rytiny jsou široce používány pro vysoce umělecké rytí. Kromě speciální kvality umožňuje technologie provádět operace, které jsou pro tradiční obrábění nedostupné. Jedná se o gravírování na tenké a křehké povrchy, kůži, textil, gumu, miniatury.
Laserové gravírovací zařízení se stalo nejoblíbenějším v oblastech, jako jsou:
- klenotnický průmysl;
- výroba suvenýrů;
- sektoru služeb pro plnění jednotlivých zakázek.
Zařízení a princip činnosti
Laserová rytina se skládá ze 4 hlavních jednotek. Jedná se o generátor laserového záření, zaostřovací systém, mechanismus pro směrování laserového paprsku na zpracovávaný povrch a numerickou řídicí jednotku (CNC). Stroj může mít monoblokové nebo multiblokové připojené provedení, jehož součástí je i napájecí zdroj a chladicí systém.
Podle principu fungování proces vypadá takto. Generovaný laserový paprsek prochází čočkovým nebo optickým zaostřovacím systémem a získává požadovanou tloušťku s paralelním pohybem fotonů. Poté se pomocí distribučního mechanismu nasměruje na povrch, který má být ošetřen, a nakreslí daný vzor. V tomto případě je proces řízen řídicí jednotkou, která mění frekvenci průchodů a intenzitu záření pro každou zónu dopadu laseru.
Designové rozdíly
Hlavními rozdíly jsou typ laseru a způsob, jakým je paprsek směrován na povrch. Tyto dvě vlastnosti určují, pro jaký materiál je rytec určen, velikost rycího pole, rychlost procesu a také některé doplňkové funkce.
Typ laseru
Jednou z nejdůležitějších charakteristik laserového paprsku je vlnová délka záření. Právě tento indikátor určuje možnost použití rytce pro konkrétní materiál. Kromě toho je důležitý i výkon záření, na kterém bude záviset hloubka rytí a také možnost řezu.
Pro rytce se používají 2 typy laserových generátorů:
- plyn (oxid uhličitý);
- solid-state (diodou čerpaná ytterbiová optická vlákna).
Laser s oxidem uhličitým je dražší a větší, má kratší životnost, vyžaduje také vylepšené chlazení a je „náročnější“ k životnímu prostředí. Tento typ dnes zároveň umožňuje dosáhnout nejvyšší energie paprsku, což umožňuje snížit počet průchodů a zkrátit dobu gravírování a také provádět řezání a čištění kovů na rytci.
Snížení doby expozice také zvyšuje lokální ohřev materiálu a umožňuje pracovat s tepelně vodivými kovy jako je měď, mosaz a hliník. Navíc díky rozsahu délky záření 9,2-10,8 mikronů je oxid uhličitý laserový rytec schopen pracovat na skle a průhledných plastech a je také považován za optimální pro gravírování textilií a přírodní kůže.
Optický ytterbiový laser s diodovým čerpáním umožňuje získat paprsek v širokém spektrálním rozsahu – v průměru 530-1150 nm. Cenovější modely přitom využívají jednomódové lasery, tedy vyladěné na úzké spektrum záření a určené pro specifickou skupinu materiálů.
Multimode modely obsahují v konstrukci aktivní Q-spínač, který umožňuje upravit vlnovou délku a optimálně nakonfigurovat zařízení pro značení konkrétního materiálu.
I přes svůj nízký výkon je ytterbiový laser levný a má nejdelší životnost. Kromě toho jsou modely s takovým laserem poměrně kompaktní a nenáročné na provozní podmínky.
Mechanismus vedení paprsku
Zde lze stroje rozdělit do dvou typů. V první verzi je hlavice emitoru namontována na pohyblivém vozíku s možností pohybu ve dvou osách v rovině nad zpracovávaným materiálem. Takový systém poskytuje poměrně velkou oblast zpracování a přísně vertikální projekci paprsku. Díky této vlastnosti může stroj kromě gravírování plnit i funkci řezání laserem. Současně se snižuje produktivita gravírování v důsledku relativně nízké rychlosti pohybu vozíku.
Druhý typ má pevnou hlavu, to znamená, že poloha hlavy je nastavitelná, ale během provozu zůstává nehybná. Směr paprsku se mění pomocí dvou galva skenerů (rotujících zrcadel). Jeden skener je zodpovědný za horizontální skenování a druhý za vertikální skenování. Paprsek tedy běží řádek po řádku a pokrývá celé pracovní pole. Výhodou takového systému je vysoká rychlost gravírování, nevýhodou je však malé pracovní pole.
Další funkce
Kromě gravírování má každé zařízení standardně funkci jemného čištění povrchu od rzi, barev a olejových nečistot. Laserový paprsek umožňuje odstranit vrstvu několika mikronů, což zajišťuje přesné čištění bez poškození základny. Na rozdíl od abrazivního čištění nezůstávají na povrchu žádné škrábance.
V závislosti na modelu může stroj provádět i řezání. U rytců je tato funkce obvykle omezena na tenký plátový materiál.
Jako značící stroj lze použít i laserový rytec, i když proveditelnost takového řešení je opodstatněná pouze u malosériové výroby zboží. Některé modely však mají odnímatelnou hlavici emitoru. Tato hlava má rukojeť a ohraničující rám. Po sejmutí ze stativu lze zařízení použít jako ruční laserový popisovač. Takové modely se staly nepostradatelnými pro značení velkorozměrového zboží a samotný proces značení lze provádět jak ve výrobě, tak ve skladových podmínkách.
Funkce instalace a správy
Podle instalačních řešení se všechny laserové gravírky dělí na ploché a stacionární. Modely tabletu jsou instalovány na stole a lze je použít téměř v každé místnosti, kde je větrání. Ovládání se provádí pomocí notebooku připojeného k zařízení, pro které jsou taková zařízení vybavena moderní sadou rozhraní.
Stacionární modely jsou určeny pro podlahové instalace v průmyslových prostorách s napojením na ventilační systém. Jedná se o výkonnější a produktivnější zařízení, což je komplexní CNC stroj s pokročilou funkčností. Takové stroje jsou vybaveny vestavěným řídicím systémem s klávesnicí a obrazovkou a lze je kombinovat s PC.
