- Лазерная резка и гравировка дерева
- Специфика обработки дерева лазером
- Разница между твердой и мягкой древесиной
- Лучшая древесина для лазерной гравировки и резки
- Можно ли использовать лазер для резки фанеры?
- Почему следует избегать лазерной резки ДВП
- Параметры лазера, которые необходимо настроить
- Области применения гравировки и резки дерева
Лазерная резка и гравировка дерева
Дерево — один из самых дешевых природных материалов, подходящих для резки и гравировки. Популярная область применения — изготовление шкафов-купе на заказ. Лазер позволяет создавать сложные конструкции из дерева, которые придают уникальность каждому проекту.
Два ключевых фактора, которые необходимо учитывать
Когда речь идет о работе с таким материалом, как натуральное дерево, его природные характеристики могут привести к непредсказуемым результатам. Лучший способ работы с данным материалом с помощью лазерного гравера — подобрать наиболее однородные породы древесины с необходимым содержанием смолы и меньшим количеством полос.
Полосы на дереве
Полоса на дерева — это участок на древесине, который выглядит как темное пятно, проступающее на светлой поверхности дерева. Некоторые мастера избегают использование данного материала, обрезая полосы или выбеливая их, поскольку они отвлекают от дизайна. Другие считают, что это придает дереву больше характера, и включают его в свой дизайн. При работе с лазером следует выбирать минимальное количество полос, что обеспечивает лучшую детализацию.
Рис. 1. Пороки древесины
Содержание смолы
Содержание смолы или сока в древесине существенно влияет на тип ожога. Древесина с высоким содержанием смолы при горении становится темной, поскольку лазерный луч сжигает сок. В древесине с низким содержанием смолы горение меньше, поэтому срез остается светлым. На содержание смолы влияет время года, когда дерево было спилено, и место его спила.
Сок переносит питательные вещества и воду по всему растению. В холодное время года он скапливается в стволе, чтобы подготовиться к зиме, а затем перераспределяется весной. Если используемая древесина была срублена осенью, то в зависимости от места среза она может гореть темнее во время одного сеанса и светлее во время другого. Верхняя часть дерева, срубленного осенью, имеет меньшее содержание смолы и будет гореть светлее, а нижняя — темнее. Рекомендуется сначала протестировать древесину, чтобы понять,подходит ли она для ваших целей.
Специфика обработки дерева лазером
Точный и ровный рез: В отличие от традиционных методов резки, использующих пилы или лезвия, лазер не режет дерево, а бесконтактно прожигает его. В результате чего получаются чистые и ровные края. На материале не остается сколов и зазубрин, что обеспечивает гладкую отделку.
Контроль глубины реза: Лазер может регулировать глубину реза, эта функция позволяет выполнять как резку, так и гравировку с высокой точностью, открывая широкие возможности для творчества.
Компьютерное управление: Лазерный станок управляется компьютером, который использует программу, основанную на чертеже или проекте, созданном в графическом редакторе. Цифровые данные проекта напрямую передаются на лазер, обеспечивая точное воспроизведение заданных размеров без искажений.
Последовательность в производстве: При традиционной деревообработке изготовление одинаковых изделий может быть затруднено из-за естественных различий древесного материала. Лазерная обработка позволяет точно воспроизводить изображения множество раз, без изменений и искажений. \
Лазерная трубка: Лазерная трубка представляет собой сложную стеклянную колбу с тремя различными полостями. В центральной части находится вода, а в двух других — сбалансированная смесь газов, включая углекислый газ, азот и гелий. В результате взаимодействия атомов газа внутри трубки и внешнего электромагнитного поля эти газы начинают излучать мощные фотоны. Излучаемый свет проходит через оптический резонатор и усиливается, создавая непрерывный пучок лазерной энергии.
Разница между твердой и мягкой древесиной
Если не проводить молекулярный анализ строения дерева, то лучший способ определить разницу между твердой и мягкой древесиной — это запомнить, что твердые породы имеют широкие листья и являются цветущими растениями, например дуб или клен. Это листопадные деревья. Хвойные деревья — вечнозеленые, например, сосна и ель.
Древесина лиственных пород более темная и тяжелая и может служить десятилетиями, так как она устойчива к атмосферным воздействиям. Она используется для изготовления дорогой мебели. Хвойные породы, напротив, более светлые и менее дорогие, их необходимо обрабатывать для придания устойчивости к атмосферным воздействиям. Хвойные породы оказывают меньшее воздействие на окружающую среду при распиловке и используются для изготовления строительных материалов.
Как и во всем, здесь есть свои исключения. Некоторые хвойные породы труднее поддаются обработке, чем другие и наоборот. Если говорить о выборе лучшей древесины для лазерной резки и гравировки, то три породы легче поддаются обработке и позволяют получить отличные результаты, к ним относятся вишня ольха и твердый клен.
Рис. 2. Лазерная гравировка дерева
Лучшая древесина для лазерной гравировки и резки
- Вишня — одна из самых популярных пород древесины для изготовления шкафов и мебели. При первом срезе она имеет розовый цвет, но со временем темнеет, приобретая привычный для многих красновато-коричневый оттенок. Древесина вишни легко обрабатывается и режется;
- Ольха похожа на вишню тем, что со временем темнеет. Это мягкая древесина, которая считается одной из лучших для лазерной гравировки, поскольку на ней остается темный и четкий рисунок;
- Клен твердый — это древесина с белым или желтоватым оттенком. Хотя с ним труднее работать, чем с вишней, из-за его плотности, он отлично подходит для лазерной гравировки и легко обрабатывается.
- Липа — это мягкая и легко обрабатываемая древесина, что делает ее подходящей для простой и быстрой гравировки;
- Бальза — гораздо более мягкая древесина, которая хорошо подходит для гравировки на лазерном станке, но имеет грубую текстуру. Сердцевина имеет красновато-коричневый цвет, а заболонь — белесый или коричневый. Она не имеет особого блеска, но хорошо поддается окрашиванию и отделке. Одна из проблем бальзы заключается в том, что она подвержена образованию зазубрин и вмятин.
Можно ли использовать лазер для резки фанеры?
Фанера состоит из тонких слоев древесного шпона, склеенных и спрессованных. При лазерной обработке фанеры результат зависит от ее качества. У высококачественной фанеры зерна древесины повернуты на каждые 45 градусов, что повышает осевую прочность, а у более тонкой и низкокачественной фанеры они расположены только под прямым углом.
Два вида фанеры, которые хорошо подходят для лазерной резки — это березовая и бамбуковая. Береза, как и клен и вишня, является плотной, но простой в обработке. Она отлично подходит для начинающих лазерщиков, поскольку режет гладко и надежно.
Рис. 3. Лазерная резка фанеры
Почему следует избегать лазерной резки ДВП
ДВП изготавливается из древесных волокон, получаемых на целлюлозных заводах. Она покрыта древесным шпоном, который склеен между собой, и бывает низкой, средней и высокой плотности. ДВП высокой плотности (HDF) или твердые плиты изготавливаются из сильно спрессованных волокон со средней плотностью. Плиты средней плотности (МДФ) имеют несколько меньшую плотность — от 31 до 62 фунтов на кубический фут. Обе эти плиты достаточно прочны, чтобы использоваться для строительства и изготовления мебели.
Когда речь идет о лазерной резке, более распространенным материалом является МДФ. Проблема с МДФ заключается в том, что он слишком плотный для получения хорошего результата. При попадании на него лазера он обугливается и дает темный ожог, который больше похож на перегруженный дизайн, чем на чистый срез. Кроме того, клей, используемый в МДФ, не совместим с лазером. Если толщина материала не превышает 6 мм, то лазер справится с обработкой, но это не компенсирует недостатки и не гарантирует качественный результат.
Рис. 4. Лазерная резка МДФ
Параметры лазера, которые необходимо настроить
Газовые CO2-лазеры отлично подходят для работы с деревом, поскольку можно варьировать параметры мощности. Важно отметить, что при воздействии лазера на древесину можно получить ожог кромки. Сильный нагрев испаряет материал, поэтому использование древесины с низким содержанием смол снижает пережог материала. Чтобы получить максимальную отдачу от работы, необходимо учесть еще несколько факторов.
Параметры гравировки и резки
Как правило, требуется древесина толщиной не более 12 мм. Идеальным будет кусок толщиной 6 мм. Для 12мм куска понадобится 90-ваттный CO2-лазер, а для 6 мм — вдвое меньшей мощности. При гравировке необходимо увеличить размер пятна, чтобы она получилась более темной. При этом увеличивается обжиг, что приводит к ослаблению детализации.
При работе с лазерным резаком начните со скорости резки, например, около 5%, и постепенно регулируйте ее, пока не добьетесь желаемого качества. Если вы начнете с куска дерева толщиной около 3 мм, то сможете определить, что нужно сделать, чтобы добиться хорошего результата для куска толщиной примерно 6 мм.
Выбор правильной оптики
Для лучшей детализации требуется меньшее фокусное расстояние в сочетании с правильными параметрами. Здесь могут возникнуть сложности. В то время как меньшее фокусное расстояние позволяет получить более тонкие детали, толщина древесины требует большего фокусного расстояния для достижения оптимальных результатов. Наряду с правильными параметрами резки и гравировки для выбранного типа древесины необходимо обратить внимание на правильную оптику.
Выходя из лазерной трубки, излучение попадает на систему зеркал и фокусирующую линзу. Благодаря этому поток энергии фокусируется в пятно малого размера.
Подготовка материала
Перед первым запуском необходимо подготовиться. Это означает, что на вас должны быть средства индивидуальной защиты, такие как очки и маска. При работе с любым материалом на него будут налипать пыль и частицы. Одним из способов борьбы с этим является наклеивание на дерево аппликационной ленты — такой ленты, которая используется для виниловой графики. Это безопасно для здоровья и не только минимизирует количество пыли, но и может уменьшить ожог материала. По окончании работы снимите ленту, чтобы посмотреть, что получилось. Перед тем как приступить к первой обработке, проверьте параметры на отдельном куске.
Очистка
Можно сделать все возможное, чтобы уменьшить количество пыли, но избавиться от нее невозможно. Если оставить древесную пыль в станке, она засорит оборудование и повредит оптику. Помните, что древесная пыль содержит смолу и масло, которые прилипают к оборудованию. Регулярно очищайте свой лазер, чтобы поддерживать его в нужном состоянии для гравировки и резки.
Рис. 5. Деревянные украшения вырезанные лазером
Области применения гравировки и резки дерева
Лазеры для резки древесины используются в различных областях благодаря своей точности и универсальности. Можно выделить несколько конкретных областей, в которых часто используются лазеры:
- Мебель и предметы интерьера: Лазерная резка используется для создания сложных рисунков и узоров на деревянной мебели, такой как столы, стулья, шкафы и полки;
- Дверные панели: Технология используется для вырезания и гравировки декоративных узоров на деревянных дверных панелях;
- Строительство и отделка: Лазеры для резки древесины используются для создания декоративных элементов и отделки деревянных конструкций, используемых в строительстве, таких как балки, молдинги и обрезки;
- Декор и сувениры: Для изготовления деревянных декоративных изделий и сувениров лазеры применяются, чтобы придать им индивидуальный дизайн со сложными деталями;
- Трафареты: Лазерная резка древесины используется для создания трафаретов, которые могут применяться в различных художественных и ремесленных целях.
- Игрушки: С помощью лазерной резки можно изготавливать деревянные игрушки, с высоким уровнем детализации;
- Кухонная утварь: Деревянная кухонная утварь, например, тарелки и разделочные доски, могут быть вырезаны с помощью лазера;
- Шкатулки и украшения: Необычные украшения из дерева со сложными узорами и формами, а также шкатулки для хранения можно создать используя лазерное оборудование;
- Рамки для картин: Вырезанные лазером деревянные рамы для картин могут быть выполнены с высокой точностью и уникальным дизайном.
