Laserové gravírování kovu: eloxovaný hliník, nerezová ocel a další materiály

Kov a lasery. Dvě slova, která tvůrce nadchnou, jakmile je uslyší pohromadě. Koupili jste si laserový gravírovací stroj, na sociálních sítích vídáte kovové projekty ze všech stran a teď chcete na nerezový tumbler vygravírovat něčí jméno. Dobrá zpráva: hobby laserem můžete kov rozhodně označovat. Méně dobrá zpráva: odpověď na otázku „dokáže můj laser gravírovat kov?“ zní „záleží na druhu kovu, typu laseru a na tom, co myslíte slovem gravírovat“.

Tento průvodce vysvětluje, co hobby CO2 a diodové lasery skutečně dokážou s kovem, které kovy fungují nejlépe a jaké techniky to umožňují. Pokud s laserovou tvorbou teprve začínáte, nejprve si přečtěte našeho průvodce laserovým gravírováním pro začátečníky a pak se vraťte sem.

Jak hobby lasery pracují s kovem (fyzika)

Tady je něco, co si většina začátečníků neuvědomuje: hobby lasery nedokážou gravírovat surový holý kov. Vůbec.

CO2 laser pracuje s vlnovou délkou 10.6 mikronu v infračerveném spektru. Když paprsek dopadne na leštěný kovový povrch, kov odrazí většinu energie přímo zpět. Je to jako svítit baterkou na zrcadlo. Paprsek se odrazí, místo aby se pohltil, a s povrchem se nic nestane. Váš 60W CO2 laser, který prořízne 6mm překližku jako horký nůž máslo, bude jen zdvořile odrážet paprsek od plátu nerezové oceli.

Diodové lasery (vlnová délka 445nm, ty modrofialové) jsou na tom podobně. Ani ony nedokážou gravírovat surovou ocel nebo hliník. Mají ale jeden trik: dokážou přímo označit eloxovaný hliník odpařením tenké vrstvy eloxovaného povlaku.

Žádný z těchto typů hobby laserů nedokáže kov řezat. Ani tenký plech. Ani fólii (dobře, u fólie je to složitější, ale prakticky vzato ne). Řezání kovu vyžaduje fiber laser, který pracuje s vlnovou délkou 1064nm, již kov skutečně pohlcuje. Fiber lasery začínají zhruba na $3,000 u malých hobby jednotek a jejich cena dále roste.

Co tedy můžete dělat? Ve skutečnosti hodně. Trik spočívá v práci s povlaky, směsmi a povrchovými úpravami, se kterými váš laser dokáže interagovat.

Prémiové podklady

TISKNĚTE. ŘEŽTE. DLABEJTE.

• Více formátů (SVG, DXF, PNG)
• Návrhy testované na strojích
• Komerční licence

Procházet 5 000+ návrhů

Sponzorováno PrintCutCarve.com

Eloxovaný hliník: snadný začátek

Pokud chcete kov označovat s minimem frustrace, začněte tady. Eloxovaný hliník je pro hobby lasery nejvhodnější kovový povrch pro začátečníky a výsledky vypadají profesionálně s minimem úsilí.

Eloxování je elektrochemický proces, při kterém na hliníku vzniká tenká, tvrdá a barevná vrstva oxidu. Když váš laser zasáhne tuto vrstvu, odpaří barevný povlak a odhalí jasně stříbrný hliník pod ním. Negravírujete samotný kov. Odstraňujete povlak a vytváříte kontrast.

Výsledky jsou ostré, odolné a vypadají skvěle. Bílý/stříbrný text a motivy na barevném hliníkovém podkladu jsou čisté a poutavé.

Co můžete gravírovat

Eloxovaný hliník najdete všude, jakmile se po něm začnete dívat:

• Tumbler a lahve na vodu (mnohé barevné jsou eloxované)
• Psí známky a identifikační štítky
• Prázdné vizitky (k dispozici předem eloxované v různých barvách)
• Pouzdra na notebooky a telefony
• Rukojeti nářadí a štítky zařízení
• Pamětní plakety a jmenovky

Který laser funguje nejlépe?

Diodové lasery jsou pro eloxovaný hliník skutečně lepší volbou. Vlnová délka 445nm se barevnou eloxovanou vrstvou účinně pohlcuje. Diodový laser o výkonu 5-10W tuto práci zvládne skvěle.

CO2 lasery mohou eloxovaný hliník také označovat, ale výsledky bývají méně čisté. Delší vlnová délka někdy zanechá mírně hrubší, matnější vzhled místo hladkého jasného odkrytí. Funguje to, ale preferovaným nástrojem je zde diodový laser.

Nastavení pro eloxovaný hliník

Značicí směsi: CerMark, LaserBond a Enduramark

Tady začíná být vše opravdu zajímavé. Značicí směsi umožňují hobby laserem vytvořit trvalé černé značky na holém, nepovlakovaném kovu. Fungují s CO2 i diodovými lasery.

Jak fungují

Značicí směsi jsou pasty nebo spreje na keramické bázi. Postup je jednoduchý:

1. Naneste na kovový povrch tenkou, rovnoměrnou vrstvu směsi
2. Nechte ji zcela zaschnout (obvykle 5 až 15 minut)
3. Projeďte laserem motiv při vysokém výkonu a nízké rychlosti
4. Přebytečnou směs smyjte vodou

Teplo laseru zataví keramické částice do povrchu kovu a vytvoří trvalé černé spojení. Nevypálená směs se čistě smyje. Zůstane tmavá, odolná značka, která se při běžném používání neodře, nevybledne ani neopotřebuje.

Značka je skutečně trvalá. Vydrží mytí v myčce, venkovní působení i běžnou manipulaci. Nejde o barvu nanesenou na povrchu. Je to keramický materiál chemicky spojený s kovem.

Porovnání produktů

V této oblasti dominují tři hlavní produkty:

CerMark je původní a nejdůvěryhodnější volba. Je k dispozici jako sprej (LMM-6000) nebo pasta (LMM-6000). Sprej se nanáší rovnoměrněji, ale stojí více na čtvereční palec pokrytí. CerMark vytváří nejkonzistentnější tmavé a rovnoměrné značky na různých kovech. Je také nejdražší, přibližně $30-40 za malou nádobku spreje. Nádobka vydrží déle, než byste čekali, protože nanášíte velmi tenkou vrstvu.

LaserBond 100 je oblíbená alternativa střední cenové kategorie. Dodává se jako tekutina, kterou nanášíte štětcem nebo sprejem. Výsledky jsou na nerezové oceli velmi podobné jako u CerMark, i když někteří uživatelé uvádějí o něco menší konzistenci u jiných kovů. Má nižší cenu a je k dispozici ve větších množstvích, takže je oblíbenou volbou pro sériovou výrobu.

Enduramark je cenově dostupná možnost. Funguje, zejména na nerezové oceli, ale kvalita značky může být méně rovnoměrná než u CerMark nebo LaserBond. Pokud teprve začínáte a chcete si značení kovu vyzkoušet bez velké investice, je to rozumný začátek.

Tipy k nanášení

Rovnoměrné vrstvy jsou zásadní. Příliš silná vrstva se správně nespojí. Příliš tenká vede k nepravidelným a neúplným značkám. U sprejových směsí držte nádobku ve vzdálenosti 8 až 10 palců a nanášejte tenkou, rovnoměrnou mlhu. Dvě lehké vrstvy jsou lepší než jedna silná. U směsí nanášených štětcem použijte pěnový štětec a naneste tenkou vrstvu bez šmouh.

Před laserováním nechte směs zcela zaschnout. Vlhká směs vede k nekonzistentním výsledkům a během průchodu laseru může prskat.

Nejlepší kovy pro značicí směsi

Značicí směsi fungují nejlépe na:

• Nerezové oceli (zlatý standard této techniky)
• Titanu (vynikající výsledky, oblíbený pro šperky a nástroje)
• Chromovaných předmětech (dobrá přilnavost)
• Holém hliníku (funguje, ale s menším kontrastem než u oceli)

Na vysoce leštěných nebo velmi hladkých površích fungují méně spolehlivě. Lehké přebroušení brusným papírem zrnitosti 400 před nanesením může zlepšit přilnavost na kovech se zrcadlovým povrchem.

Lakované a povlakované kovy

Značicí směsi nepotřebujete vždy. Mnoho kovových předmětů už má povlak, který můžete laserem odstranit a vytvořit tak kontrast.

Tumbler a lahve s práškovým lakem jsou velmi oblíbené pro personalizaci. Laser odstraní barevný práškový lak a odhalí nerezovou ocel pod ním. Postup je stejný jako u gravírování eloxovaného hliníku: ablací odstraňujete povlak, nikoli označujete samotný kov. Nastavení jsou podobná jako u eloxovaného hliníku, ale může být potřeba o něco vyšší výkon, protože práškový lak bývá obvykle silnější než eloxovaná vrstva.

Lakované kovové cedule fungují stejně. Kovové cedule s vintage vzhledem a lakovaným povrchem lze laserem gravírovat velmi dobře. Lak se čistě odstraní a odkrytý kov vytvoří pěkný kontrast, zejména u cedulí s tmavou barvou laku.

Povrchově upravené nástroje jsou další možností. Mnoho ručních nástrojů a užitkových nožů má povrch z černého oxidu nebo laku, který laser čistě odstraní. Skvěle se hodí pro přidání sériových čísel, log nebo označení vlastnictví.

Mosaz, měď a další kovy

Kromě hliníku a oceli se tvůrci často ptají na další kovy. Krátká odpověď: čím lesklejší povrch, tím je to obtížnější.

Mosaz

Značicí směsi na mosazi fungují, ale výsledky jsou méně konzistentní než na nerezové oceli. Značka bývá světlejší a může působit spíše šedě než černě. Pro nejlepší výsledky mosazný povrch lehce přebruste, naneste CerMark (z trojice hlavních produktů podává na mosazi nejlepší výsledky) a použijte vyšší výkon a nižší rychlost než u oceli.

Patinovanou nebo starožitně působící mosaz lze někdy označit i bez směsí. Laser odstraní ztmavlou patinu a odhalí jasnější mosaz pod ní, podobně jako u lakovaných kovů.

Měď

Měď patří mezi nejobtížnější kovy pro hobby lasery. Je mimořádně odrazivá při vlnových délkách CO2 i diodových laserů a rychle odvádí teplo, čímž odvádí energii z oblasti značení. Značicí směsi mohou na mědi fungovat, ale budete potřebovat maximální výkon a velmi nízkou rychlost. Výsledky bývají světlejší a méně rovnoměrné než na oceli.

Pokud je měď důležitou součástí vaší produktové řady, je to jedna z oblastí, kde začíná dávat finanční smysl investice do fiber laseru.

Zlato, stříbro a drahé kovy

Značicí směsi mohou přinést výsledky u některých slitin zlata a stříbra, zejména u zlata s nižším počtem karátů a sterlingového stříbra. Výsledky se výrazně liší podle složení slitiny. Pokud zvažujete laserové značení šperků, před přijetím zákaznické objednávky důkladně testujte na odřezcích. Riziko je vyšší, když surovina stojí $50+ za kus.

Obecné pravidlo

Čím lesklejší a odrazivější kov je, tím obtížněji se označuje. Kartáčované nebo matné povrchy pohlcují více energie než zrcadlové. Pokud vybíráte polotovary přímo pro laserové značení, kdykoli je to možné, dávejte přednost saténovým nebo kartáčovaným povrchům před leštěnými.

Referenční tabulka nastavení

Toto jsou výchozí hodnoty. Výsledky ovlivňuje tloušťka kovu, typ povlaku, značka směsi i váš konkrétní laser. Vždy nejprve testujte.

Bezpečnostní aspekty

Značení kovu přináší několik bezpečnostních rizik, která se u dřeva a kůže nevyskytují. Berte je vážně.

Výpary ze značicích směsí

Značicí směsi při aktivaci laserem uvolňují výpary. CerMark a podobné produkty obsahují oxidy kovů a keramické částice. Přestože výrobci uvádějí, že jsou při správném větrání bezpečné, „správné větrání“ znamená skutečný odsávací systém vyvedený ven, ne jen otevřené okno. Odsávací ventilátor nechte běžet po celou dobu značení a ještě několik minut poté.

Pokud se značicími směsmi pracujete ve výrobním objemu, zvažte kromě odsávacího systému také respirátor určený pro kovové výpary (filtr P100).

Odrazivé povrchy

Toto lidi děsí z dobrého důvodu. Kov odráží laserové světlo a odražený paprsek může poškodit optiku laseru, zasáhnout rám stroje nebo potenciálně uniknout z pracovního prostoru. CO2 lasery jsou k tomu náchylnější, protože dráha paprsku zahrnuje zrcadla, která může odražená energie poškodit.

V praxi je riziko nejvyšší u dokonale plochého, zrcadlově leštěného kovu. Zakřivené povrchy (tumbler, lahve) odraz rozptylují. Eloxované a povlakované povrchy většinu paprsku pohlcují. Značicí směs paprsek pohlcuje v místě nanesení.

Riziko snížíte takto: vyhněte se laserování zrcadlově leštěného holého kovu, ujistěte se, že dráha paprsku laseru je správně zarovnaná, a nikdy se nenaklánějte nad pracovní prostor, když laser pracuje.

Ochrana očí

Vždy používejte ochranné brýle pro laser s klasifikací odpovídající konkrétní vlnové délce. Platí to pro veškerou práci s laserem, ale odrazivost kovu činí ochranu obzvlášť důležitou. Odražený paprsek od lesklého povrchu může k očím dorazit z nečekaných úhlů. Náš průvodce chybami při laserovém gravírování podrobněji popisuje obecné bezpečnostní postupy.

Větrání při práci s povlakovanými kovy

Při odstraňování barvy nebo neznámých povlaků z kovu mohou výpary obsahovat sloučeniny, které nechcete vdechovat. Vždy zajistěte silné odsávání a pokud si nejste jistí složením povlaku, použijte při prvním testu respirátor.

Co dalšího můžete označovat?

Značení kovu otevírá celou kategorii produktů, kterou většina majitelů hobby laserů přehlíží. Personalizované nerezové tumbler jsou osvědčeným prodejním artiklem. Vlastní psí známky a identifikační štítky se rychle vyrábějí a na řemeslných trzích se dobře prodávají. Gravírované nástroje a nože jsou nezapomenutelné dárky. Vizitky z eloxovaného hliníku vypadají elegantně a mezi papírovými vizitkami vyniknou.

Pokud chcete prozkoumat další materiály, náš průvodce laserovým gravírováním kůže popisuje další materiál, který se dobře hodí k pracovnímu postupu se značením kovu. Mnoho tvůrců nabízí personalizaci kovu i kůže, protože jejich zákaznické základny se výrazně překrývají.

Jak začít

Začněte eloxovaným hliníkem. Je to nejjednodušší, nejodpouštějící a cenově nejdostupnější způsob, jak se pustit do značení kovu. Kupte si online balení eloxovaných hliníkových psích známek nebo prázdných vizitek (jsou levné), proveďte několik zkušebních značek, dolaďte nastavení a pokračujte odtud.

Jakmile si osvojíte práci s eloxovanými povrchy, pořiďte si nádobku CerMark nebo LaserBond a zkuste označit nerezovou ocel. Křivka učení je o něco strmější, protože nanášení směsi přidává další krok, ale výsledky za to stojí. Trvalá černá značka na leštěné nerezové oceli vypadá neuvěřitelně.

Značení kovu hobby laserem je rozhodně možné. Jen je potřeba rozumět tomu, co váš stroj dokáže a co ne, a pracovat v rámci těchto omezení. Tvůrci, kteří tuto techniku zvládnou, nakonec získají produktovou řadu, na kterou většina konkurentů nedosáhne, protože předpokládali, že kov je mimo jejich možnosti.