Metallin laserkaiverrus: anodisoitu alumiini, ruostumaton teräs ja muut materiaalit

Metalli ja laserit. Kaksi sanaa, jotka saavat tekijät innostumaan heti, kun ne kuulee yhdessä. Ostit laserkaivertimen, näet metalliprojekteja kaikkialla sosiaalisessa mediassa ja haluat nyt kaivertaa jonkun nimen ruostumattomasta teräksestä valmistettuun juomapulloon. Hyvä uutinen: metallia voi ehdottomasti merkitä harrastelaserilla. Huonompi uutinen: vastaus kysymykseen "voiko laserillani kaivertaa metallia?" on "se riippuu metallista, laserin tyypistä ja siitä, mitä tarkoitat kaivertamisella."

Tässä oppaassa kerrotaan, mitä harrastajien CO2- ja diodilasereilla voi oikeasti tehdä metallille, mitkä metallit toimivat parhaiten ja millä tekniikoilla se onnistuu. Jos laserin käyttö on sinulle aivan uutta, aloita ensin laserkaiverruksen aloittelijan oppaasta ja palaa sitten tänne.

Näin harrastelaserit toimivat metallilla (fysiikka)

Tässä on asia, jota useimmat aloittelijat eivät tajua: harrastelaserit eivät voi kaivertaa käsittelemätöntä paljasta metallia. Eivät lainkaan.

CO2-laser toimii infrapunaspektrissä aallonpituudella 10.6 mikrometriä. Kun säde osuu kiillotettuun metallipintaan, metalli heijastaa suurimman osan energiasta takaisin. Se on kuin taskulampulla osoittaisi peiliin. Säde kimpoaa pois sen sijaan, että se imeytyisi, eikä pinnalle tapahdu mitään. 60W:n CO2-laserisi, joka leikkaa 6mm:n vaneria kuin kuuma veitsi voita, vain heijastuu kohteliaasti ruostumattomasta teräslevystä.

Diodilaserit (aallonpituus 445nm, sinivioletit laserit) ovat samassa tilanteessa. Nekään eivät voi kaivertaa paljasta terästä tai alumiinia. Niillä on kuitenkin yksi temppu: ne voivat merkitä anodisoitua alumiinia suoraan höyrystämällä ohuen anodisoidun pinnoitekerroksen.

Kumpikaan harrastelaserityyppi ei voi leikata metallia. Ei edes ohutta metallilevyä. Ei edes foliota (folion kanssa asia muuttuu monimutkaiseksi, mutta käytännössä ei). Metallin leikkaamiseen tarvitaan kuitulaser, joka toimii aallonpituudella 1064nm, jonka metalli todella absorboi. Pienten harrastajille tarkoitettujen kuitulaserien hinnat alkavat noin $3,000:sta ja nousevat siitä ylöspäin.

Mitä siis voit tehdä? Itse asiassa paljonkin. Juju on työskennellä pinnoitteiden, yhdisteiden ja pintakäsittelyjen kanssa, joihin laserisi voi vaikuttaa.

Premium-sisältö

TULOSTA. LEIKKAA. KAIVERRA.

• Useita formaatteja (SVG, DXF, PNG)
• Koneella testatut mallit
• Kaupalliset käyttöoikeudet

Selaa yli 5 000 mallia

PrintCutCarve.comin sponsoroima

Anodisoitu alumiini: helppo aloitus

Jos haluat merkitä metallia mahdollisimman vähällä turhautumisella, aloita tästä. Anodisoitu alumiini on harrastelaserien aloittelijaystävällisin metallipinta, ja tulokset näyttävät ammattimaisilta vähällä vaivalla.

Anodisointi on sähkökemiallinen prosessi, jossa alumiinin pinnalle muodostuu ohut, kova ja värillinen oksidikerros. Kun laser osuu tähän kerrokseen, se höyrystää värillisen pinnoitteen ja paljastaa sen alla olevan kirkkaan hopeanvärisen alumiinin. Et kaiverra itse metallia. Poistat pinnoitteen ja luot kontrastia.

Tulokset ovat teräviä, kestäviä ja näyttäviä. Värillisen alumiinipinnan valkoiset tai hopeanväriset tekstit ja kuviot ovat siistejä ja huomiota herättäviä.

Mitä voit kaivertaa

Anodisoitua alumiinia on kaikkialla, kun alat kiinnittää siihen huomiota:

• Juomapullot ja termosmukit (monet värilliset ovat anodisoituja)
• Koiran nimilaatat ja henkilötunnisteet
• Käyntikorttien aihiot (saatavana valmiiksi anodisoituina eri väreissä)
• Kannettavien tietokoneiden ja puhelinten kuoret
• Työkalujen kahvat ja laitetarrat
• Palkintolaatat ja nimikilvet

Mikä laser toimii parhaiten?

Diodilaserit ovat itse asiassa parempi valinta anodisoidulle alumiinille. 445nm:n aallonpituus imeytyy tehokkaasti värilliseen anodisointikerrokseen. 5-10W:n diodilaser hoitaa tämän työn erinomaisesti.

CO2-laserit voivat myös merkitä anodisoitua alumiinia, mutta tulokset ovat yleensä vähemmän siistejä. Pidempi aallonpituus jättää joskus hieman karheamman ja huurteisemman pinnan sileän, kirkkaan paljastuman sijaan. Se toimii, mutta diodi on tässä ensisijainen työkalu.

Anodisoidun alumiinin asetukset

Merkintäaineet: CerMark, LaserBond ja Enduramark

Tässä asiat muuttuvat todella kiinnostaviksi. Merkintäaineilla voit tehdä pysyviä mustia merkintöjä paljaalle, pinnoittamattomalle metallille harrastelaserilla. Ne toimivat sekä CO2- että diodilasereilla.

Näin ne toimivat

Merkintäaineet ovat keraamispohjaisia tahnoja tai suihkeita. Prosessi on yksinkertainen:

1. Levitä metallipinnalle ohut ja tasainen kerros ainetta
2. Anna sen kuivua täysin (yleensä 5-15 minuuttia)
3. Laseroi kuvio suurella teholla ja hitaalla nopeudella
4. Pese ylimääräinen aine vedellä pois

Laserin lämpö sulattaa keraamihiukkaset metallin pintaan ja muodostaa pysyvän mustan sidoksen. Polttamaton aine huuhtoutuu siististi pois. Jäljelle jää tumma ja kestävä merkintä, joka ei naarmuunnu pois, haalistu tai kulu normaalissa käytössä.

Merkintä on aidosti pysyvä. Se kestää astianpesukoneen, ulko-olosuhteet ja tavallisen käsittelyn. Kyse ei ole pinnan päällä olevasta maalista, vaan metalliin kemiallisesti sitoutuneesta keraamisesta materiaalista.

Tuotevertailu

Tätä aluetta hallitsevat kolme päätuotetta:

CerMark on alkuperäinen ja laajimmin luotettu vaihtoehto. Sitä on saatavana suihkeena (LMM-6000) tai tahnana (LMM-6000). Suihke on helpompi levittää tasaisesti, mutta sen peittämän neliötuuman hinta on suurempi. CerMark tuottaa eri metalleille tasaisimman tummat ja yhdenmukaiset merkinnät. Se on myös kallein vaihtoehto, noin $30-40 pienestä suihkepullosta. Pullo riittää pidemmälle kuin voisi odottaa, koska ainetta levitetään hyvin ohut kerros.

LaserBond 100 on suosittu keskihintainen vaihtoehto. Se toimitetaan nesteenä, jonka voi levittää siveltimellä tai suihkuttaa. Tulokset ovat ruostumattomalla teräksellä hyvin lähellä CerMarkia, vaikka jotkut käyttäjät ilmoittavat sen olevan hieman epätasaisempi muilla metalleilla. Sen hinta on alhaisempi ja saatavana on suurempia määriä, joten se sopii hyvin tuotantotyöhön.

Enduramark on edullinen vaihtoehto. Se toimii erityisesti ruostumattomalla teräksellä, mutta merkinnän laatu voi olla epätasaisempi kuin CerMarkilla tai LaserBondilla. Jos olet vasta aloittamassa ja haluat kokeilla metallin merkitsemistä ilman suurta investointia, se on järkevä aloituspaikka.

Levitysvinkit

Tasaiset kerrokset ovat ratkaisevan tärkeitä. Liian paksu kerros ei sulaudu kunnolla. Liian ohut kerros tuottaa laikukkaita ja puutteellisia merkintöjä. Pidä suihkepullo 8-10 tuuman etäisyydellä ja levitä ohut, tasainen sumu. Kaksi ohutta kerrosta on parempi kuin yksi paksu. Levitä siveltimellä käytettävä aine vaahtomuovisiveltimellä ohueksi ja juovattomaksi kerrokseksi.

Anna aineen kuivua täysin ennen laserointia. Kostea aine tuottaa epätasaisia tuloksia ja voi roiskua laserkäsittelyn aikana.

Merkintäaineille parhaiten sopivat metallit

Merkintäaineet toimivat parhaiten seuraavilla pinnoilla:

• Ruostumaton teräs (tämän tekniikan kultainen standardi)
• Titaani (erinomaiset tulokset, suosittu koruissa ja työkaluissa)
• Kromatut esineet (hyvä tarttuvuus)
• Paljas alumiini (toimii, mutta kontrasti on pienempi kuin teräksellä)

Erittäin kiillotetuilla tai hyvin sileillä pinnoilla ne toimivat epävarmemmin. Kevyt hionta 400-karkeuksisella hiekkapaperilla ennen levitystä voi parantaa tarttuvuutta peilipintaisilla metalleilla.

Maalatut ja pinnoitetut metallit

Merkintäaineita ei aina tarvita. Monissa metalliesineissä on jo valmiiksi pinnoite, jonka voit poistaa laserilla kontrastin luomiseksi.

Jauhemaalatut termosmukit ja pullot ovat erittäin suosittuja personoitavia tuotteita. Laser poistaa värillisen jauhemaalipinnan ja paljastaa sen alla olevan ruostumattoman teräksen. Prosessi on sama kuin anodisoitua alumiinia kaiverrettaessa: poistat pinnoitteen etkä merkitse itse metallia. Asetukset ovat samankaltaiset kuin anodisoidulla alumiinilla, mutta tehoa voidaan tarvita hieman enemmän, koska jauhemaalaus on yleensä anodisointia paksumpi.

Maalatut metallikyltit toimivat samalla tavalla. Vintage-tyylisten maalattujen metallikylttien laserointi onnistuu hienosti. Maali irtoaa siististi, ja paljastunut metalli luo hyvän kontrastin erityisesti tummasävyisissä kylteissä.

Pinnoitetut työkalupinnat ovat toinen vaihtoehto. Monissa käsityökaluissa ja puukoissa on mustaoksidi- tai maalipinta, jonka laser poistaa siististi. Näin niihin voi lisätä sarjanumeroita, logoja tai omistajamerkintöjä.

Messinki, kupari ja muut metallit

Alumiinin ja teräksen lisäksi tekijät kysyvät usein muista metalleista. Lyhyt vastaus: työ vaikeutuu, kun pinnat muuttuvat kiiltävämmiksi.

Messinki

Merkintäaineet toimivat messingillä, mutta tulokset ovat epätasaisempia kuin ruostumattomalla teräksellä. Merkintä jää yleensä vaaleammaksi ja voi näyttää enemmän harmaalta kuin mustalta. Parhaan tuloksen saat hiomalla messinkipintaa kevyesti kiillon poistamiseksi, levittämällä CerMarkia, joka toimii kolmesta päätuotteesta parhaiten messingillä, ja käyttämällä teräkseen verrattuna suurempaa tehoa ja hitaampaa nopeutta.

Patinoidun tai antiikkikäsitellyn messingin voi joskus merkitä ilman aineita. Laser poistaa tumman patinan ja paljastaa sen alla olevan kirkkaamman messingin, samalla tavoin kuin maalatuilla metalleilla.

Kupari

Kupari on yksi vaikeimmista metalleista harrastelaserille. Se heijastaa erittäin voimakkaasti sekä CO2- että diodilaserien aallonpituuksia ja johtaa lämpöä nopeasti, mikä vie energiaa pois merkintäalueelta. Merkintäaineet voivat toimia kuparilla, mutta tarvitset enimmäistehon ja erittäin hitaan nopeuden. Tulokset ovat usein vaaleampia ja epätasaisempia kuin teräksellä.

Jos kupari on tärkeä osa tuotevalikoimaasi, tämä on yksi niistä tilanteista, joissa kuitulaserin hankinta alkaa olla taloudellisesti järkevää.

Kulta, hopea ja jalometallit

Merkintäaineilla voi saada tuloksia joihinkin kulta- ja hopeaseoksiin, erityisesti pienemmän karaatin kultaan ja sterlinghopeaan. Tulokset vaihtelevat huomattavasti seoksen koostumuksen mukaan. Jos harkitset korujen lasermerkintää, testaa laajasti hukkapaloilla ennen asiakastilaukseen sitoutumista. Panokset ovat suuremmat, kun raaka-aine maksaa $50+ kappaleelta.

Yleissääntö

Mitä kiiltävämpi ja heijastavampi metalli on, sitä vaikeampi sitä on merkitä. Harjatut tai mattapinnat imevät enemmän energiaa kuin peilipinnat. Jos valitset aihioita erityisesti lasermerkintää varten, valitse aina kun mahdollista satiini- tai harjattu pinta kiillotetun sijaan.

Asetusten viitetaulukko

Nämä ovat lähtöarvoja. Metallin paksuus, pinnoitteen tyyppi, aineen merkki ja oma laserisi vaikuttavat kaikki tuloksiin. Testaa aina ensin.

Turvallisuusnäkökohdat

Metallin merkitsemiseen liittyy muutamia turvallisuusriskejä, joita puun ja nahan kanssa ei ole. Suhtaudu niihin vakavasti.

Merkintäaineiden huurut

Merkintäaineista vapautuu huuruja, kun laser aktivoi ne. CerMark ja vastaavat tuotteet sisältävät metallioksideja ja keraamihiukkasia. Vaikka valmistajat ilmoittavat niiden olevan turvallisia asianmukaisella ilmanvaihdolla, "asianmukainen ilmanvaihto" tarkoittaa oikeaa ulos johtavaa poistojärjestelmää, ei vain avointa ikkunaa. Käytä poistoimuria koko merkintäprosessin ajan ja vielä muutaman minuutin sen jälkeen.

Jos käytät merkintäaineita tuotantomääriä, harkitse metallihuuruille hyväksytyn hengityssuojaimen (P100-suodatin) käyttöä poistojärjestelmän lisäksi.

Heijastavat pinnat

Tämä pelottaa ihmisiä hyvästä syystä. Metalli heijastaa laservaloa, ja heijastunut säde voi vahingoittaa laserin optiikkaa, osua koneen runkoon tai mahdollisesti päästä työskentelyalueen ulkopuolelle. CO2-laserit ovat tälle alttiimpia, koska säteen kulkureitillä on peilejä, jotka heijastunut energia voi vaurioittaa.

Käytännössä riski on suurin täysin tasaisella, peilikiillotetulla metallilla. Kaarevat pinnat, kuten termosmukit ja pullot, hajottavat heijastusta. Anodisoidut ja pinnoitetut pinnat imevät suurimman osan säteestä. Merkintäaine imee säteen levityskohdassa.

Pienennä riskiä välttämällä peilikiillotetun paljaan metallin laserointia, varmistamalla laserin säteen kulkureitin oikea kohdistus ja olemalla koskaan kumartumatta työskentelyalueen päälle laserin ollessa käynnissä.

Silmien suojaus

Käytä aina oman aallonpituutesi mukaisia laserin suojalaseja. Tämä koskee kaikkea laserityöskentelyä, mutta metallin heijastavuus tekee siitä erityisen tärkeää. Kiiltävästä pinnasta heijastunut säde voi osua silmiin odottamattomasta suunnasta. Laserkaiverruksen virheitä käsittelevässä oppaassamme yleisiä turvallisuuskäytäntöjä käsitellään tarkemmin.

Pinnoitettujen metallien ilmanvaihto

Kun poistat metallista maalia tai tuntemattomia pinnoitteita, huurut voivat sisältää yhdisteitä, joita et halua keuhkoihisi. Varmista aina tehokas poistoilmanvaihto, ja jos et tunne pinnoitteen koostumusta, käytä hengityssuojainta ensimmäisen testiajon aikana.

Mitä muuta voit merkitä?

Metallin merkitseminen avaa kokonaisen tuoteryhmän, jonka useimmat harrastelaserien omistajat jättävät väliin. Personoidut ruostumattomasta teräksestä valmistetut termosmukit ovat hyväksi todettu myyntituote. Räätälöidyt koiran nimilaatat ja henkilötunnisteet valmistuvat nopeasti ja myyvät hyvin käsityömessuilla. Kaiverretut työkalut ja puukot ovat mieleenpainuvia lahjoja. Anodisoidusta alumiinista valmistetut käyntikortit näyttävät tyylikkäiltä ja erottuvat paperikorttien joukosta.

Jos haluat tutustua muihin materiaaleihin, laserkaiverruksen nahkaoppaassamme käsitellään toista materiaalia, joka sopii hyvin metallin merkintätyön rinnalle. Monet tekijät tarjoavat sekä metallin että nahan personointia, koska asiakaskunnat ovat suurelta osin päällekkäiset.

Aloittaminen

Aloita anodisoidusta alumiinista. Se on helpoin, anteeksiantavin ja edullisin tapa tutustua metallin merkitsemiseen. Osta verkosta pakkaus anodisoituja alumiinisia koiran nimilaattoja tai käyntikorttien aihioita (ne ovat edullisia), tee muutama testimerkintä asetusten säätämiseksi ja jatka siitä.

Kun anodisoidut pinnat ovat sinulle tuttuja, hanki CerMark- tai LaserBond-suihkepullo ja kokeile ruostumattoman teräksen merkitsemistä. Oppimiskäyrä on hieman jyrkempi, koska aineen levitys lisää yhden työvaiheen, mutta tulokset ovat vaivan arvoisia. Pysyvän mustan merkinnän tekeminen kiillotettuun ruostumattomaan teräkseen näyttää upealta.

Metallin merkitseminen harrastelaserilla on ehdottomasti mahdollista. Sinun on vain ymmärrettävä, mihin koneesi pystyy ja mihin ei, ja toimittava sitten näiden rajojen puitteissa. Tekijät, jotka hallitsevat tämän, saavat lopulta tuotevalikoiman, johon useimmat kilpailijat eivät pysty vastaamaan, koska he olettivat metallin olevan rajattu pois.