Вступ

Лазерне різання - це процес, під час якого лазерний промінь нагріває матеріал таким чином, що розплавляє або обпалює його, в той час як потік повітря під тиском видуває продукти горіння із заготовки, і, таким чином, вона повністю прорізається. Відповідні верстати називають лазерними різаками. Окрім різання, лазерні різаки також можуть гравіювати, тобто матеріал не прорізається повністю, а лише обробляється його поверхня. Таким чином можна гравіювати на обраному виробі написи або зображення.

Матеріал для різання не повинен бути занадто товстими, зазвичай використовують пластини товщиною кілька міліметрів. Гравіювання також можна наносити лазером на більш товсті об’єкти, якщо вони відповідають обмеженню по висоті верстата. Наприклад, на меблі, кухонні дошки або кулькові ручки з дерев’яною верхньою частиною.

[1] Лазерний різак вирізає форми з дерев’яної дошки (МДФ) – [2] Лазерне гравіювання на дерев’яній дошці

Існує велика кількість різних лазерних різаків, які відрізняються в першу чергу своїми розмірами й потужністю лазера.

Лазерні різаки, які зазвичай є у фаблабах, мають площу обробки приблизно від 30 x 20 см до 70 x 40 см. (Під лабораторіями фаблаб маються на увазі невеликі виробничі приміщення, так би мовити, лабораторії для реалізації творчих цілей.) Для порівняння: формат DIN A3 (типовий розмір дерев’яної панелі для лазерного різання) має розміри приблизно 42 x 30 см, тому він добре підходить для більшості лазерних різаків. Потужність лазера зазвичай становить від 30 до 60 Вт. Такі лазерні різаки можна використовувати, наприклад, для різання та гравіювання тонких панелей з дерева, пластику, прозорого акрилового скла, текстилю, шкіри або картону. Продуктивність таких пристроїв середнього класу зазвичай недостатня для різання металу (алюмінію чи сталі), але їх можна використовувати для гравіювання металу.

[3] Fabulaser Mini – апаратний лазерний різак із відкритим апаратним забезпеченням – [4] Лазерні різаки у лабораторії фаблаб

Існують і потужні промислові лазерні різаки, які здатні різати метали. Однак, оскільки ці верстати дуже дорогі, їх не часто можна знайти у лабораторіях фаблаб, скоріше на великих виробництвах.

Для лазерного різака зазвичай потрібен цифровий графічний файл як вхідний файл, який містить усі лінії різання та зображення для гравіювання. Лінії розрізу повинні бути доступні у вигляді векторної графіки (докладніше про це нижче).

Лазерне різання можна використовувати для виготовлення іменних етикеток або картинок, дисплеїв, декоративних елементів, ювелірних виробів. Лазерне різання також підходить для багатокомпонентних виробів, таких як, наприклад, ящики для зберігання, скриньки для заощаджень або пожертв, іграшки, настільні ігри, головоломки або корпуси для електронних пристроїв. Особливість лазерного гравіювання полягає у виготовленні персоналізованих або індивідуальних виробів, наприклад, з іменами, портретами чи логотипами.

[5] Різні порізані лазером та вигравіювані деталі

Базова основа

Матеріали

Загалом, перед лазерним різанням дуже важливо уточнити, чи взагалі можна обробляти цей матеріал за допомогою лазера, оскільки існують речовини, які під час лазерного різання можуть утворювати випари небезпечні для здоров’я. Більше інформації можна знайти в списку матеріалів нижче та в розділі Безпека.

Ось огляд деяких популярних матеріалів, які підходять для лазерного різання та гравірування:

• Фанерна плита: Фанера є дешевим матеріалом, який дуже легко різати лазером; він підходить для новачків. Найкраще використовувати пластини товщиною приблизно 4 міліметрів. При гравіюванні проявляється внутрішня структура деревини, через що матеріал має цікавий вигляд. Фанера також популярна для різання, її можна придбати в багатьох будівельних магазинах або в Інтернеті. Недоліки: фанера дуже легка, не дуже міцна і може легко ламатися. Крім того, пластини часто дещо нерівні. У проектах, де важлива висока точність (наприклад, з’єднувальні системи тощо), це може спричинити проблеми, тому у такому випадку доцільно використовувати МДФ.
• МДФ: МДФ означає «деревинноволокниста плита середньої щільностіі». МДФ складається з тонких деревних волокон (зазвичай близько 80%), а також клею, води та інших добавок; ця суміш пресується в щільні дошки. Цей спосіб виробництва робить панелі МДФ важчими та стійкішими, ніж фанерні панелі, а також вони дуже плоскі та мають однакову товщину. Плити МДФ товщиною від 2 до 5 міліметрів добре підходять для лазерного різання і гравіювання. МДФ доступний в інтернет-магазинах і коштує трохи дорожче фанери.
• Акрилове скло: Акрилове скло, також відоме як «оргскло» — це прозорий пластик, який дуже легко різати лазером. Існує як безбарвне (повністю прозоре), так і кольорове (напівпрозоре) акрилове скло. Це чудово підходить для оглядових вікон, декорацій, ламп, дисплеїв із світлодіодним підсвічуванням тощо. Щодо його екологічності слід зазначити, що акрилове скло нелегко переробити, на відміну від деяких інших видів пластмас.
• Картон: Не кожен картон можна однаково добре обробити за допомогою лазерного різака, тому слід шукати матеріал, який добре підходить саме для лазерного різання. Оскільки картон дуже легкий і не міцний, він більше підходить для декоративних виробів. Крім того, картон є легкозаймистим, тому слід звернути увагу на якість системи вентиляції в лазерному різаку, особливо ретельно контролювати процес лазерного різання та одразу припинити його, якщо виникне полум’я.
• Текстиль
• Шкіра
• Пробка
• Пластмаси (Пластик): Робота з пластмасою потребує особливо обережного ставлення, оскільки існує багато типів пластмаси, які під час лазерного різання можуть утворювати пари, небезпечні для здоров’я та життя, як, наприклад, ПВХ. Однак є також види пластмаси, які відносно безпечні для різання та гравіювання, наприклад, поліпропілен. Щоправда, в даному випадку теж слід бути обережним і наперед обговорити ваші наміри з колегами по фаблабу або з власником верстату. Деякі полімерні матеріали, наприклад, поліетилен високої щільності, мають тенденцію швидко плавитися після розрізання, тому лазерне різання пластику є складним, але не є неможливим.
• Метал: На великих промислових підприємствах є лазерне устаткування, яке може різати листовий метал. Оскільки лазерні різаки цього типу дуже дорогі, їх нечасто можна знайти у фаблабах. Однак типовий для таких лабораторій лазерний різак має достатню потужність для гравіювання виробів з металу, з алюмінію або сталі.

[6] Лазерне різання та гравіювання акрилового скла та дерев’яної панелі МДФ – [7] Лазерне гравіювання на фанерній панелі; внутрішня структура деревини стає видимою через різну глибину гравіювання

[8] Лазерне різання листового металу: стандартні лазерні різаки середнього класу у фаблабах часто можуть лише гравіювати метали, але для різання металу потрібні дорогі промислові лазерні різаки.

Складові компоненти лазерного різака

Лазерні різаки високої якості мають закритий корпус і витяжну систему. Є також відкриті недорогі лазерні різаки або лазерні гравіювальні машини. Однак з ними потрібно бути особливо обережними, оскільки легко можуть статися нещасні випадки. Фаблаби зазвичай працюють на закритих лазерних різаках з витяжною системою.

Верхня відкидна кришка зазвичай прозора, щоб можна було спостерігати за процесом лазерного різання. Всередині знаходиться робоча поверхня у формі сітки, на яку розміщується пластина, яку потрібно різати. Робочу поверхню можна регулювати по висоті, що дуже важливо для так званого фокусування лазера (регулювання фокусної точки). Лазер відкалібрований таким чином, що він повинен бути на певній фіксованій відстані від заготовки, щоб різати якнайкраще. Щоразу, коли ви використовуєте пластину, товщина якої відрізняється від попередньої, вам слід наново відфокусувати лазерний різак. Деякі лазерні різаки можуть робити це автоматично за допомогою функції автофокусування, в інших вам потрібно використовувати допоміжний або вбудований пристрій фокусування як вимірювач відстані, щоб вручну налаштувати лазерний різак.

Лазерний промінь часто генерується всередині пристрою, перенаправляється через кілька дзеркал і фокусується через лінзи, так би мовити фокусується подібно до окулярів. Лазер побудований таким чином, що він може рухатися по двох осях: в напрямку X (вліво і вправо) та у напрямку Y (вперед і назад).

Деякі лазерні різаки оснащені компресорною системою, яка вдуває повітря в точку лазерного різання. Це зменшує ризик утворення полум’я.

Система вентиляції витягує повітря з робочої зони пристрою під час лазерного різання і виводить відпрацьоване повітря назовні через систему фільтрів. Це запобігає появі неприємних запахів, а шкідливі випаровування фільтруються та виводяться.

Параметри: потужність і швидкість

Лазерне різання має два основних параметри, які є вирішальними для процесу різання, тож перед кожним новим завданням їх треба правильно налаштувати:

• Потужність (у ватах або %): вказує на силу лазерного променю.
• Швидкість (у міліметрах на секунду): вказує, наскільки швидко лазер рухається над виробом.

Якщо лазер рухається повільно, він має більше часу, щоб проникнути в матеріал, тобто глибше врізається у виріб. Якщо він рухається швидко, він може лише обпалити поверхню. Звісно, це також залежить і від потужності лазера. Тому збалансована взаємодія потужності й швидкості може дати різні результати.

Залежно від того, що і як ви хочете вирізати лазером, ці два параметри потрібно встановити по-різному. Тому важливо спочатку уточнити передумови:

• Матеріал: Такі матеріали, як картон, потребують меншої потужності лазера, ніж дерево чи пластик.
• Товщина заготовки: Товщі вироби вимагають більшої потужності лазера, тоді як тонкі пластини – меншої.
• Різання, гравіювання та глибини гравіювання:: При високій потужності або низькій швидкості лазерний промінь проходить через весь матеріал, тобто матеріал розрізається. При малій потужності і високій швидкості обробляється тільки поверхня, тобто, відбувається гравіювання. Глибина і, відповідно, видимість та чіткість гравіювання може змінюватись за допомогою налаштування параметрів. Своєрідного ефекту відтінків сірого можна досягти, зробивши області гравіювання глибшими та плоскішими.

Програмне забезпечення для лазерного різання часто містить попередньо встановлені профілі, у яких вам потрібно лише вибрати, який матеріал і якої товщини ви використовуєте, і чи ви збираєтесь різати або гравіювати. Правильні значення потужності та швидкості зберігаються в профілі і автоматично встановлюються, щойно ви обираєте певний профіль. У деяких виробництвах або керівництвах з експлуатації обладнання є таблиці з рекомендованими значеннями потужності і швидкості.

Однак, якщо ви хочете відхилитися від цього або випробувати раніше неперевірений матеріал (для якого ще не створено профіль), зазвичай потрібно провести кілька тестів, змінюючи значення потужності та швидкості, щоб наблизитися до ідеального результату.

Тестові картки, розроблені для такого тестування матеріалу, можна знайти в Інтернеті. Лазерний різак перевіряє різні параметри за один прохід. Використовуючи готову лазерну тестову картку можна оцінити результат і визначити ідеальні значення.

[9] - [10] Тестові карти для лазерного різання та гравіювання для визначення правильних значень параметрів щодо потужності та швидкості

Ширина різання (проріз)

Під час лазерного різання невелика кількість матеріалу вздовж лінії різання спалюється, випаровується або плавиться. Це призводить до того, що лінії поділу не є «нескінченно тонкими», а мають певну ширину, так звану ширину різання. У багатьох програмах ви також знайдете англійський термін для ширини різання “kerf”, що означає “проріз”. Лінію порізки можна сприймати як канал порізки, тобто між двома частинами пластини є крихітна вузька щілина.

Незважаючи на те, що ширина розрізу ледве помітна неозброєним оком, оскільки часто вона становить лише частки міліметра, важливо про це завжди пам’ятати, особливо, якщо ви, наприклад, робитимете роз’ємні системи (докладніше про це нижче в розділі про З’єднувальні системи), де важливо мати точно підігнані вставні частини.

Щоб отримати уявлення про ширину розрізу, можна виміряти вирізану лазером деталь або отвір штангенциркулем і порівняти показання зі значенням у векторній графіці; таким чином можна визначити, чи є невеликі відхилення. Ширина різання визначається за допомогою різниці між накресленою та виміряною довжиною. Потім це значення можна врахувати як зсув лінії розрізу під час малювання векторної графіки.

[11] Розрізана лазером деталь шириною 40 мм у цьому прикладі має лише 39,75 мм – різниця в 0,25 мм пов’язана з шириною різання. Таким чином, 0,25 мм припадає на кромку порізу: 2 х 0,125 мм

Векторна графіка

Для лазерного різання важливо розуміти концепцію векторної графіки.

Векторна графіка — це комп’ютерна графіка, що складається з основних форм, таких як лінії, кола, багатокутники (багатокутні форми) і криві. Цифровий файл векторної графіки містить усю необхідну інформацію для чіткого відображення графіки, наприклад, положення й довжина ліній або діаметр кіл. Також можна запрограмувати ширину та колір ліній або колір заливки фігур. Тобто, векторна графіка принципово відрізняється від растрової графіки, яка складається з кольорових елементів зображення (пікселів), розташованих у вигляді сітки.

Є дві основні особливості, за якими можна легко відрізнити растрову та векторну графіку:

• Втрата якості при масштабуванні:
  • При збільшенні (наближенні) растрова графіка стає все більш нечіткою, в якийсь момент можна розпізнати лише окремі пікселі
  • Векторна графіка, з іншого боку, завжди залишається чіткою при збільшенні, оскільки лінії та області визначаються не як пікселі, а за допомогою процесу, описаного вище
• Формат файлу:
  • Растрова графіка має такі формати файлів, як JPG/JPEG, PNG, GIF або TIFF.
  • Векторна графіка має такі формати файлів, як SVG, DXF, AI або, за певних умов, PDF.

[12] Векторну графіку можна масштабувати до будь-якого розміру без втрати якості - растрова графіка, навпаки, стає нечіткою та при масштабуванні втрачає чіткість пікселів.

Щоб використовувати графічний файл для лазерного різання, він повинен бути у векторному форматі. Лінії та криві векторної графіки перетворюються на керуючі сигнали для лазерного різака за допомогою програмного забезпечення, причому лазер рухається, вирізаючи кожну лінію та криву. Лазер «знає» початкову та кінцеву точки кожної лінії та кривої й проводить весь процес за ними за один прохід. Це було б неможливо здійснити з растровою графікою на основі пікселів, оскільки програмне забезпечення не може визначити, які пікселі належать до якої лінії.

З іншого боку, для гравюр також можна використовувати растрову графіку. Лазер сканує графіку, рядок за рядком, тобто зверху вниз – кожен рядок зліва направо. Темніші пікселі вигравіювані глибше, яскраві пікселі менш глибокі, а порожні або білі пікселі пропускаються, тобто не гравіюються. Також можна використовувати кольорову графіку, при цьому програмне забезпечення автоматично перетворює її на відтінки сірого.

Формати файлів, як SVG, також можуть містити комбінацію векторної та растрової графіки, де векторні лінії вирізані, а растрова графіка вигравірована, якщо не буде встановлено щось інше.

[13] Приклад графічного файлу SVG - чорні контури є векторними лініями та будуть вирізані лазером, зображення кота є растровою графікою PNG і буде вигравірувано – [14] Готовий результат створено за допомогою лазерного різання та гравіювання з фанерних панелей товщиною 4 мм

У деяких програмах також можна встановити порядок лазерних вирізів, надавши векторним лініям різні кольори або розмістивши їх на різних шарах. Це може бути корисним, якщо, наприклад, ви хочете спочатку вирізати внутрішні лінії, а потім крайні лінії. Якщо почати з крайнього контуру, пластина може трохи нахилитися після першого вирізання. Пізніше вирізані внутрішні лінії та форми можуть бути вирізані зі спотворенням, або ж лазер може взагалі не прорізати всю панель. Тому радимо завжди проводити процес різання в порядку зсередини назовні.

[15] У цій векторній графіці SVG лінії розрізів було створено різними кольорами, щоб дозволити робити розрізи в певному порядку, рухаючись зсередини назовні. Передбачуваний порядок такий: спочатку виріжте червоні лінії, потім сині, чорні і, нарешті, зелені.

Програмне забезпечення

Існує багато різних програм для малювання векторної графіки. В основному таке програмне забезпечення використовується у професійній сфері, через що ліцензії на програмне забезпечення доволі дорогі. Щоправда, є також гарні безкоштовні альтернативи:

Inkscape — популярне безкоштовне відкрите програмне забезпечення для редагування векторної графіки:

• Inkscape: https://inkscape.org

Для малювання та створення растрової графіки також існує багато програм, деякі з яких дуже дорогі. Існують наступні безкоштовні альтернативи:

• Krita: https://krita.org
• GIMP: https://www.gimp.org

Залежно від виробника та моделі лазерного різака потрібно мати спеціальне програмне забезпечення, яке перетворює векторну та растрову графіку на керуючі сигнали та надсилає їх на лазерний різак. Це програмне забезпечення зазвичай постачається разом із лазерним різаком.

Багато лазерних різаків використовують відкрите безкоштовне програмне забезпечення Visicut (https://visicut.org). Програма Lightburn (https://lightburnsoftware.com/) також популярна, хоча й не безкоштовна. Векторну графіку можна малювати за допомогою Lightburn або ж надсилати безпосередньо на лазерний різак. Програма має інші зручні функції, особливо для лазерного різання та гравірування.

Відмінності від інших цифрових методів виробництва

Найважливіша відмінність між лазерним різанням і 3D-друком полягає в тому, що лазерне різання зазвичай набагато швидше, ніж 3D-друк. Тривимірний друк часто може тривати кілька годин, тоді як деталі, вирізані лазером, готові за лічені хвилини. Щоправда, у кожному окремому випадку все залежить від форми та складності. Тож перед тим, як друкувати деталь у 3D, варто подумати, чи можна її також створити за допомогою лазерного різання, за умови, що форма та матеріал це дозволяють більше про це можна дізнатись у базовому навчальному модулі з 3D-друку.

[16] Приклад відмінностей у швидкості 3D-друку та лазерного різання: 3D-друк деталей (два верхніх зображення) загалом зайняв приблизно 2,5 години, а лазерне різання (зображення внизу ліворуч) – лише близько 12 хвилин.

Існують також типові відмінності між лазерним різанням і фрезеруванням з ЧПК. У той час як лазерне різання може створювати лише плоскі деталі однакової товщини (так би мовити, «2D-деталі»), фрезерування з ЧПК також можна використовувати для виготовлення тривимірних форм. Крім того, лазерні різаки можуть різати лише панелі обмеженої товщини, адже залежно від матеріалу, йдеться про товщину від кількох міліметрів до приблизно 1-2 сантиметрів, тоді як значно товщі панелі можна розрізати лише за допомогою фрезерних верстатів з ЧПК. Крім того, багато фрезерних верстатів з ЧПК також можуть обробляти алюміній або аналогічні тверді матеріали, що лазерні різальні верстати робити не в змозі докладніше про це в базовому навчальному модулі фрезерування з ЧПК.

Дизайнерські поради

З’єднувальні системи

Популярним застосуванням лазерного різання є так звані вставні (тобто з’єднувальні) системи, особливо для дерев’яних панелей. Кілька частин мають таку форму, що їх можна з’єднати під прямим кутом одна до одної. Один із способів – вставити сполучний елемент у квадратний отвір. Інший варіант – використання зубчастих країв, за допомогою яких можна з’єднувати коробки або подібні конструкції.

[17] Приклад ящика з висувними шухлядами як вбудованої системи, виготовленої з дерев’яних панелей, вирізаних лазером, товщиною 3 мм – [18] Відповідне векторне зображення

Необхідно переконатися, що сполучні елементи міцно тримаються у відповідному отворі та не є надто вільними. З іншого боку, отвір не повинен бути занадто вузьким, інакше не буде можливості вставити сполучний елемент. Тому також слід враховувати ширину розрізу.

Головне правило полягає в тому, що отвір та сполучний елемент повинні бути намальовані в однакових розмірах, тобто має бути однакова ширина для отвору та сполучного елементу. З іншого боку, висота сполучного елементу залежить від товщини дошки, тому висота отвору має теж дорівнювати товщині дошки. Через технічні можливості лазера отвори будуть трохи ширшими, а сполучний елемент трохи вужчим, ніж на кресленні, тобто, в результаті, виріб буде гарно підігнаний, але буває, що він надто вільний. Також можна зробити з’єднання трохи щільніше і акуратно забити роз’єми гумовим молотком. З’єднувальні системи зазвичай можна послабити та під’єднати кілька разів, але щоразу матеріал дещо зношується, тому з’єднання може бути нещільним. Також можна використовувати клей.

Перш ніж витрачати час і самостійно малювати з’єднувальну (роз’ємну) коробку, можна скористатися наявними програмними засобами:

• Lasercut tabbed box — безкоштовний додаток для Inkscape. Він дозволяє створювати у вигляді векторної графіки довжину, ширину та висоту виробу, а також довжину сполучного елементу та зміщення ширини різання (прорізу) для різних коробчастих виробів. Цю векторну графіку також можна пізніше редагувати в Inkscape.
• «Boxes.py» (https://www.festi.info/boxes.py/). В даному випадку не потрібно встановлювати програмне забезпечення, адже програма працює в браузері. Цей проект, який є у відкритому доступі, пропонує вже готові комплекти параметрів для лазерного різання, куди входить наприклад ящики, шухляди або скрині з кришками. Можна ввести такі параметри, як довжина, ширина, висота та зміщення ширини різання, і, врешті-решт, буде створено векторну графіку SVG, яку можна буде скачати та використовувати безпосередньо для лазерного різання або ж перед цим її ще опрацювати. Деякі комплекти включають також т. зв. гнучкі петлі про це йтиметься далі нижче.

3D CAD і проектування

Замість того, щоб креслити проекти лазерного різання у 2D, ви також можете використовувати програмне забезпечення 3D CAD докладніше про це у базовому модулі з 3D-проектування та CAD. Таким чином, можна спроектувати та представити виріб, що складається з декількох вирізаних лазером частин. Перевага цього методу полягає в тому, що ви можете безпосередньо побачити, як виглядатиме готовий зібраний виріб, адже під час проектування в 2D ви бачите лише окремі частини, і вам потрібно трохи фантазії, щоб отримати уявлення про готовий 3D виріб.

Крім того, таким чином можна спроектувати готові вироби, які містять не лише вирізані лазером деталі, а й, наприклад, деталі, гвинти чи інші елементи, які надруковані на 3D принтері або фрезеровані за допомогою ЧПК.

Багато програм САПР (система автоматизованого проектування і розрахунку), як, наприклад FreeCAD, мають інструменти, які дозволяють спроектувати деталі у 3D, що були змодельовані для лазерного різання, на 2D-площину та експортувати їх як векторну графіку, яку потім можна використовувати для лазерного різання.

[19] Іграшковий автомобіль, змодельований у програмному забезпеченні 3D CAD (FreeCAD) з деталями, надрукованими на 3D та вирізаними лазером. Останні можуть бути спроектовані у 2D векторній графіці (див. малюнок 15 вище).

Гнучкі завіси

Популярною технологією в дизайні лазерного вирізання є т.зв. «гнучкі завіси». Звичайні завіси складаються з декількох компонентів, а гнучкі завіси складаються лише з однієї деталі, тонкостінної в одному або кількох місцях або вузько розрізаної. Гнучкі завіси можна знайти, наприклад, в картонних коробках для яєць або пластикових ланч-боксах.

Гнучкі завіси можна виготовити за допомогою лазерного різання, при якому на виробі робиться багато ліній різу, які знаходяться дуже близько одна до одної та злегка зміщені. Це робить виріб дуже гнучким та дозволяє легко згинати його у цих місцях. Це особливо добре підходить для тонких дерев’яних панелей. Можна також використовувати гнучкі завіси для шарнірів, наприклад, для кришок скрині, або ж для створення заокруглених країв.

[20] Зібрана коробка з вирізаних лазером дерев’яних деталей із гнучкою завісою. – [21] Завдяки певним візерункам можна створити гнучкі завіси.

Завантаження шаблонів

Замість того, щоб створювати власні креслення для різання, можна скористатися готовими шаблонами з Інтернету. Багато веб-сайтів, які насправді більше призначені для 3D-друку, також містять проекти для лазерного різання. Можна знайти їх, ввівши у рядок пошуку «laser cut» або «lasercutting». Докладніше на цю тему йдеться у базовому навчальному модулі Використання 3D-моделей з Інтернету.

Поширені помилки

Поширена помилка початківців під час створення векторних зображень полягає в тому, що лінії розрізу не форматовані належним чином, тож замість різання відбувається гравірування. В залежності від лазерного різака та програмного забезпечення існують певні нюанси, які слід враховувати, аби програмне забезпечення розпізнало лінію як лінію порізки, а не лінію гравірування. Тому перед початком лазерного різання варто ще раз уважно перевірити всі налаштування.

Також іноді трапляється помилка, коли лазерний різак обрізає кожну лінію двічі. Це здебільшого відбувається через подвійні лінії у векторній графіці. Однак, оскільки вони розташовані одна на одній, це не можна побачити на екрані монітора. Аби це уникнути, слід скористатися інструментами програмного забезпечення, щоб перевірити наявність подвійних ліній (наприклад, приховати шари один за одним або видалити випадкову лінію з метою перевірки).

Адже часто буває, що готова деталь не є потрібного розміру, наприклад, вдвічі менша за бажану. Тому слід уважно перевірити розміри векторної графіки, а також перевірити, чи встановлено правильні одиниці вимірювання (наприклад, міліметри, а не дюйми).

Підготовка та процес лазерного різання

Безпека

Лазерний різак є потенційно небезпечною машиною, і її ніколи не можна використовувати без інструкцій чи дозволу. Фаблаби зазвичай проводять інструктажі з техніки безпеки та використання обладнання, які необхідно пройти, перш ніж можна буде на ньому працювати.

При правильній експлуатації не виникає безпосередньої небезпеки для людей. Однак, якщо різак не працює належним чином, наприклад, через пошкодження корпусу, модифікацію, недотримання технології безпеки або через незвичне відбиття й розсіювання лазерного світла, лазерне випромінювання може бути дуже небезпечним, не тільки для очей, але також для шкіри. Лазерне випромінювання від лазерного різака невидиме, і це підвищує ризик. У разі невпевненості слід працювати особливо обережно. У разі виникнення дефектів або незвичайної реакції обладнання, останнє не можна використовувати, а слід повідомити персонал.

При лазерному різанні на оброблюваній панелі часто з’являється яскраво освітлена точка. По можливості не дивіться прямо на це яскраве світло, оскільки воно може пошкодити очі. Окрім небезпеки від самого лазерного випромінювання, існує також ризик пожежі. Важливо переконатися, що вентиляція ввімкнена, а фільтри регулярно міняються, особливо якщо виникає незвичайний запах або дим.

Лазерний різак ніколи не можна залишати без нагляду під час використання. Завжди залишайтеся поруч і стежте за тим, чи не з’являються іскри. Якщо виникають сумніви, роботу слід припинити. Потрібно знати, де знаходиться кнопка блокування пристрою. Багато лазерних різаків розроблено таким чином, що у разі відкриття верхньої кришки відбувається автоматична зупинки роботи. У малоймовірному випадку, якщо спалахне пожежа, завжди слід використовувати вогнегасник з вуглекислим газом. Тому слід знати, де знаходиться вогнегасник і як він працює.

Також важливо знати, які матеріали можна обробляти лазером; це завжди слід уточнювати у персоналу. Деякі види пластика, наприклад ПВХ, ні в якому разі не можна обробляти лазером, оскільки вони виділяють пари, що небезпечні для здоров’я або навіть для життя.

Файл для лазерної обробки

Як описано в розділах вище, для лазерного різання потрібен графічний файл – лінії різання як векторна графіка, гравюри як растрова графіка. Спосіб передачі даних на лазерний різак відрізняється в залежності від типу лазерного різака. Часто потрібне спеціальне програмне забезпечення. Багато програм пропонують функцію, яка обчислює приблизний час виконання, з розбивкою на різання та гравіювання. Перед початком роботи рекомендується перевірити виставлені параметри на предмет того, чи роботу буде виконано правильно. Наприклад, якщо розрахований час для гравіювання є надто високим, а час для різання дорівнює нулю, це може означати, що векторну графіку не було розпізнано.

Підготовка

Основні кроки роботи з лазерними різаками:

• Помістіть виріб в лазерний різак
• За необхідності відрегулюйте висоту та фокус (або, якщо наявний, увімкніть автофокус)
• Перемістіть лазер у правильне положення
• Встановіть правильний профіль (товщина матеріалу та виробу, а також потужність і швидкість)
• Передача графічного файлу
• Розрахувати та перевірити правильність тривалості виконання завдання
• При необхідності перевірте, чи ввімкнена вентиляція
• Запустіть роботу лазера
• Будьте уважні та не відходьте від обладнання та час від часу спостерігайте за процесом

Залежно від моделі лазерного різака деякі дії можуть відрізнятися від наведених вище.

Процес лазерного різання

Зазвичай лазерний різак починає процес з гравіювання. Адже якщо спочатку вирізати деталь, то вона за певних обставин може легко нахилитися, тож подальше гравіювання відбувається на похилій поверхні, і тому не здійснюватиметься належним чином. Потім виконується різання, що набагато швидше, ніж гравіювання.

Після завершення лазерного різання бажано трохи почекати, щоб вентиляційна система могла вивести дим і пари. Потім клапан можна відкрити, а деталі вийняти. Якщо розріз було виконано неправильно, це може бути пов’язано з неправильно встановленим профілем (неправильне налаштування параметрів), нерівністю виробу або з інших причин. Якщо порізи були зроблені лише частково, можна вдруге запустити процес лазерного різання, щоб наполовину готові надрізи були вирізані повністю. Виріб необхідно поставити точно в такому ж положенні як до того (по можливості за допомогою упору на краю) або залишити там, де він є. Крім того, можна наперед налаштувати програмне забезпечення таким чином, щоб лазер двічі робив одну й ту саму дію.

Інформація про ліцензію

Автор: Оскар Лідтке (Oskar Lidtke), https://github.com/orcular-org/

Якщо не зазначено інакше, цей твір ліцензовано в рамках міжнародної Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License (CC BY-SA 4.0).

Див. кращі приклади зазначення Авторства та створення власного твору з ліцензією Creative Commons.

Щодо зазначення Авторства та ліцензії використаних зображень, див. розділ нижче.

Джерела ілюстрацій

[1] CC BY-SA 3.0Laser cutting: Epilog Legend 36EXT cutting 2.5mm wood fibreboard - Image license: CC BY-SA 3.0 - Source: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Laser_cutting_snowflakes.jpg

[2] (no title) - Image license: Unsplash Lizenz - Source: https://unsplash.com/de/fotos/k3CN3UUrCxE

[3] mini_banner.jpg (cropped) - Image license: CC BY-SA 4.0 - Source: https://github.com/fab-machines/Fabulaser-Mini

[4] Lasercutter in einem Fab Lab - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[5] Verschiedene lasergeschnittene und -gravierte Objekte - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[6] Laser cut letter - Acrylic and MDF (cropped) - Image license: CC BY 2.0 - Source: https://www.flickr.com/photos/creative_tools/6981296223

[7] Lasergravur in Sperrholzplatte - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[8] Laser cutting machine - Image license: CC BY-SA 4.0 - Source: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Laser_cutting_machine.jpg

[9] CO2 Laser Test Cut and Engraving Template (cropped) - Image license: CC BY 4.0 - Source: https://www.thingiverse.com/thing:4575909

[10] CO2 Laser Test Cut and Engraving Template (cropped) - Image license: CC BY 4.0 - Source: https://www.thingiverse.com/thing:4575909

[11] (no title) - Image license: CC BY-SA 4.0 - License info for fabacademy.org - Source: https://fabacademy.org/2018/labs/fablabamsterdam/lasercut/group3.html

[12] Vektorgrafik vs. Rastergrafik - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org Adapted/Remixed from: 1.) https://de.wikipedia.org/wiki/Vektorgrafik 2.) https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Zeichen_224_-_Haltestelle,_StVO_2017.svg , 3.) https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Zeichen_224_20px.png Licenses: 1.) CC BY-SA 3.0 , 2.) Public domain , 3.) CC BY-SA 3.0

[13] Cats (Tipu & Dr. Scott) Lasercutting SVG-Datei - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[14] Cats (Tipu & Dr. Scott) Lasercutting Aufsteller - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[15] orcuCar Lasercut SVG file - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[16] orcuCar - 3D-Druck vs. Lasercutting - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[17] PartBox 3mm wood - Image license: CC BY 4.0 - Source: https://www.thingiverse.com/thing:1279926

[18] PartBox 3mm wood - Image license: CC BY 4.0 - Source: https://www.thingiverse.com/thing:1279926

[19] orcuCar CAD (FreeCAD) + 3D printing + laser cutting - Image license: CC BY-SA 4.0 - Author: Oskar Lidtke, github.com/orcular-org

[20] KERF PURSE - Image license: CC BY-NC-ND 2.0 - Source: https://www.flickr.com/photos/augustlang/27519342320/

[21] Parametric Flexible Wood Cut (cropped) - Image license: CC BY-SA 3.0 - Source: https://www.thingiverse.com/thing:461749