O grawerowaniu metali

Na początek najważniejsza uwaga: typowym laserem CO2 nie można grawerować metalu.

Niestety to prawda. Po cóż więc mówimy tu o grawerowaniu laserowym metali ? Bo metal jest często używanym materiałem grawerskim.
Skąd bierze się ta sprzeczność?
Zazwyczaj grawerowanie polega na wykonaniu zagłębienia w materiale, tworzącego rysunek. W przypadku lasera CO2 jednak nic takiego nie ma miejsca. Laser tego typu (używany w zakładach usługowych) nie pozostawia właściwie śladu na powierzchni metalu. Najwyżej przy użyciu dużej mocy i bardzo wolnej pracy można zobaczyć jakieś ledwo widoczne cienie rysunku.
Wynika to z faktu że promieniowanie o długości fali stosowanej w laserach CO2 nie jest absorbowane przez atomy metali.
Słabe efekty widoczne na powierzchni niektórych metali to rezultat oddziaływania na zanieczyszczenia zawarte w metalu.
Aby wykonać jakiś widoczny ślad na metalu konieczne jest uzycie innej długości światła laserowego. Laserem który zostawia dobrze widoczne ślady na metalach jest laser typu YAG. Jak na razie ten typ lasera jest bardzo rzadko stosowany w usługach. Wynika to z bardzo wysokiej ceny oraz ograniczenia możliwości pracy tylko do metali i niektórych tworzyw sztucznych. Laserami YAG nie da się grawerować szkła, drewna, skóry, pleksy i większości materiałów uzywanych w grawerowaniu laserami CO2.

Ale wracając do grawerowania metali laserem CO2...
Jest kilka rodzajów metali które mogą być używane do laserowego grawerowania lub znakowania. Mimo że nie jest to prawdziwe grawerowanie, to powstaje na metalu rysunek - a o to przede wszystkim chodzi.

Mosiądz

Zasadniczo są dwa rodzaje powlekanego mosiądzu. Jeden jest oznaczany jako "laserable" czyli zdatny do obróbki laserem, drugi nie ma tego oznaczenia.
Najistotniejsza różnica polega na tym, że ten pierwszy jest dokładnie polerowany przed powlekaniem lakierem. Taki metal jest malowany cienką warstwą lakieru na rozmaite kolory, jednolite lub np. marmuropodobne. Laser usuwa z metalu warstewkę lakieru. Po zdjęciu laserem lakieru uzyskuje się pięknie błyszczącą powierzchnię liter. Trzeba jednak dokładnie ustawić parametry pracy maszyny. W przeciwnym razie krawędzie liter będą rozmyte i nieostre.

W tym drugim wypadku - mosiądzu zwykłego- powierzchnia jest często matowa, mało atrakcyjna, można go używać do grawerowania mechanicznego. Poza tym różnią się ceną. Zwykły mosiądz kosztuje (w USA) ok 5-5$ za arkusz, natomiast ten "laserable" - 20$.

Stal mosiądzowana

Ze względu na cenę mosiądzu, wymyślono rzecz prostą - blachę stalową powleczoną galwanicznie mosiądzem i lakierowaną. Ponieważ laser i tak nie zagłębia się w metal, nie ma znaczenia że warstewka mosiądzu jest niezwykle cienka. Efekt jest taki sam jak z prawdziwym polerowanym mosiądzem, a cena rzędu 5$.

Aluminium

Zwykłe aluminium często jest powlekane lakierem. Nadaje się do grawerowania laserem, gdyż laser usuwa warstewkę lakieru pokazując jasny metal.

Przy jego grawerowaniu często występuje (w sposób dość niespodziewany) efekt lekkiej mgiełki osadającej się na grawerowanej powierzchni, psującej nieco efekt. Nie pomaga jej usunąć nawet drugie przejście laserem. Po prostu trzeba się z tym pogodzić.

Aluminium anodowane

Ten rodzaj aluminium jest łatwo i bezproblemowo grawerowany laserem. Na powierzchni tego metalu jest cieniutka warstwa tlenku aluminium. I właśnie ta warstewka zmienia swoje właściwości. Nie jest usuwana, ale zmienia właściwości. Daje to efekt zmiany koloru na białosrebrny, matowy, satynowy. Na typowym aluminium - w szarym kolorze- nie jest to może zbyt kontrastowe (ale czasem daje ładny biały rysunek). Dostępne są arkusze aluminium anodowanego w kilku kolorach np. niebieskie, zielone, czarne, czerwone, złote. I na nich efekt jest czysty i kontrastowy. Tutaj również czasami występuje efekt szarej mgiełki osadzającej się na grawerowanym obrazie.
Materiał ten ma wiele zalet, m.in. nadaje się do zastosowań zewnętrznych.

Często spotyka się wyroby z anodowanego aluminium, np. części rowerowe, motoryzacyjne, AGD, sportowe, artykuły reklamowe. Są one bardo dobrym materiałem do grawerowania.
Obok widać przykład czarno anodowanej piasty rowerowej z grawerowanym logo, oraz wizytownik aluminiowy.
Na alumnium srebrnym (czystym metalu) kolor grawerki jest biały, kontrast nie jest najlepszy a często gubią się bardzo drobne szczegóły. Lepiej więc nie nastawiać się na wygrawerowanie drobnych detali, cienkich lini i małych liter.
O wiele lepsze efekty uzyskuje się na aluminium anodowanym na inne kolory.

Ponieważ laserowa grawerka na aluminium jest biała, wymyślono materiały które pozwalają ominąć to ograniczenie. Przykładem może być Alumax lub Alumamark . Jest to aluminiowa blacha, anodowana i specjalnie wykończona tak, że uzyskuje się czarny kolor grawerki, kontrastowy i mocny, pozwalający na uzyskanie drobnych detali. Przy odpowiedniej manipulacji parametrami lasera można uzyskać na niej odcienie i kolory od ciemnożółtego przez sepię do głębokiej czerni.

Przy grawerowaniu metali stosuje się w zasadzie ten sam schemat ustawień lasera: mało mocy i dużo prędkości. Przy czym moc musi być dokładnie dobrana, tak aby tylko odparować warstewką powlekającą. Zbyt wiele mocy spowoduje powstanie mikrokropelek metalu unoszących się nad jego powierzchnią, które rozpraszają świało lasera i powodują nieostre brzegi rysunku, i nieregularne przyciemnienie niektórych jego fragmentów.

Cerdec, Thermark

Wydawać by się mogło, że nie ma sposobu aby laserem CO2 znakować stal nierdzewną czy inny niepowlekany metal.
Niemniej ostatnio pojawił się cały szereg środków które pozwalają na znakowanie na takich materiałach.
Thermark jest dostępny w sprayu, w płynie i w postaci taśm samoprzylepnych. Jest kilka rodzajów przeznaczonych do różnych metali i różnych rodzajów powierzchni. Więcej informacji o tych środkach można znaleźć: lasermedia

Powierzchnię metalu powleka się warstewką Thermarku w sprayu (górne zdjęcie) Po wysuszeniu można zabierać się za grawerowanie. Promień lasera jakby wbija jego cząstki w metal. Tworzą one coś w rodzaju ząbków trwale łączących się z metalem. Powstaje nieusuwalny rysunek w czarnym kolorze lekko wypukły ponad powierzchnię metalu. Niestety rozdzielczość takiego rysunku nie jest zbyt wielka (można by porównać do wydruku z drukarki laserowej 250-300 dpi). Nie można więc uzyskać drobnych detali liter i grafiki. Ponadto koszt Thermarku jest dość wysoki, co przekałda się na koszt usługi.
Warunkiem dobrego efektu jest nałożenie bardzo cienkiej i równomiernej warstewki Thermarku. Powinna być tak cienka że aż prawie przeźroczysta - jakby mgiełka na metalu.
Nie każda powierzchnia nadaje się do znakowania tym środkiem. Czasem zdarzało się że pomimo teorii o nieusuwalnym wiązaniu z metalem, wystarczyło mocniej potrzeć, aby rysunek zniknął. I nie pomagaly żadne kombinacje z mocą i prędkością. Ale w wielu zastosowaniach jest to całkiem dobre rozwiązanie - tylko nauczony doświadczeniem wolę spróbować na przyniesionym przez klienta materiale zanim powiem że da się na nim trwale wygrawerować.