Laserový řezací stroj pro různé plachty

3D Rapid-Prototyping by Laser Cutter

Materiály potřebné:

- Laserová řezačka a interface

- Vhodné větrání

- Vlnitá lepenka, borovice, MDF, nebo akrylátová deska stock. Fólie z pěnového plastu nutnosti

(Polyuretan, polyethylen) tehdy a jen tehdy, pokud je nainstalován silné ventilaci a filtraci.

- Hasicí přístroj a hasicí rouška

- počítač s vhodnými softwarovými platformami, jak je popsáno níže

Řezání laserem je ve své podstatě odčítací technologie, vytváření tvarů spálením nebo odpařováním materiálu. Ačkoliv povrchový reliéf může být vytvořen v různých rastrování nastavení napájení, řezání laserem je do značné míry schopny produkovat 3D Čistýtvary, a nelze provádět jakoukoliv strukturu s převislými geometrii bez fixace. V tomto cvičení budeme používat laserovou řezačku k výrobě těchto druhů 3D tvarů přidáním aditiva krok -assembling vrstev.

1) jednotlivě nebo ve skupinách, vytvářet 3D model do formátu STL použít pro montáž. Modely by měly mít určitou míru převis, takže i mnoho průchody pestrou rastrování nemohl jejich výrobě. Jednoduché, ale ideální design pro totoCvičení zahrnují spirálové a rybí kosti kola, které mohou být čerpány ve volném CAD nástroje, jako Sketch Up, nebo vytvořené s volnými parametrických modelářů nalézt na internetové adrese lokalit, jako je věc. Čelní ozubená kola jsou příkladem nevhodného modelu, jak jeČelní ozubená kola mají ne převislé geometrii a mohou být vytvořeny na laserové frézy bez nutnosti polohová montáž

2) Po geometrie kandidát byl vybrán a také ve formátu STL, pomocí aplikace omezovače oddělit modelu do rovnoměrně rozložených Z vektorových průřezů pro laserové řezačky. Dobrá volba výřezu softwaru pro tento specifickýAplikace je 123D Výrobek. Použijte „naskládané plátky“ přibližování svého tvaru, jako jsou například zde zobrazené. S účelových softwaru, jako je například 123D značky, ostatní krájení algoritmy, jako „zámkové plátky“ může být takévhodný. Použijte řezů nebo nástrojové možnosti vizualizace cesta do zvoleného programu plánu, jak budete sestavit své laserem řezaných vrstev do konečného tvaru sítě. Ujistěte se, že tloušťka vrstvy vašeho kráječ shoduje s tloušťkoustock materiál, který bude snížení vrstvy z. Pro srovnání, většina vlnitá lepenka populace pohybuje v rozmezí 4 mm a 5 mm tlusté. Řezání z tenčího materiálu může vést k nutnosti řezu a sestavit velký počet vrstevsestavit objekt.

3) Převeďte generované vektorů do laserové řezací rozhraní, a zajistí, že řezané cesty jsou správně označeny jako řezy a že všechny požadované znaky na vrstvách (například čísla udávající orientaci a pořadí montáže provrstvy), jsou na místě. Jako vždy, střih s použitím čisté čočky laseru a správné filtraci a ventilaci, a zůstávají přítomny hasit požár nebo mimořádné události kdykoli laser fréza je v provozu. Snižte vrstev, a sestavteModelka.

Diskuse: Ve skupinách, zvážit užitečnost model (y), který jste udělal. Proč by takový objekt být provedeno ve výrobním kontextu? Bylo by užitečné pro umělecké nebo technické designéry? Identifikovat materiálů a procesů jeby se použít k vytvořenídodání verze objektu, který se ze strany řezání laserem a montáž vrstvy.

V některých případech je objekt, který učinil z vlnité nebo jiných low-cost plechového může stačit ke skutečnému užití. Objekty montovat tento popis může být rychlé prototypy, umělecké modely záměrně pomocí vrstvenévzhledu, lehké domácí nebo kancelářské předměty, jako je laptop stojí, nebo dokonce frangibles rád zajímavě tvarované žvýkacích pet hračky. Další objekty, které jsou často provedené plechů lisování kovů (svítidel, kontejnery, krycích desek,atd), by mohla být s laserovým nožem řezem a montáž zámkové části. Některé návrhy mohou být zcela neproveditelné pro výrobu na laserové frézy, například jestliže je konečný produkt, musí být vyrobeny z materiálu, který není řezacím-safe,nebo je-li to žádoucí rozlišení povrch znepříjemňují vrstvouhrany, nebo v případě, že montážních kroků není nákladově efektivní.

V případě, že proces sestavování vrstev, které byly řez byl automatizované, jak by se rozhodnutí o tom, co může být touto změnou metody?

Srovnávat a porovnávat způsob laserového řezání vrstev a poté je montáž s různými typy 3D tisku jste si vědom.

Výběr materiálů:

Dřeva a materiálů na bázi papíru

Lepenka

Společný vlnitá lepenka se snadno zkrátit při velmi vysokých rychlostech a střední výkon. Rastrování do jen vrchní list vlnité lepenky může být provedeno při velmi vysoké rychlosti a velmi nízkým výkonem. Vzhledem k tomu, že výrobky na bázi papíru nevedou teplo dobře,taveniny nebo deformují, mají velmi nízké riziko dosažení vyvrcholení od laseru a zapálení. Výjimkou je, stejně jako u mnoha materiálů, v případě, že laserový bod je nesprávně zaměřena nebo v případě, že vzduch v kutru nenísprávně odvětrán. Spalování uhlovodíků, jako je celulóza a papírových výrobků ideálně uvolnit pouze CO2 a vodní páry. Je-li vzduch není vyměněn v dostatečné rychlosti, se spalovací reakce příjem nedostatečný kyslíka bude produkovat zvýšené množství oxidu saze a kouř, místo toho, CO2, zakalení laser a dále přehřátí oblast. Čím silnější je karton, tím těžší to bude přesně řezat horní i dolníplochy v jednom průchodu, jak se laserový bod ztratí fokus přes větší tloušťce. Karton je snadno označen bez odpaření hodně materiálu. V případě, že laser je objektiv znečištěn a rozptyluje světlo, nebo v případě nedostatečné kyslíku pro dvoustupňové spalování jepřítomný, saze mohou být vyráběny a skvrn oblasti kolem provozu laseru.

Korek

střihy a ryje korkové stejně ve většině případů, ale mohou být problémy v závislosti natloušťka a kvalita korku. Tlustý korek nebo korky s významným množstvím lepidlo neřežou dobře. Změnou výkon / rychlost Nastavení korku může vytvořit velký kontrast v rytin v rozmezí od světle hnědé až černé barvy. korek jeTaké relativně bezpečný materiál laserového řezu, protože nevyzařuje značné množství kouře a není pravděpodobné, že hořet.

Les

Obecně většinu typů dřeva laserového řezu a vyrýt relativně snadno, ale druh dřeva ovlivňuje sílu a rychlost nastavení potřebných pro získání vysoce kvalitní výsledky. Měkčí dřeviny, jako balzy vyžadují méně energie a lze řezat naRychlejší než tvrdého dřeva. Woods, které obsahují vyšší obsah pryskyřic, jako je třešeň a olše mají tendenci vytvářet hlubší tóny, ale mají také větší potenciál vznítit. Chcete-li vytvořit největší kontrast rytin lese s lehčítóny a vysoký obsah pryskyřice jsou výhodné. Většina dřeva budou vykazovat tmavé značení na povrchu zářezy, ale to může být omezen použitím ochranný papír ukládací vrstvu pásky na povrchu při řezání.

Překližka a střední hustota dřevovláknitá deska (MDF) nejsou rozseká a rýt tak snadno, jako z přírodního dřeva, protože jsou drženy pohromadě pomocí lepidla, které je drží pohromadě a učinit je více odolný proti řezání laserem. Kromě toho některé zlepidla pro překližky a MDF uvolňovat formaldehyd jako plyn rozkladu, tak je třeba dbát na zajištění správného odvětrání plynů. Pro srovnání, MDF je více homogenní a má tendenci vést k více konzistentní kvalituřezy než překližky.

Jedním z hlavních problémů řezání dřeva je to, že je přirozeně se materiál, takže výsledky se mohou lišit i při použití různých kusů stejného druhu dřeva. Dva kusy stejného druhu dřeva mohou mít různé tóny, obsah pryskyřice, hustoty,obilí linky a obsah vlhkosti. Rozdíly v těchto proměnných může mít dopad na kvalitu výsledků při rytí. Suky ve dřevě může vytvářet problémy stejně. Uzly jsou těžší řezat než okolní dřevo a někdy může zabránitlaserem z úplné proříznutí kusu. Uzlů může také způsobit vzplanutí UPS, které popálit povrch a vytvářejí tmavé oblasti.

textil

Tkanina

Nejpřirozenější hadřík je snadné laserového řezu a vyrýt. Rytí se obvykle provádí při vysoké rychlosti a nízkým výkonem, aby se zabránilo spálení přes příliš mnoho materiálu. Volnější tkaniny, jako je froté a plyše může být obtížné vyrýt asmají tendenci hořet snadněji, protože laser zaměřit se méně rozprostřeny mezi vleky vláken. Fleece, keprové, mikrovlákno, polyester, plst, denim a bavlna, hedvábí a prádlo všeho řezu a vyrýt dobře, i když některé hoření může dojít podélhrany. Kromě polyesterových vláken, syntetická / plastových vláken, jako je nylon a spandex (polyuretan) by neměly být řez nebo ryté, protože jsou potenciálně významné účinky. Viz sekce nebezpečné materiály pro dalšídetaily.

Kůže (vyhnout se umělá kůže)

Kůže je relativně bezpečný materiál laserového řezu a vyrýt, protože má nízkou hořlavost. Vyrábí nepříjemně zapáchajících (spáleného masa zvíře), avšak netoxickém plyn. Kožený funguje dobře pro rytí aplikace, ale to může být obtížnéstřih. Kožený silnější než ⅛” na ¼” může vyžadovat více průchodů, aby se plně snížit. Zatímco rytí kůže, úrovně kontrastu mohou být vytvořeny různé nastavení napájení a rychlost laserového řezu. To může obvykle pohybovat odstředně až tmavě hnědé nebo černé v závislosti na parametrech použitých.

Syntetická kůže může být také broušená a rytá, ale obvykle nepřináší jako vysoce kvalitní výsledky. Některé formy syntetické kůže jsou vyrobeny s použitím polyvinylchlorid (PVC), polyuretan nebo jiné plasty, které vytvářejí nebezpečné plynyPři řezání laserem (viz bod potenciálně nebezpečných materiálů), a je třeba se vyhnout

Kov (Leptání pouze)

Laserové řezání kovu, je velmi obtížné, protože vysoká odrazivost kovů vyžaduje velmi vysoce výkonné lasery. Podobně rytí holé kovy se nedoporučuje s CO2 laserem, protože vysoká odrazivost kovové plechovkyodrážejí laserový zpět do optiky a poškození zařízení. Typicky CO2 lasery nejsou schopné značení kovu, není-li potaženy, protože intenzita svazku je příliš nízká. Vláknové lasery se běžně používají při provádění kovrytí, protože mají podstatně vyšší intenzitu píku než CO2 laseru.

To může také být náročné, aby se dosáhlo dobrých rytiny na holých kovů, protože vysoká tepelná snížit schopnost laseru postřehnout odpařování materiálu, což může vést k označení nízké kvality. Označení kovy mohou být účinnékdyž povrch kovu obsahuje oxid nebo má povlak, který může být ablatované laserem vystavuje kovu pod ním. To může nejen poskytnout větší kontrast, ale může také produkovat vyšší známky kvality, protože oxidy apovlaky nejsou tepelně vodivý a tak absorbovat teplo více místně.

Další forma interakce laseru s kovy, je známá jako laserové žíhání, kde jsou použity nižší nastavení výkonu pro laser způsobit oxidaci povrchu, které změní barvu povrchu. V tomto případě je laser není vlastněodstranit jakýkoli materiál. Namísto toho se ohřívá o 20-30 mikrometrů povrchu, což způsobuje tenkou vrstvu oxidace, která má jen malý vliv na materiál níže. To pracuje pouze s slitin, které vykazují změnu barvy, pokud jsou vystaveny teplu akyslík. Marks provedené laserovým žíhání jsou hladké na dotyk, protože žádný materiál je skutečně odstraněna z části.

Většina kovů mohou být snadno označen použití laseru CO2 se značení sloučeniny, jako je Cermark (™), který je potažen na povrchu kovu. Když se materiál lazed, tmavě černá značka je pevně vázána k povrchu v požadovanévzor, ​​vzorek, model, schema. Značky jsou hladké a robustní.

Mosaz

Holé mosazi nelze ryté použití laseru CO2 vzhledem k jeho vysoké odrazivosti. Pro označení mosazi s CO2 laserem je třeba použít, jako je mosaz s lakovaným povlakem. Lakované mosazi je povrch první pokryta lakem a paknátěr se nanese lak. Barva je pak odstraněna pryč s laserem, která vystavuje mosaznou pod ním. Lak chrání měď z oxidaci a udržuje ji lesklé po dlouhou dobu. Hluboké rytímosaz může být provedeno pomocí laseru vláken.

Nerezová ocel

Laserové rytí se nedoporučuje na holých povrchů z nerezavějící oceli, v důsledku jeho vysoké odrazivosti, ale to může být označen pomocí laserové žíhání. Laserové žíhání laserem vláken je efektivní metoda pro vytváření vysoce kontrastní značenína ocelových kusů. Laserové žíhání z nerezové oceli může vykazovat širokou škálu barev, včetně červené, modré, zelené, hnědé a fialové změnou nastavení rychlosti a výkon laseru. Doba mezi laserových pulsů (šířka pulsu)Bylo také zjištěno, že významným faktorem v rozvoji různých barevných značek. Tyto barevné varianty jsou výsledkem tvorby oxidů z legujících prvků a tloušťky oxidu vytvořeného, ​​které jsouv závislosti na čase a teplotě byl materiál vystaven.

eloxovaný hliník

Eloxovaný hliník má povrchovou vrstvu oxidu, který spočívá v leptání velmi dobře a výsledky v čisté, ostré značení dokonce s CO2 laserem. Leptání z eloxovaného hliníku nezanechává žádné kouř nebo zbytek. Nicméně to může generovat abrazivní hliníkčástice oxidu (běžný materiál v brusným papírem), které mohou poškodit laserovou řezačku, takže by měly být čištěny po leptání eloxovaného hliníku. Holé hliníku mohou tvořit transparentní oxidy, a je proto obtížné laserové žíhání.

Titan

Jedním z nejdůležitějších vlastností titanu je to, že vysoce odolného proti korozi. Odolnost proti korozi pochází z tenkých vrstev oxidu, které se vyvíjejí na titanu. Jako povrch oxidu z eloxovaného hliníku, na oxidovou vrstvutitan může být odstraněna za vzniku vysoce kvalitní rytiny. Laser žíhání je také účinný proces, titanu, protože různé oxidy Ti tvoří při různých teplotách. Titan laser žíhání může vykazovat širokou škálu barevpodobný tomu z nerezové oceli.