Fengo - Účetní kancelář, Kreativní agentura

O tom, co laser s materiálem udělá, rozhoduje především jedno číslo: vlnová délka. Ta určuje, zda materiál paprsek vůbec pohltí. Výkon rozhoduje až o tom, zda lze materiál proříznout, nebo jen označit.

Níže vysvětlujeme, čím se liší řezání od gravírování a značení a proč jeden laser řeže akryl a druhý jím projde beze stopy. Dále: které materiály nesmějí do stroje, co rozhoduje o ceně zakázky a jak připravit soubor, aby se nevrátil k opravě.

Tři různé práce, ne jedna

V rozhovoru o laseru se tato tři slova používají zaměnitelně, znamenají však něco jiného:

• Řezání. Paprsek projde materiálem skrz a rozdělí jej. Úbytek je úplný, po celé tloušťce.
• Gravírování. Paprsek odebere vrstvu materiálu do zadané hloubky. Vznikne prohlubeň, kterou lze nahmatat prstem.
• Značení. Mění se svrchní vrstva: zbarví se, oxiduje, napění, zuhelnatí nebo ztratí barvivo. Materiálu téměř neubývá a povrch zůstává hladký, s výjimkou napěnění, které dává mírně vystouplou značku.

Rozlišení má praktické důsledky. Trvalý nápis na ocelovém štítku vzniká značením, bez zásahu do tloušťky plechu. Na dřevě je značením samo připálení povrchu, tedy zuhelnatění: odstín od světle hnědé po černou se řídí výkonem a rychlostí, opakovatelnost však závisí na druhu dřeva, letokruzích a vlhkosti. Hloubkovou gravuru do dřeva se dělá tehdy, když má být značka hmatatelná nebo zalitá barvou.

Proč vlnová délka rozhoduje o volbě stroje

Materiál musí záření pohltit, aby se s ním vůbec něco stalo. Pokud je odrazí nebo propustí, samotný střední výkon mnoho nezmůže. Není to pravidlo bez výjimek, protože pohltivost roste s teplotou a s intenzitou: kov, který za studena paprsek odráží, jej po vytvoření taveniny pohlcuje výrazně lépe. Odtud zdánlivě podivné chování:

• Kov odráží vlnu 10,6 mikrometru, kterou vysílá plynový laser, a mnohem lépe pohlcuje vlnu blízkou 1 mikrometru. Proto gravírka s plynovým zdrojem, která bez potíží řeže překližku, nezanechá na holé oceli stopu. Kov při této vlně obrábějí až průmyslové stroje s výkonem počítaným v kilowattech, podporované technickým plynem.
• Bezbarvý akryl a sklo jsou pro vlnu blízkou 1 mikrometru průhledné, zatímco při 10,6 mikrometru pohltí veškerou energii ve vrstvě o tloušťce zlomku milimetru. Paprsek vláknového laseru projde akrylovou deskou jako vzduchem.
• Dřevo, papír, kůže a textilie pohlcují tuto vlnu silně, protože pásma kmitů jejich chemických skupin se překrývají s oblastí 10,6 mikrometru, stejně jako pásmo vázané vody.
• Barvivo obrací pravidlo. Černý plast se sazemi pohltí téměř vše, zatímco tentýž polymer v bezbarvém provedení bývá pro paprsek průhledný. Proto se zkouška dělá na odřezku ze stejné šarže, ne na podobném materiálu.

Ze stejného důvodu neexistuje jeden stroj na všechno. Okruh materiálů plyne z vlnové délky a při stejné vlně o výsledku rozhoduje ještě špičkový výkon a délka pulzu.

Typy laserů a co z nich plyne

Vyplatí se znát tři řády. Plynové gravírky používané v reklamě mívají 60 až 150 wattů, vláknové značicí stroje 20 až 50 wattů a stroje, které skutečně řežou plech, začínají od několika set wattů výše a u silnějšího materiálu pracují s výkonem počítaným v kilowattech. Jsou to tři různé třídy zařízení a většina nedorozumění se zákazníkem pramení z jejich záměny.

Vyloučené materiály

Tento seznam k laserovému zpracování nepřijímáme a nejde o výkon odtahu:

• PVC a koženka. Při tepelném rozkladu uvolňují chlorovodík, který s vlhkostí dává kyselinu chlorovodíkovou. Škody přicházejí opožděně: kyselý kondenzát usedá na vedení, optiku a elektroniku a koroze se projeví po týdnech. Zápach není spolehlivý test, protože rozpoznání podle vůně přichází až po expozici.
• Polykarbonát. Není levnější náhradou akrylu. Akryl odpaří čistě a dá leštěnou hranu, polykarbonát hnědne, žloutne a zanechá roztavený okraj.
• Plast ABS. Taví se, místo aby se dělil, a při rozkladu uvolňuje kyanovodík.
• Fluoropolymery. Rozkládají se na vysoce toxické sloučeniny fluoru.
• Polyuretanové pěny a polystyren. Vznítí se už při prvním průchodu paprsku.
• Polyethylen a polypropylen. Taví se a hoří po kapkách, místo aby daly čistou hranu.
• Tlakově impregnované dřevo. Uvolňuje sloučeniny chromu, mědi a arsenu a bývá přineseno jako obyčejné zahradní prkno.
• Lamináty a pryskyřice s halogenovými zpomalovači hoření, skleněné a uhlíkové kompozity. Uvolňují halogenové sloučeniny a prach z vláken ničí optiku a vedení.
• Materiály s neznámým lakem nebo fólií. Do získání informace od dodavatele je považujeme za vyloučené. Vrstva chlorovaného povrchu o tloušťce zlomku milimetru stačí, aby v komoře vznikl kyselý kondenzát.
• Zrcadla, metalizované fólie a zrcadlově leštěné povrchy v plynovém paprsku. Odrážejí jej náhodným směrem a odražený paprsek si zachovává energii. Výhrada se týká plynového zpracování: leštěný kov se značí zdrojem, který tento kov pohlcuje.

Kouř je samostatná věc. Odtah není komfortní větrání, ale součást optické dráhy: částice kouře paprsek pohlcují a rozptylují a usazují se na čočce, čímž stroj začne „slábnout” bez jakékoli změny nastavení. Filtr pevných částic a uhlíkový filtr jsou dvě různé pojistky a jedna nenahrazuje druhou.

Co laser neudělá

Druhou stranou jsou omezení, která při přebírání nejčastěji zklamou:

• Gravura nemá barvu z palety. Barvou je to, co paprsek odhalí nebo zbarví. Značka ve firemních barvách vyžaduje samostatnou operaci zalévání barvou, oceňovanou zvlášť.
• Hrana překližky bude vždy připálená. Mechanismem řezání dřeva je pyrolýza, zuhelnatělá vrstva tedy vzniká vždy. Parametry a přifukováním ji lze zúžit, maskovací páskou omezit usazeninu na povrchu, a zcela zmizí až po ručním přetření hrany, což je samostatná položka v ocenění.
• Hrana není přesně kolmá. Paprsek se nejprve sbíhá a za ohniskem rozbíhá, spára má tedy mírný kužel. V akrylu o tloušťce několika milimetrů činí odchylka desetiny milimetru, u lícování však hraje roli.
• Gravura ve skle není reliéf. Paprsek plynového laseru vyvolá v podpovrchové vrstvě síť mikrotrhlin, které rozptylují světlo a dávají mléčnou stopu. Hloubka je prakticky neřiditelná a přebytek výkonu dává odštěpky, ne hlubší vzor.
• Na eloxovaném hliníku nedochází k úbytku materiálu. Paprsek vypálí barvivo z pórů oxidové vrstvy a dá světlou značku na barevném podkladu. Na hliníku bez eloxu tato metoda nefunguje.
• Trvanlivost závisí na tom, co bylo odhaleno. V eloxové vrstvě a ve žíhané oceli se značka při běžném užívání neotírá, byť brusiva a solné či kyselé prostředí její životnost zkracují. Gravura do laku nebo práškové vrstvy odhalí podklad, na obyčejné oceli tedy otevírá cestu korozi.
• Masivní dřevo není opakovatelné. Barva a hloubka závisejí na hustotě, letokruzích a vlhkosti. Opakovatelnost dává překližka, laminát nebo kov.

Co rozhoduje o ceně

Ocenění laserového zpracování stojí na strojním čase a ten se rozkládá jinak, než napovídá intuice:

• Plná plocha stojí mnohonásobně více než obrys. Gravura čtverce 100 na 100 milimetrů s odstupem linek 0,1 milimetru je asi 100 metrů dráhy hlavy. Obrys tohoto čtverce je 40 centimetrů.
• Obrácení grafiky na negativ, tedy gravírování pozadí místo znaku, může zvýšit náklad více než desetinásobně, ačkoli na obrazovce vypadá návrh stejně.
• Rozlišení je cenová položka. Zdvojnásobení hustoty linek zdvojnásobí pracovní čas a jakmile odstup linek klesne pod průměr stopy, přestane cokoli zlepšovat a začne materiál přehřívat, protože se průchody překrývají.
• Náklad snižuje cenu slaběji než v tisku. Neexistuje náklad formy, který by se rozložil na kusy. Strojní čas se počítá na každý kus zvlášť.
• Hotové předměty vyžadují přizpůsobení a upnutí. Hrnek, pero nebo kryt je jednorázová položka za přípravu přípravku, k tomu čas na založení a vyjmutí každého kusu.
• Dokončení zabere čas, který není vidět. Sejmutí fólie z akrylu, smytí usazeniny z překližky, vytlačení dílů z desky. U drobných dílů jsou to hodiny ruční práce.

Ještě na jedno je třeba upozornit: čerstvě řezaná překližka a kůže si udržují silný zápach spáleniny. Zabalené hned po řezu dorazí k zákazníkovi s ním, proto počítáme odvětrání od několika hodin do jednoho dne do doby realizace.

Jak připravit soubor

Stroj vede paprsek po drahách, produkční soubor se tedy řídí jinými pravidly než soubor pro tisk. To nejdůležitější:

• Řezání je vektor, gravírování bývá rastr. Obrys k řezání musí být uzavřená cesta bez výplně s vlasovou linkou. Plošná gravura pracuje jako tiskárna a přijímá bitmapu.
• Texty v křivkách. Bez nainstalovaného řezu písma podsune počítač stroje jiný a změní se šířky znaků. Převod do křivek soubor zjednoduší, nezbavuje však licenčních podmínek písma: zda je smíte použít v komerčním projektu, plyne z licence, ne z formátu souboru.
• Linka k řezání nesmí mít tloušťku obrysu. Část řídicích jednotek považuje silnější obrys za plochu a gravíruje jej místo řezání. Převod obrysu na objekt je ještě horší, protože z jedné linky udělá dvě cesty a díl se vyřeže dvakrát.
• Barva linky je adresou operace. Řídicí jednotka jí přiřadí výkon, rychlost a pořadí. Barvy zadávejte jako čisté obrazovkové hodnoty, protože převod z tiskového prostoru posune složky a linka přestane trefovat svou operaci.
• Uzavřete obrysy a odstraňte duplicity. Otevřená cesta zanechá nevyřezaný můstek a dvě linky ležící na sobě dají dva průchody paprsku a s nimi připálenou hranu, širší spáru a dvojnásobný čas.
• Měřítko 1:1 a výslovná jednotka. Nejčastější příčinou vrácení zakázky je soubor v jiném měřítku. Typické omyly jsou palcový přepočet a rozdíl v hustotě bodu při exportu.
• Kompenzujte šířku spáry. Paprsek odebere pruh materiálu, obvykle 0,1 až 0,3 milimetru, po polovině z každé strany obrysu. Díl bez kompenzace vyjde menší, otvor větší a spoj na sraz je volný. Šířka se měří na vzorku z konkrétního stroje, protože závisí na materiálu, tloušťce a nastavení ohniska.
• Hlídejte minimální rozměry. Můstek a nejjemnější detail by neměly klesnout pod tloušťku materiálu. Písmena s uzavřenými oky, tedy „o”, „a”, „e” či číslice 8, potřebují můstky nebo šablonové písmo, jinak střed vypadne z desky.
• Bitmapu předávejte ve stupních šedi. Od 300 do 600 bodů na palec v konečné velikosti stačí, výše omezuje průměr stopy. Neposílejte obrazy se ztrátovou kompresí: artefakty se vypálí do materiálu.

Soubor před odesláním prověříte v naší kontrole souboru. Rozdíl mezi vektorovou a rastrovou grafikou vysvětlujeme šířeji v samostatném článku: rastrová grafika proti vektorové.

Co připravit k ocenění

• Materiál a tloušťku, u svěřených předmětů jejich fotografie a rozměry.
• Vektorový soubor v měřítku 1:1, s texty v křivkách a oddělenými operacemi.
• Náklad a informaci, zda je práce jednostranná, nebo oboustranná.
• Očekávaný vzhled hrany: leštěná, matná, připálení přípustné.
• Zda k sobě mají díly lícovat, protože pak je nutná kompenzace spáry.
• Termín, protože na něm závisí, zda lze před výrobou udělat zkoušku na odřezku.

Jak zvolit techniku

Pravidlo, které srovná většinu poptávek:

• Organický materiál, tedy překližka, dřevo, akryl, papír, lepenka, kůže, plsť nebo textilie, a je třeba jej proříznout: plynový laser. Sklo, kámen a keramiku tento laser neřeže, jen povrchově matní.
• Kov, trvalý nápis bez úbytku tloušťky: vláknový nebo diodový zdroj, případně značicí pasta na malé ploše.
• Plná barva, fotografie, přechod: to není úloha pro laser, ale pro tisk.
• Akryl silnější než zhruba patnáct milimetrů, zkosená hrana, kapsy a neprůchozí otvory: frézování. Naopak u vnitřních rohů: laser je vyřeže ostré, fréza v nich vždy zanechá poloměr.
• Materiál obsahující chlor: změna materiálu, bez výjimek.

Shrnutí

Laser není jeden nástroj, ale rodina strojů, které se liší vlnovou délkou a tím i okruhem zpracovávaných materiálů. Volba začíná otázkou, co materiál pohlcuje, a teprve potom se týká výkonu a ceny.

Zkráceně: organický materiál k proříznutí znamená plynový laser, trvalý nápis na kovu vláknový nebo diodový zdroj, plná barva už znamená tisk. Nejčastější zklamání mají tři zdroje: očekávání barvy tam, kde gravura dává jediný odstín, odeslání souboru, který není produkční, a materiál, jehož složení nikdo neověřil.

Plánujete značené předměty, štítky nebo díly z akrylu a překližky? Nahlédněte do naší nabídky laserového gravírování a řezání a do ukázek realizací. Pracujeme s plynovým a diodovým laserem, řežeme tedy a gravírujeme překližku, akryl, kůži, textilie a razítkovou pryž, gravírujeme sklo a keramiku a kov značíme tam, kde má povlak: lak, práškovou vrstvu, elox nebo gravírovací laminát. Nerezovou ocel značíme pastou, na malé ploše. Pošlete návrh a napište, z jakého materiálu má vzniknout, a řekneme přímo, zda je to úloha pro laser, nebo pro jinou techniku.