Od umenia k priemyslu
Tisíce rokov , kovové rytie bolo umenie, umelcovo dielo trvalo veľa času a nehovorilo sa o replikácii produktov. Aj na konci minulého storočia bol pantograf takmer jediným typom zariadenia, ktoré umožňovalo kopírovanie obrazov. Príchod počítačov začal novú éru kovového rytia. Teraz bolo úlohou umelca vytvoriť virtuálny obraz budúceho výsledku v požadovanom programe a proces spracovania materiálu prebrali moderné stroje, ktoré podliehali takmer všetkým materiálom.
Počítačové systémy takmer nahradili pantografy. Vývoj spracovania kovov rotujúcimi nástrojmi a lasermi spôsobil gravírovanie priemyselnou metódou. Manuálna aplikácia obrázkov bola zachovaná vo väčšej miere ako dekoratívne umenie, s jediným rozdielom, že novodobí majstri spolu s tradičnými frézami používajú na použitie obrázkov technologicky pokročilejšie ručné nástroje. Aké zariadenie je to, že sa tak jemné práce tak cenovo dostupné pre priemyselnú výrobu?
Gravírovacie a frézovacie stroje
Toto zariadenie je určené na gravírovanie kovov s rotujúcim rezným nástrojom, upnutým v motorizovanom vretene. Spôsob rotačného gravírovania je veľmi podobný frézovaniu - fréza preniká do požadovanej hĺbky a vytvára drážku, ktorej tvar a rozmery sú určené voľbou samotného nástroja. Rotačné gravírovanie možno vykonávať pomocou jednoduchých pantografov. Ale bola to počítačová kontrola, ktorá robila CNC gravírovacie frézky tak populárne.
Princíp činnosti počítačových strojov je nasledovný: vreteno znižuje rezač na povrch materiálu a program riadi jeho rýchlosť a pohyby v pozdĺžnom a priečnom smere pomocou krokových motorov. Moderné stroje sú vybavené zariadeniami na detekciu povrchu, ktoré umožňujú spracovanie aj nerovnomerných výrobkov s veľmi vysokou presnosťou. Okrem toho takéto ovládanie umožňuje spracovanie kovov v dvoch alebo viacerých prechodoch. Prvý, spravidla robiť hrubé rezanie, a druhý odstrániť otrepy a leštiť povrch.
Stroje sú spravidla vybavené kvapalinovým chladiacim systémom pre rezné nástroje a schopnosťou regulovať rýchlosť otáčania vretena vo veľmi širokom rozsahu. Vďaka tomu prakticky neexistujú žiadne druhy kovov, ktoré by sa nemohli spracovať na gravírovacích a frézovacích zariadeniach. Úlohou je spravidla vybrať frézu, rýchlosť otáčania nástroja a program, ktorý proces vykonáva.
Medzi výhody CNC rotačných strojov patria:
- univerzálnosť vo vzťahu k spracovaným materiálom;
- možnosť hlbokého rytia;
- komparatívna kompaktnosť strojov pre mnohé úlohy;
- nenáročná starostlivosť a čistenie.
Laserové zariadenia
Počítačové laserové gravírovacie stroje pre spôsob ovládania rezného nástroja a procesu spracovania sú v mnohých ohľadoch podobné rotačným strojom. Poskytujú tiež počítačové riadenie, ktoré vysiela signály do pohonov, ktoré pohybujú rezným nástrojom. Hlavný rozdiel spočíva v tom, že namiesto rezačky sa na gravírovanie kovu použije laserový lúč, pomocou ktorého sa časť materiálu odparí. Výsledok vystavenia sa riadi intenzitou svetelného lúča, rýchlosťou jeho pohybu a počtom prechodov. Hlavným rozdielom je, že laserové gravírovanie je bezkontaktný spôsob spracovania kovov.
Zariadenie môže byť rozdelené do dvoch skupín v závislosti od zdroja žiarenia. Do prvej skupiny patria tzv. Lasery v pevnej fáze. Vyrábajú lúč s vlnovou dĺžkou od 810 nm do 1064 nm s nízkym výkonom a používajú sa hlavne na označovanie kovov, kreslenie čiarových kódov, gravírovanie nápisov na kovových reklamných značkách.
Druhá skupina obsahuje silnejšie zariadenia, v ktorých zdrojom žiarenia je zmes plynov. Najpopulárnejšie lasery oxidu uhličitého. Vyrábajú lúč s vlnovou dĺžkou 10 600 nm, ktorý umožňuje gravírovať najširší rozsah materiálov s výnimkou holých kovov bez povlakov. Pretože atómy kovov neabsorbujú žiarenie CO2 laserom, nie je možné zahriatie materiálu v nárazovej zóne bez použitia špeciálnych prípravkov alebo iných povrchových úprav.
V porovnaní s mechanickými procesmi je laserové gravírovanie relatívne mladá technológia, ale vyvíja sa rýchlym tempom. Dnešné stroje sú výrazne rýchlejšie, pohodlnejšie a lacnejšie ako pred niekoľkými rokmi. Snáď najvýznamnejšie inovácie sú šírenie vlákien a hybridné lasery, silnejšie a univerzálne v použití.
Napriek tomu, že moderné laserové stroje schopné odstraňovať veľké množstvá kovu sú stále príliš objemné a drahé, technológia, dokonca aj vo svojej obľúbenej forme, má oproti mechanickému gravírovaniu niekoľko nepopierateľných výhod:
- schopnosť manipulovať s citlivými produktmi mechanického namáhania;
- extrémne vysoké rozlíšenie obrazu;
- schopnosť gravírovať na ťažko dostupných miestach;
- žiadne problémy s opotrebovaním mechanických fréz.
Stroje na rotačné aj laserové gravírovanie, ak sa používajú správne, prinesú vynikajúce výsledky. Produkty ich spracovania sú však také rozdielne, že spôsob gravírovania je možné ľahko rozpoznať podľa ich vzhľadu. Ktorá metóda je lepšia? Samozrejme, že mnoho rytcov má osobné preferencie, ale pravdou je, že obe metódy spracovania každý zaujme svoje miesto pri použití reliéfnych obrazov na kovoch. Existujú úlohy v riešení ktorých sú gravírovacie frézky nevyhnutné. Veľa z nich, s ktorými sa bude laser lepšie vyrovnať. V niektorých prípadoch sa obe metódy navzájom dopĺňajú.