آلة القطع بالليزر لورقة المادية المختلفة

3D السريع-النماذج من كتر الليزر

المواد المطلوبة:

- قطع الليزر واجهة

- نظام التهوية المناسبة

- الكرتون المموج، والصنوبر، ويمول، أو الأسهم الاكريليك ورقة. رغوة بلاستيكية الأسهم ورقة

(البولي يوريثين والبولي ايثلين) إذا، وفقط إذا، يتم تثبيت تهوية قوية والترشيح.

- مطفأة الحريق والنار بطانية

- الكمبيوتر مع منصات البرمجيات المناسبة كما هو موضح أدناه

القطع بالليزر هي بطبيعتها تكنولوجيا مطروح، وخلق الأشكال عن طريق حرق أو تبخير المواد. على الرغم من الإغاثة سطح يمكن إنشاؤها من قبل rastering في إعدادات الطاقة المختلفة، القطع بالليزر غير قادر إلى حد كبير لإنتاج شبكة 3Dالأشكال، ولا يمكن إجراء أي هيكل مع يخيم الهندسة دون عن fixturing. في هذا التمرين، سوف نستخدم قطع الليزر لإنتاج هذه الأنواع من الأشكال 3D بإضافة خطوة المضافة -assembling طبقات.

1) بشكل فردي أو في مجموعات، وتوليد نموذج 3D إلى تنسيق STL الاستخدام لالتجميع الخاص بك. يجب أن يكون النماذج حد المتراكمة، حتى أن عدة تمريرات من rastering متنوعة لا يمكن أن ينتج منها. تصاميم بسيطة ولكنها مثالية لهذاتشمل ممارسة حلزونية متعرجة والتروس، والتي يمكن استخلاصها في أداة CAD مجانية مثل رسم لأعلى، أو ولدت مع النماذج حدودي حرة وجدت على الانترنت في مواقع مثل شيء. التروس المهماز هي مثال لنموذج غير مناسب، كماوقد حفز التروس لا يخيم الهندسة ويمكن أن تنشأ على قطع الليزر دون الحاجة لتجميع الطبقات

2) مرة واحدة وقد تم اختيار مرشح هندسة وتقدم في شكل STL، استخدام تطبيق تقطيع اللحم لفصل النموذج في بالتساوي متباعدة crosssections Z ناقلات للقطع الليزر. وهناك خيار جيد من برنامج تقطيع اللحم لهذا محددةالتطبيق هو 123D الصنع. استخدام "شرائح مكدسة" تقريب الشكل الخاص بك، مثل المثال المعروض هنا. مع غرض بناء البرمجيات، مثل 123D الصنع، خوارزميات تشريح أخرى مثل "شرائح المتشابكة" قد تكون أيضامتكافئ. استخدام شريحة أو أداة خيارات مسار التصور في البرامج التي اخترتها لخطة كيف سيتم تجميع الخاص ليزر لقطع الطبقات في شكل صافي النهائي. تأكد من أن سمك طبقة تقطيع اللحم الخاص بك يطابق سمكمخزون المواد سوف تكون قطع طبقات من. للإشارة، فإن معظم الأسهم الكرتون موج ما بين 4mm و 5MM سميكة. قطع من مادة أرق قد يؤدي إلى الحاجة إلى قص وتجميع عدد كبير جدا من الطبقات لبناء الكائن.

3) جعل ناقلات الخاصة بك ولدت في واجهة قطع الليزر الخاص بك، وضمان وصفت أن قطع الطرق بشكل صحيح كما تخفيضات وأن أي علامات المطلوب على طبقات (مثل أرقام إعطاء التوجه والنظام التجمع لطبقات) في مكانها الصحيح. كما هو الحال دائما، وقطع باستخدام عدسة الليزر نظيفة والترشيح السليم والتهوية، وتبقى موجودة للتعامل مع أي حريق أو في حالات الطوارئ في أي وقت القاطع ليزر في العملية. قطع الطبقات الخاصة بك، وتجميع الخاص بكنموذج.

المناقشة: في مجموعات، والنظر في فائدة من طراز (ق) التي قمت بها. لماذا هذا يتم كائن في سياق التصنيع؟ فإنه سيكون من استخدام لمصممي الفني أو الهندسة؟ التعرف على المواد والعمليات لكسوف تستخدم لإنشاءنسخة للتسليم من وجوه كنت قد قدمت من قبل القطع بالليزر والتجمع طبقة.

في بعض الحالات، الكائن الذي جعلت من الأسهم ورقة التكلفة المنخفضة للموج أو غيرها قد تكون كافية للاستخدام الفعلي. كائنات تركيب هذا الوصف قد يكون نماذج سريعة، ونماذج فنية عمدا باستخدام الطبقاتالمظهر، خفيفة الوزن المنزل أو المكتب الأشياء مثل الكمبيوتر المحمول يقف، أو frangibles حتى تحب شكل من المثير للاهتمام، ولعب الحيوانات الأليفة مضغ. غيرها من الأشياء التي غالبا ما تكون مصنوعة من المعادن ختم ورقة (تركيبات الإضاءة والحاويات وألواح التغطية،الخ) يمكن أن يتم مع قاطع ليزر عن طريق قطع وتركيب أجزاء المتشابكة. قد تكون بعض التصاميم غير عملي تماما عن الإنتاج على قطع الليزر، مثل حيث يجب أن يتم المنتج النهائي من مادة غير آمنة القاطع،أو حيث دمر القرار السطح المطلوب من قبل طبقةالحواف، أو حيث بعد أن الجمعية الخطوات ليست فعالة من حيث التكلفة.

إذا كانت عملية تجميع الطبقات التي تم والآلية قطع، كيف سيكون قرار حول ما يمكن أن تقدمه هذا التغيير طريقة؟

قارن بين طريقة طبقات القطع بالليزر ومن ثم تجميعها مع أنواع مختلفة من 3D الطباعة كنت على بينة من.

المواد التحديد:

الخشب والمواد الورقية

ورق مقوى

يتم قطع من الورق المقوى المموج المشترك بسهولة بسرعات عالية جدا وقوة متوسطة. Rastering إلى مجرد ورقة أعلى موج يمكن القيام به بسرعة عالية جدا وطاقة منخفضة جدا. لأن المنتجات الورقية لا تجري الحرارة بشكل جيد،ذوبان، أو تشوه، لديهم خطر منخفض للغاية للوصول إلى اشتعال بعيدا عن بقعة الليزر وإشعال. ويستثنى من ذلك، كما هو الحال مع العديد من المواد، إذا ركز بقعة الليزر بشكل غير صحيح أو إذا كان الهواء في القاطع ليستنفيس بشكل صحيح. احتراق المواد الهيدروكربونية مثل السليلوز والمنتجات الورقية الإفراج مثالي فقط CO2 وبخار الماء. إذا لم يتم تبادل الهواء بسرعة كافية، فإن رد فعل الاحتراق تلقي الاكسجينوسوف تنتج كميات السخام الكربون والدخان زيادة، بدلا من CO2، يعكر الليزر ومزيد من اشتعال المنطقة. وأثخن في الكرتون، كلما كان من الصعب سيكون لخفض بدقة كل من أعلى وأسفلالسطوح في مسار واحد، كما تفقد بقعة الليزر التركيز على أعلى سماكة. ويتميز كرتون بسهولة دون تبخر الكثير من المواد. إذا كانت عدسة الليزر القذرة وينثر شعاع، أو إذا الأوكسجين غير كافية لحرق النظيفةقد يتم إنتاجها الحالي، السخام والمناطق وصمة عار حول عملية الليزر.

فلين

تخفيضات الفلين وينقش بشكل جيد في معظم الحالات، ولكن قد تكون هناك قضايا تبعا لسماكة ونوعية الفلين. الفلين سميكة أو الفلين مع كميات كبيرة من مادة لاصقة لا تقطع جيدا. من خلال تغيير الفلين الطاقة / سرعة إعدادات يمكن خلق التباين الكبير في النقوش تتراوح بين البني الفاتح إلى الأسود في اللون. الفلين هوأيضا مادة آمنة نسبيا لقطع الليزر لأنها لا تنبعث كمية كبيرة من الدخان وليس من المرجح أن الصيد على النار.

الغابة

في معظم أنواع عامة من قطع الخشب الليزر ونقش بسهولة نسبيا، ولكن نوع من الخشب يؤثر على إعدادات الطاقة والسرعة المطلوبة للحصول على نتائج عالية الجودة. الغابة ليونة مثل البلسا تتطلب طاقة أقل، ويمكن خفض فيبسرعة أسرع من الخشب الصلب. الغابة التي تحتوي على محتويات الراتنج أعلى مثل الكرز وجار الماء تميل إلى إنشاء نغمات أعمق، ولكن لديها أيضا إمكانية أكبر لتشتعل فيها النيران. لإنشاء معظم التباين لالنقوش، الغابة مع أخف وزناالنغمات ومحتوى الراتنج عالية هي الأفضل. فإن معظم الغابة تظهر علامات داكنة على سطح التخفيضات، ولكن هذا لا يمكن أن يقتصر استخدام ورقة واقية وضع طبقة من الشريط على السطح في حين خفض.

الخشب الرقائقي واللوح الليفي متوسط ​​الكثافة (MDF) لا قطع ونقش بالسهولة الغابات الطبيعية بسبب احتجازهم معا من المواد اللاصقة التي تحمل بعضهم البعض، وجعلها أكثر قدرة على مقاومة القطع بالليزر. وبالإضافة إلى ذلك، فإن بعضالمواد اللاصقة المستخدمة في الخشب الرقائقي وMDF إعطاء قبالة الفورمالديهايد كغاز التحلل، لذلك يجب توخي الحذر لضمان التنفيس السليم من الغازات الناتجة. نسبيا، MDF هو أكثر تجانسا ويميل أن يؤدي إلى مزيد من نوعية متسقةتخفيضات من الخشب الرقائقي.

واحدة من القضايا الرئيسية قطع الخشب هو أنه عبارة عن مادة طبيعية من النتائج يمكن أن تختلف حتى عند استخدام قطع مختلفة من نفس النوع من الخشب. قطعتين من نفس النوع من الخشب يمكن أن يكون بألوان مختلفة، والمحتوى الراتنج، والكثافة،خطوط الحبوب ومحتوى الرطوبة. الاختلافات في هذه المتغيرات يمكن أن تؤثر على نتائج جيدة عند الحفر. يمكن عقدة في الخشب خلق القضايا أيضا. عقدة هي أصعب لقطع من الخشب المحيطة بها، ويمكن أن تمنع في بعض الأحيانليزر من قطع تماما من خلال قطعة. عقدة يمكن أيضا أن يسبب تفجر التي تجتاح السطحية وإنشاء مناطق مظلمة.

المنسوجات

قماش

معظم الأقمشة المصنوعة من الألياف الطبيعية من السهل قطع الليزر ونقش. عادة ما يتم إجراء الحفر بسرعة عالية ومنخفضة الطاقة لتجنب حرق من خلال الكثير من المواد. الأقمشة مرونة مثل القماش تيري وأفخم قد يكون من الصعب نقش كمافإنها تميل إلى حرق أكثر سهولة لأن أقل نشر التركيز الليزر من بين بلدات الألياف. الصوف، حك، ستوكات، والبوليستر، شعر، الدنيم والقطن والحرير والكتان وجميع قطع وحفر على الخشب بشكل جيد حتى إذا قد تحدث بعض حرق على طولحواف. وبصرف النظر عن ألياف البوليستر، الاصطناعية / الألياف البلاستيكية مثل النايلون ودنة (البولي يوريثين) يجب أن لا تكون قطع أو محفورة كما أنها يمكن أن تكون المخاطر كبيرة. راجع قسم المواد الخطرة المحتملة لأكثرتفاصيل.

الجلود (الجلود الاصطناعية تجنب)

الجلد هو مادة آمنة نسبيا لقطع الليزر ونقش كما فعلت القابلية للاشتعال منخفضة. وتنتج رائحة سيئة (اللحم المحترق الحيوان) ولكن الغاز غير سام. جلدية يعمل بشكل جيد لتطبيقات الحفر، ولكن يمكن أن يكون أكثر صعوبة ليقطع. الجلد أكثر سمكا من ⅛ "ل¼" قد تتطلب يمر متعددة من أجل خفض بالكامل. بينما نقش جلد، ومستويات التباين يمكن إنشاء متفاوتة إعدادات الطاقة وسرعة قطع الليزر. هذا يمكن أن تتراوح عادة منمتوسطة إلى البني الداكن أو الأسود حسب المعايير المستخدمة.

الجلود الاصطناعية ويمكن أيضا أن يكون قطع ومحفورة، ولكن عادة لا تسفر عن النتائج ذات جودة عالية. يتم إجراء بعض أشكال الجلود الاصطناعية باستخدام كلوريد البولي فينيل (PVC) والبولي يوريثين، أو البلاستيك الأخرى التي تخلق الغازات الخطرةعندما قطع الليزر (انظر القسم مواد خطرة) ويجب تجنبها

المعادن (حفر صنع فقط)

الليزر قطع من المعادن من الصعب جدا لأن انعكاسية عالية من المعادن يتطلب الليزر تعمل بالطاقة العالية جدا. وبالمثل نقش المعادن العارية لا ينصح مع ليزر CO2 لأن انعكاسية عالية من العلبة المعدنيةتعكس الظهر الليزر في البصريات وتلف الجهاز. عادة ليزر CO2 ليست قادرة على وضع علامات معدنية إلا إذا تم المغلفة بسبب شدة شعاع منخفض جدا. وتستخدم أشعة الليزر الألياف عادة عند تنفيذ المعادنالنقش كما لديهم أعلى بكثير ذروة كثافة من ليزر CO2.

كما يمكن أن يكون تحديا لتحقيق النقوش جيدة على المعادن العارية لأن الحرارية العالية تقلل من قدرة الليزر على الفور تبخير المواد، مما قد يؤدي إلى علامات جودة منخفضة. يمكن وضع علامات المعادن أن تكون فعالةعندما سطح المعدن يحتوي على أكسيد أو لديه طلاء يمكن أن يكون ذاب بواسطة الليزر تعريض تحت المعدنية. هذا لا يمكن أن توفر سوى المزيد من النقيض من ذلك، ولكن يمكن أن تنتج أيضا علامات عالية الجودة لأن أكاسيد والطلاء لا حراريا موصل وبالتالي امتصاص الحرارة أكثر محليا.

ومن المعروف شكل آخر من أشكال التفاعل الليزر مع المعادن كما الصلب الليزر، حيث يتم استخدام أقل إعدادات الطاقة ليزر للتسبب أكسدة السطح من شأنها أن تغير لون السطح. في هذه الحالة، ليزر لا فعلاإزالة أي مواد. بدلا من ذلك مع ارتفاع درجات الحرارة حوالي 20-30 ميكرون من السطح، مما تسبب في طبقة رقيقة من أكسدة التي لها تأثير يذكر على المواد أدناه. هذا يعمل فقط مع السبائك التي تظهر تغيير اللون عند التعرض للحرارة والأكسجين. علامات التي أدلى بها الصلب ليزر وناعمة الملمس منذ تتم إزالة أي مادة في الواقع من الجزء.

معظم المعادن يمكن أن تكون علامة بسهولة باستخدام ليزر CO2 مع مجمع بمناسبة مثل Cermark (™) التي المغلفة على سطح المعدن. عندما يتم أزيد المواد، والمستعبدين علامة سوداء مظلمة بقوة إلى السطح في المطلوبنمط. علامات على نحو سلس وقوي.

نحاس

عارية النحاس لا يمكن أن تكون محفورة باستخدام الليزر CO2 بسبب الانعكاسية العالية. إلى علامة النحاس مع ليزر CO2 طلاء يحتاج ليتم تطبيقها كما هو الحال مع النحاس المطلي. في النحاس رسمت وغطت سطح لأول مرة في ورنيش وبعد ذلكيتم تطبيق الطلاء طلاء على ورنيش. ثم ذاب الطلاء بعيدا مع الليزر تعريض تحت النحاس. ورنيش يمنع النحاس من المؤكسدة ويحافظ عليه لامعة لفترات طويلة من الزمن. النقش العميقويمكن أن يتم من النحاس الأصفر مع ليزر الألياف.

الفولاذ المقاوم للصدأ

لا ينصح الليزر النقش على أسطح الفولاذ المقاوم للصدأ العارية بسبب انعكاسية عالية، ولكنها يمكن أن تكون علامة باستخدام الصلب الليزر. الليزر الصلب مع ليزر الألياف وسيلة فعالة لخلق علامات عالية التباينعلى قطع الصلب. الليزر الصلب من الفولاذ المقاوم للصدأ يمكن أن يحمل مجموعة واسعة من الألوان بما في ذلك الأحمر والأزرق والأخضر، البني، والبنفسجي من خلال تغيير إعدادات السرعة والقوة من الليزر. الوقت بين نبضات الليزر (عرض النبضة)كما تم العثور على أن تكون عاملا هاما في تطوير مختلف علامات اللون. الاختلافات اللون هي نتيجة لتشكيل أكاسيد من عناصر صناعة السبائك وسمك أكسيد تشكيلها، والتي هيتعتمد على الوقت ودرجة الحرارة تعرضت المواد ل.

المنيوم متأين

الألمنيوم يحتوي على الطبقة السطحية أكسيد أن يحفر بشكل جيد للغاية ويؤدي إلى علامات نظيفة ونقية حتى مع ليزر CO2. الحفر من الألمنيوم لا يترك أي دخان أو بقايا. ومع ذلك فإنه يمكن أن تولد الألومنيوم جلخجسيمات أكسيد (مواد مشتركة في الصنفرة) التي يمكن أن تلحق الضرر قاطع ليزر، لذلك يجب تنظيف بعد الحفر الألمنيوم. عارية الألومنيوم يمكن أن تشكل أكاسيد شفافة، وبالتالي فهي من الصعب أن يصلب الليزر.

التيتانيوم

واحدة من أكثر الخصائص الهامة من التيتانيوم هو أنه يقاوم التآكل العالية. وتأتي المقاومة للتآكل من طبقات رقيقة أكسيد التيتانيوم التي تضع على. مثل سطح أكسيد الألمنيوم، وطبقة من أكسيديمكن أن يكون ذاب التيتانيوم لتشكيل النقوش ذات جودة عالية. الليزر الصلب هو أيضا عملية فعالة على التيتانيوم بسبب أكاسيد مختلفة من تي تشكل عند درجات حرارة مختلفة. الصلب التيتانيوم الليزر يمكن أن يحمل مجموعة من الألوانمماثلة لتلك التي من الفولاذ المقاوم للصدأ.