Lasersnijmachine voor verschillend materiaal vel

3D Rapid-Prototyping door Laser Cutter

Benodigde materialen:

- Laser snijder en de interface

- Passende ventilatiesysteem

- Golfkarton, grenen, MDF, of acryl plaatmateriaal. Schuimplastic plaatmateriaal

(Polyurethaan, polyethyleen) als en alleen als, sterke ventilatie en filtratie wordt geïnstalleerd.

- Brandblusser en branddeken

- Computer met de juiste software platforms zoals hieronder beschreven

Lasersnijden is inherent een subtractief technologie, het creëren van vormen door het verbranden of verdampen materiaal. Hoewel het oppervlak reliëf kan worden gecreëerd door rastering op verschillende energie-instellingen, lasersnijden is grotendeels niet in staat om 3D-net te producerenvormen, en kan geen structuur is met overhangende geometrie zonder van bevestig. In deze oefening zullen we de laser cutter gebruiken om dit soort van 3D-vormen te produceren door het toevoegen van een additief stap -assembling lagen.

1) individueel of in groepen, het genereren van een 3D-model naar STL-formaat om te gebruiken voor uw vergadering. Modellen moeten een zekere mate van overhang hebben, zodat zelfs vele passages van gevarieerde rasteren ze niet kon produceren. Eenvoudig maar ideaal ontwerpen voor dezeoefening zijn onder andere rechte en visgraat tandwielen, die in een gratis CAD-tool als Sketch Up kan worden getrokken, of gegenereerd met gratis parametrische modelbouwers op sites zoals Ding online hebben gevonden. Tandwielen zijn een voorbeeld van een geschikt model, zoalsrechte tandwielen zijn geen overhangende geometrie en kan op een lasersnijmachine worden gemaakt zonder de noodzaak van gelaagde samenstel

2) Wanneer een kandidaat geometrie is gekozen en in STL formaat, gebruik een snijmachine verzoek om het model te scheiden in gelijkmatig verspreide Z vector dwarsdoorsneden van de lasersnijmachine. Een goede keuze van snijmachine software voor deze specifiekeapplicatie is 123D Make. Gebruik een “gestapelde plakjes” aanpassing van de vorm, zoals het hier getoonde voorbeeld. Met speciaal gebouwde software, zoals 123D Make, andere snijden algoritmen, zoals “in elkaar grijpende plakken” kan ookgeschikt. Gebruik de slice of gereedschap pad visualisatie opties in de door u gekozen software plan hoe u uw lasergesneden lagen assembleren in uw uiteindelijke net shape. Zorg ervoor dat de laagdikte van uw snijmachine overeenkomt met de dikte van devoorraad materiaal zult u het snijden van de lagen uit. Ter referentie, de meeste plooi karton bestand tussen 4 mm en 5 mm dik. Snijden uit een dunner materiaal kan resulteren in hoeft te knippen en monteren van een groot aantal lagenbouw uw object.

3) meenemen gegenereerd vectoren in uw lasersnijmachine interface en zorgen dat snijpaden correct label snijdt en dat elke gewenste markeringen op de lagen (zoals getallen geven de oriëntatie en de montagevolgorde voorlagen) op hun plaats. Zoals altijd, knippen met een schone laser lens en goede filtratie en ventilatie, en aanwezig in geval van brand of noodsituatie elk moment de lasersnijmachine in bedrijf blijven. Knip je lagen, en monteer jemodel.

Discussie: In groepen, overweeg dan het nut van het model (s) die u hebt gemaakt. Daarom zou een dergelijk object te geschieden in een productie context? Zou het van nut zijn voor artistieke of technische ontwerpers? Identificeer de materialen en processen die jezou gebruiken om het creëren van eenleverbare versie van het object dat u door lasersnijden en laag assemblage hebben gemaakt.

In sommige gevallen kan het object dat u hebt gemaakt van golfkarton of andere low-cost sheet voorraad voldoende voor daadwerkelijk gebruik. Objecten passend deze beschrijving zou kunnen zijn snel prototypes, artistieke modellen opzettelijk gebruik van de gelaagdeverschijning, lichtgewicht thuis of op kantoor objecten zoals laptop staat, of zelfs frangibles graag interessant-vormige kauwtabletten huisdier speelgoed. Andere voorwerpen die vaak door stempelen metalen vel (verlichtingsarmaturen, containers, afdekpanelen,etc.) zou kunnen worden gemaakt met de laser cutter door het snijden en passend in elkaar grijpende delen. Sommige ontwerpen kan volledig onhaalbaar voor de productie van de laser cutter, zoals waar het eindproduct moet worden gemaakt van een niet-cutter-veilig materiaal zijn,of wanneer het gewenste oppervlak resolutie geruïneerd laagjeranden, of wanneer die montagestappen is niet rendabel.

Als het proces van het samenstellen van de lagen die zijn gesneden werd geautomatiseerd, hoe zou de beslissing over wat er kan worden gemaakt door deze methode verandering?

Vergelijk en het contrast van de methode van lasersnijden lagen en vervolgens het monteren ze met de verschillende types van 3D-printen u hiermee.

Materialen Selectie:

Hout en papier-gebaseerde materialen

Karton

Common golfkarton is gemakkelijk te snijden met zeer hoge snelheden en gemiddeld vermogen. Rasteropties in alleen de bovenste laag van golfkarton kan worden gedaan op zeer hoge snelheid en zeer laag vermogen. Omdat de op papier gebaseerde producten warmte niet goed uit te voeren,smelten of vervormen, ze hebben zeer lage kans op het bereiken vlampunt weg van de laserspot en ontsteken. De uitzondering hierop is, zoals bij vele materialen wanneer de laservlek verkeerd gericht of als de lucht in het mes nietcorrect ontlucht. Verbranding van koolwaterstoffen zoals cellulose en papierproducten idealiter alleen CO2 en waterdamp vrij. Als de lucht niet voldoende snel wordt vervangen, wordt de verbrandingsreactie onvoldoende zuurstof ontvangten produceren grotere hoeveelheden roet en rook, in plaats van CO2, vertroebeling van de laser en het gebied verder oververhitting. Hoe dikker het karton, hoe moeilijker het wordt om nauwkeurig te snijden zowel de bovenste en ondersteoppervlakken in één passage, de laserspot aandacht verliest dan hogere dikte. Karton is gemakkelijk gemarkeerd zonder verdampen veel materiaal. Als de laser lens vuil en verstrooit de bundel, of onvoldoende zuurstof naar een schone verbranding isonderhavige roet kan worden gevormd en vlek gebieden rond de werking van de laser.

Kurk

Cork bezuinigingen en graveert goed in de meeste gevallen, maar er kunnen problemen, afhankelijk van de tedikte en kwaliteit van de kurk. Dikke kurk of kurken met significante hoeveelheden lijm niet goed te snijden. Door te variëren met power / snelheid instellingen kurk kan groot contrast in gravures variërend van lichtbruin tot zwart van kleur te maken. kurk isook een relatief veilig materiaal om laser gesneden omdat het niet geven een aanzienlijke hoeveelheid rook en is het niet waarschijnlijk dat in brand.

bossen

In het algemeen de meeste houtsoorten laser gesneden en graveren relatief gemakkelijk, maar de houtsoort van invloed op de kracht en snelheid instellingen die nodig zijn om hoge kwaliteit resultaten te verkrijgen. Zachtere houtsoorten zoals balsa verbruiken minder stroom en kan op worden gesnedenhogere snelheden dan een hardhout. Woods dat hogere hars inhoud zoals kersen en elzen bevatten, hebben de neiging om dieper tinten creëren, maar hebben ook een groter potentieel om in brand vliegen. Om het meeste contrast voor gravures, bossen met lichter makentinten en hoog gehalte hars de voorkeur. De meeste hout zal donkere vlekken vertonen op het oppervlak van insnijdingen, maar beperken met beschermlaag plaatsen van een laag tape over het oppervlak tijdens het snijden.

Multiplex en vezelplaat van gemiddelde dichtheid (MDF) niet knippen en graveren zo gemakkelijk als natuurlijk hout omdat ze worden samengehouden met kleefstoffen die hen bij elkaar houden en ze beter bestand tegen lasersnijden. Bovendien zijn sommige van dekleefstoffen voor multiplex en MDF afgeven formaldehyde als ontledingsgas, zodat voorzichtigheid geboden om een ​​goede ontluchting van de gassen te verzekeren. Relatief, MDF is homogener en heeft de neiging te resulteren in meer consistente kwaliteitsnijdt dan multiplex.

Een van de belangrijkste problemen zagen van hout is dat het een natuurlijk materiaal, zodat de resultaten ook kunnen variëren bij verschillende stukken van dezelfde houtsoort. Twee stukken van dezelfde houtsoort kan verschillende tonen, harsgehalte, dichtheden,lijnen korrel en het vochtgehalte. Verschillen in deze variabelen kan de kwaliteit van de resultaten van invloed zijn bij het graveren. Knopen in hout kan kwesties en te creëren. Knopen zijn moeilijker te snijden dan de omringende hout en kan soms voorkomen dat delaser vanaf volledig doorsnijden van het stuk. Knots kan ook leiden tot flare ups die het oppervlak verschroeien en het creëren van donkere gebieden.

Textiles

Kleding

De meeste natuurlijke vezel doekje is gemakkelijk te laser gesneden en graveren. Graveren wordt meestal uitgevoerd met hoge snelheid en een laag stroomverbruik om te voorkomen dat branden door te veel materiaal. Looser stoffen zoals badstof en pluche kan moeilijk te graveren als te zijnhebben ze de neiging om gemakkelijker te branden, omdat de laser nadruk minder wordt verspreid onder de vezelkabels. Fleece, twill, microfiber, polyester, vilt, denim en katoen, zijde en linnen alle knippen en graveren goed, zelfs als sommige verbranding kan optreden langs deranden. Afgezien van polyestervezels, synthetische / kunststofvezels zoals nylon en spandex (polyurethaan) moeten niet gesneden of gegraveerd zijn zij potentiële significante gevaren. Zie de potentieel gevaarlijke stoffen sectie voor meerdetails.

Leather (vermijd synthetisch leer)

Leer is een relatief veilig materiaal om laser gesneden en graveren omdat het lage ontvlambaarheid. Het produceert een slecht ruikende (verbranding van dierlijk vlees), maar niet giftig gas. Leather werkt goed voor het graveren van toepassingen, maar het kan moeilijk zijnbesnoeiing. Leather dikker dan ⅛” ¼” kunnen meerdere passages nodig hebben om volledig te snijden. Terwijl graveren leer, kunnen niveaus van contrast gecreëerd worden variëren van het vermogen en de snelheid instellingen van de laser gesneden. Dit kan typisch variëren van eenmedium om een ​​donker bruin of zwart, afhankelijk van de gebruikte parameters.

Synthetisch leer kan ook gesneden en gegraveerd zijn, maar meestal niet op een hoge kwaliteit van de resultaten. Sommige vormen van kunstleer zijn gemaakt van polyvinyl chloride (PVC), polyurethaan of andere kunststoffen gevaarlijke gassen te creërenals lasergesneden (zie potentieel gevaarlijke stoffen sectie) en TE VOORKOMEN

Metal (alleen etsen)

Laser snijden van metalen is erg moeilijk, omdat de hoge reflectiviteit van metalen zeer krachtige lasers vereist. Evenzo graveren kale metalen wordt afgeraden met een CO2 laser omdat de hoge reflectiviteit van de metalen busweerspiegelen de laser terug in de optiek en schade aan de machine. CO2 lasers meestal niet kunnen markering metaal tenzij wordt bekleed omdat de intensiteit van de bundel te laag. Fiber lasers worden gewoonlijk gebruikt bij het uitvoeren metalgraveren aangezien zij aanzienlijk hogere piek intensiteit dan een CO2 laser.

Ook kan een uitdaging zijn om een ​​goede gravures op kale metalen realiseren, omdat de hoge thermische verminderen het vermogen van de laser te spotten verdampen van het materiaal, wat kan leiden tot lage kwaliteit markeringen. Markering metalen kunnen effectiefwanneer het oppervlak van het metaal bevat een oxide of een bekleding die kan worden geablateerd door de laser blootstellen van het metaal eronder. Dit kan niet alleen meer contrast, maar kunnen ook hogere kwaliteitskenmerken omdat de oxiden enbekledingen niet thermisch geleidend en derhalve nemen de hitte meer lokaal.

Een andere vorm van laser interactie met metalen is bekend als laser annealing, waarbij lagere vermogensinstellingen voor de laser worden gebruikt om oxidatie dat de kleur van het oppervlak te veroorzaken. In dit geval is de laser eigenlijk nietverwijderen materiaal. In plaats daarvan verwarmt ongeveer 20-30 micron van het oppervlak, waardoor een dunne laag van oxidatie die weinig effect op het materiaal onder heeft. Dit werkt alleen met legeringen die een kleurverandering vertonen bij blootstelling aan warmte enzuurstof. Aangebrachte merktekens laser annealing zijn glad aangezien geen materiaal eigenlijk van het onderdeel wordt verwijderd.

De meeste metalen kunnen eenvoudig worden aangebracht met behulp van een CO2 laser met een markering verbinding zoals Cermark (™) dat wordt aangebracht op het oppervlak van het metaal. Wanneer het materiaal wordt lazed, wordt een donkere zwarte vlek sterk gebonden aan het oppervlak in de gewenstepatroon. De markeringen zijn glad en robuust.

Messing

Bare messing kan niet worden gegraveerd met behulp van een CO2 laser vanwege de sterke reflectie. Mark messing met een CO2 laser heeft een coating zodanig worden toegepast met geschilderde messing. In geschilderde messing wordt het oppervlak eerst bedekt met een lak en eenverf coating wordt aangebracht over de lak. De verf wordt dan weg losgemaakt met de laser blootstellen van het koper eronder. De lak wordt voorkomen dat de messing oxideert en houdt het glimmende gedurende langere tijdsperioden. Deep graveren vanmessing kan met een vezellaser.

Roestvrij staal

Lasergravure wordt afgeraden op blote roestvrij stalen oppervlakken als gevolg van de hoge reflectie, maar het kan met behulp van laser gloeien worden gemarkeerd. Laser annealing met een vezellaser is een effectieve methode om contrastrijke markeringenop staal stukken. Laser gloeien van roestvrij staal kan een brede waaier van kleuren, waaronder rood, blauw, groen, bruin en paars door het variëren van de snelheid en de energie-instellingen van de laser vertonen. De tijd tussen laserpulsen (pulsbreedte)Ook is gebleken dat een belangrijke factor in de ontwikkeling van verschillende kleurmarkeringen zijn. De kleurvariaties zijn het resultaat van de vorming van oxiden van de legeringselementen en de dikte van het oxide gevormd, dieafhankelijk van de tijd en temperatuur van het materiaal werd blootgesteld.

Geanodiseerd aluminium

Geanodiseerd aluminium heeft een oxide oppervlaktelaag die heel goed en resulteert etsen in schone, scherpe markeringen zelfs met een CO2 laser. Etsen van geanodiseerd aluminium heeft rook of residu achter. Maar het kan schurend aluminium genererenoxidedeeltjes (een gemeenschappelijk materiaal schuurpapier) de lasersnijmachine beschadigen, dus het moet worden gereinigd na beitsen geanodiseerd aluminium. Naakt aluminium transparante oxiden en is dus moeilijk om laser-uitgloeiing.

Titanium

Een van de belangrijkste eigenschappen van titanium is dat het in hoge mate bestand tegen corrosie. De corrosiebestendigheid afkomstig uit de dunne oxidelagen die zich ontwikkelen op titanium. Zoals het oxydisch oppervlak van geanodiseerd aluminium, de oxidelaagtitanium kan worden weggenomen om hoge kwaliteit gravures vormen. Laser annealing is ook een effectieve werkwijze van titaan omdat verschillende oxiden van Ti gevormd bij verschillende temperaturen. Titanium laser uitgloeiing kan een kleurenbereik vertonenvergelijkbaar met die van roestvrij staal.