Cięcie laserowe maszyna do innego arkusza materiału

3D Rapid-Prototyping przez Laser Cutter

Potrzebne materiały:

- nóż i laserowy interfejs

- Odpowiedni system wentylacyjny

- Tektura, sosna, MDF, akryl lub blacha. folia z tworzywa sztucznego Zdjęcie

(Poliuretan, polietylen), wtedy i tylko wtedy, gdy jest zainstalowana wentylacja silne i filtracji.

- Gaśnica ogień i koc

- Komputer z odpowiednich platform oprogramowania, jak opisano poniżej

Cięcie laserowe jest z natury subtraktywnymi technologii, tworzenia kształtów poprzez spalanie lub odparowanie materiału. Choć ulga powierzchni może być utworzony przez rastrowy przy różnych ustawieniach zasilania, cięcie laserowe jest w dużej mierze w stanie produkować siatki 3Dkształty i nie można dokonać dowolną konstrukcję ze zwisających geometrię bez ustalanie. W tym ćwiczeniu użyjemy wycinarki laserowej do produkcji tych rodzajów kształtów 3D przez dodawanie dodatkowego etapu -montaż warstw.

1) indywidualnie lub w grupach, generowanie modelu 3D w formacie STL do wykorzystania na swoim zespole. Modele powinny mieć pewien stopień zwis, tak że nawet wielu przebiegi zróżnicowanej rastrowy nie mógł ich produkować. Proste, ale idealne wzory dla tegoćwiczenia obejmują śrubowe i jodełkę przekładnie, które mogą być wykorzystane w wolnym narzędzia CAD jak Sketch Up, lub wytworzone z wolnymi parametrycznych modelarzy znaleźć w Internecie na stronach takich jak Thing. koła zębate walcowe o zębach prostych są przykładem nieodpowiedniego modelu jakokoła zębate czołowe nie mają zwisające geometrię i mogą być tworzone na noża laserowego bez konieczności montażu warstwowym

2) Po geometrii kandydat został wybrany i wykonana w formacie STL, użyć aplikacji krajalnicy oddzielenie modelu na równomiernie rozłożonych przekrojów Z wektora noża laserowego. Dobrym wyborem oprogramowania krajalnicy do tej konkretnejAplikacja jest 123D Producent. Użyj „ułożone plasterki” przybliżenie kształtu, takiego jak na przykład pokazane tutaj. Z przeznaczenia zbudowany oprogramowania, takich jak 123D marki, innych algorytmów skalowania, takie jak „zazębiających plasterki” może być równieżodpowiedni. Użyj wycinka lub narzędzie opcje wizualizacji ścieżka w wybranym oprogramowaniem do planu, jak będzie zainstalować warstwy laserowej pokroić w swoim ostatecznym kształcie netto. Upewnij się, że grubość warstwy Twojego krajalnica pasuje grubościzapas materiału będziesz cięcia warstw z. Dla porównania, najbardziej corrugate tektury stock wynosi 4mm i 5mm grubości. Cięcia z materiału cieńszego może powodować konieczności cięcia i montażu bardzo dużą liczbę warstwskonstruować swój obiekt.

3) doprowadzenie wygenerowanych wektorów do interfejsu laserowym urządzeniem tnącym, oraz zapewnienie, że ścieżki cięcia prawidłowo oznaczone jako nacięcia, a dowolne oznakowania na warstwach (na przykład numery dając orientację i kolejność montażu dlawarstwy) znajduje się w miejscu. Jak zawsze, cięcie przy użyciu czystej soczewki lasera i właściwego filtracji i wentylacji, i pozostają obecne do czynienia z każdego pożaru lub zagrożenia każdej chwili wycinarka laserowa jest w eksploatacji. Obniżyć warstwy i zainstalowaćModel.

Dyskusja: W grupach, należy rozważyć przydatność modelu (s) dokonaniu. Dlaczego miałby taki obiekt być wykonane w kontekście produkcyjnym? Byłoby użyteczne dla projektantów artystycznych lub technicznych? Identyfikacji materiałów i procesówbyłoby użyć do utworzeniaZadanie wersja obiektu został wykonany przez cięcie laserowe i montażu warstwy.

W niektórych przypadkach, obiekt został wykonany z pofałdowanego lub innego taniego blachy magazynie mogą być wystarczające do faktycznego wykorzystania. Przedmioty dopasowane ten opis może być szybkie prototypy, modele artystyczne celowo używając warstwowawygląd, lekkie domu lub biurze obiekty, takie jak laptop stoi, czy nawet frangibles lubią ciekawie ukształtowanych żucia zabawki dla zwierząt. Inne przedmioty, które są często dokonywane przez blach tłoczenia (opraw oświetleniowych, pojemników, paneli osłonowych,etc) mogą być wykonane z noża laserowego przez cięcia i montażu elementów blokujących. Niektóre projekty mogą być całkowicie nieosiągalne dla produkcji na noża laserowego, takie jak, gdzie produkt końcowy musi być wykonana z materiału non-tnącego-safe,lub w których pożądana rozdzielczości powierzchni zniszczony przez warstwękrawędzie lub gdzie po montażu etapów jest nieopłacalne.

Jeśli proces montażu warstwy, które zostały zredukowane zostało zautomatyzowanych, w jaki sposób decyzja o tym, co może być dokonane przez tę zmianę metody?

Porównać i metody warstw cięcia laserowego, a następnie złożenie ich z różnymi rodzajami Drukowanie 3D jesteś świadomy.

Wybór materiałów:

Drewno i materiały w formie papierowej

Karton

Wspólna tektura falista jest łatwo ciąć przy bardzo wysokich prędkościach i średniej mocy. Rastrowy się tylko górny arkusz tektury fali może być wykonane w bardzo wysokiej prędkości i bardzo małej mocy. Ponieważ produkty papierowe nie dobrze przewodzą ciepło,stopu, lub deformować, mają bardzo niskie ryzyko dotarcia zapłonu od plamki lasera i zapłonu. Wyjątkiem od tej zasady jest, podobnie jak w przypadku wielu materiałów, jeżeli plamka lasera jest nieprawidłowo skupia czy powietrze w nóż nie jestprawidłowo odpowietrzona. Spalania węglowodorów, takich jak celuloza, w produktach papierowych idealnie zwolnić jedynie CO2 i pary wodnej. Jeżeli powietrze nie jest wymieniana w dostatecznej szybkości reakcji spalania otrzyma niedobór tlenui wytwarzające zwiększone ilości sadzy i dymu, zamiast CO2 zmętnienie lasera i dalsze przegrzanie powierzchni. Im grubsza jest karton, tym trudniej będzie dokładnie cięte górze i na dolepowierzchnie w jednym przebiegu, jak plamka lasera traci ostrość na wyższym grubości. Tektura jest łatwo oznaczone bez odparowania dużo materiału. Jeżeli soczewka lasera jest brudna i rozprasza wiązkę, czy niedobór tlenu czystego spalania jestobecny, sadzy mogą być produkowane i obszary plam wokół pracy lasera.

Korek

Kawałki i graweruje korkowe oraz w większości przypadków, ale nie mogą być problemy w zależności odGrubość i jakości korka. Gruby korek lub korki ze znaczną ilością kleju nie wyciąć dobrze. Zmieniając prędkość zasilania / Ustawienia korek może stworzyć wielki kontrast w rycin różnym od jasnobrązowego do czarnego koloru. korek jestrównież stosunkowo bezpieczny materiał do cięcia laserowego, ponieważ nie emitują znaczne ilości dymu i nie jest prawdopodobne, aby zapalić.

Las

Na ogół większości rodzajów drewna laserowego cięcia i grawerowania stosunkowo łatwo, ale rodzaj drewna ma wpływ na ustawienia mocy i prędkości niezbędnych do uzyskania wysokiej jakości wyników. Łagodniejsze lasy takie jak balsa wymagają mniej energii i mogą być cięte naszybsze prędkości niż w przypadku drewna. Woods, które zawierają wyższe zawartości żywic, takich jak wiśnia i olchy mają tendencję do tworzenia głębszych dźwięków, ale również mają potencjał większej zapalić. Aby stworzyć najbardziej kontrast ryciny, lasy z zapalniczkitonów i wysokiej zawartości żywicy są korzystne. Większość Woods będzie wykazywać ciemne znaki na powierzchni cięcia, ale może to być ograniczone za pomocą papieru ochronnego umieszczenie warstwy taśmy, na całej powierzchni podczas obróbki.

Sklejka i płyta pilśniowa średniej gęstości (MDF) nie wycinać i grawerować tak łatwo, jak naturalnego drewna, ponieważ są utrzymywane razem przez klejów, które utrzymują je razem i uczynić je bardziej odporne na cięcia laserowego. Ponadto, niektóre zKleje stosowane w produkcji sklejki i płyty MDF wydzielają formaldehyd jako gazu rozkładu, to należy zachować ostrożność w celu zapewnienia właściwej wentylacji gazów wytworzonych. Stosunkowo MDF jest bardziej jednorodna i ma tendencję do dawania bardziej stałej jakościCięcia niż sklejki.

Jedną z głównych kwestii cięcia drewna jest to, że jest to naturalny materiał, więc wyniki mogą się zmieniać nawet podczas korzystania z różnych elementów tego samego rodzaju drewna. Dwa fragmenty tego samego typu drewna może mieć różne dźwięki, zawartość żywicy, gęstości,linie ziaren i zawartość wilgoci. Różnice w tych zmiennych może mieć wpływ na jakość wyników podczas grawerowania. Sęki w drewnie może stworzyć problemy, jak również. Węzły są trudniejsze do cięcia niż otaczającego drewna i czasami może zapobieclaser z całkowicie przecinając kawałku. Węzły mogą również powodować flary ups że spaleniau powierzchnię i tworzą zaciemnione obszary.

tekstylia

Płótno

Najbardziej naturalna tkanina z włókien jest łatwe do cięcia laserowego i grawerować. Grawerowanie jest zazwyczaj wykonywane przy dużej prędkości i niskiej mocy, aby uniknąć spalania poprzez zbyt dużo materiału. materiały luźne jak frotte oraz miękką może być trudne do grawerowania wmają tendencję do bardziej łatwo spalić ponieważ koncentruje laser jest mniej rozłożone wśród wyciągów włókien. Polar, skośnym, mikrofibra, poliester, filc, denim i bawełna, jedwab, len i wszystkich cięcia i grawerowania dobrze nawet jeśli niektóre spalanie może wystąpić wzdłużkrawędzie. Oprócz włókien poliestrowych, etylen / włókien z tworzyw sztucznych, jak nylon i spandeks (poliuretan), nie powinna być cięta lub wygrawerowany tak, że są potencjalnie poważnych zagrożeń. Zobacz sekcję materiałów potencjalnie niebezpiecznych dla bardziejDetale.

Skóra (unikać syntetyczna skóra)

Skóra jest stosunkowo bezpieczny materiał do cięcia laserowego i grawerować, ponieważ ma niską palność. Produkuje zły zapach (palonego ciała zwierząt), ale nietoksyczną gaz. Skóra działa dobrze dla aplikacji grawerowanie, ale może być trudniejszekroić. Skóra grubsze niż ⅛” do ¼” może wymagać wielu podań w celu pełnego cięcia. Chociaż grawerowanie skóry, poziom kontrastu mogą być tworzone zmianę ustawień mocy i prędkości cięcia laserowego. Może to zwykle wahają się odpożywce do ciemno brązowej lub czarnej w zależności od parametrów użytych.

skóra syntetyczna może być cięty i grawerowane, ale typowo nie daje jako wyniki o wysokiej jakości. Niektóre formy sztucznej skóry są za pomocą chlorku winylu (PVC), poliuretan lub inne tworzywo sztuczne, które stwarzają niebezpieczne gazygdy laser cięcie (patrz punkt potencjalnie niebezpiecznych materiałów) i należy unikać

Metal (Wytrawianie tylko)

Laserowe cięcie metali jest bardzo trudne ze względu na wysoki współczynnik odbicia metali wymaga bardzo wysokich lasery zasilane. Podobnie grawerowania metali nagich nie jest zalecane z lasera CO2, ponieważ wysoki współczynnik odbicia metalowej puszkiodzwierciedlać plecy laserowy do optyki i uszkodzić maszynę. Zazwyczaj laser CO2 nie są zdolne do znakowania metalu, o ile nie są powlekane, ponieważ intensywność wiązki jest zbyt mała. Lasery światłowodowe są powszechnie stosowane podczas wykonywania metalugrawerowanie, ponieważ mają one znacznie większą intensywność piku niż laser CO2.

Może być również trudne do osiągnięcia dobrych ryciny na metale gołymi ponieważ wysoka termiczna zmniejsza zdolność do wykrycia lasera odparowania materiału, co może prowadzić do niskiej jakości oznaczeń. Znakowanie metali może być skutecznagdy powierzchnia metalu zawiera tlenek lub ma powłokę, która może być poddana ablacji przez laser, odsłaniając warstwy metalu. Może to nie tylko zapewniają większy kontrast, ale także mogą przynieść wyższe znaki jakości i dlatego tlenkówPowłoki nie są termicznie przewodzący i pochłaniać ciepło bardziej lokalnie.

Inną formą oddziaływania laserowego z metali jest znane jako wyżarzania lasera, gdzie stosowane są niższe dla ustawienia mocy lasera powodować utlenianie powierzchni, który zmieni barwę na powierzchni. W tym przypadku, laser rzeczywistości nieusuwać materiał. Zamiast ogrzewa 20-30 mikronów na powierzchni, powodując utlenianie cienkiej warstwy, która ma mały wpływ na materiale poniżej. Działa to tylko ze stopami, które wykazują zmianę koloru pod wpływem ciepła itlen. Znaki wykonane przez laserowej wyżarzania są gładkie w dotyku, ponieważ materiał nie jest właściwie usuwany z części.

Większość metali mogą być łatwo oznaczone za pomocą lasera CO2 ze związkiem napisu, Cermark (™), które nanosi się na powierzchnię metalu. Kiedy materiał jest byczyliśmy, ciemno czarny znak jest związany mocno do powierzchni w żądanymwzór. Oznaczenia są gładkie i wytrzymałe.

Mosiądz

Gołe mosiądz nie mogą być grawerowane za pomocą lasera CO2 ze względu na jego wysoki współczynnik odbicia. Aby oznaczyć mosiądzu z zastosowaniem lasera CO2 musi być stosowane takie jak malowane mosiądzu powłoka. W malowane mosiądzu powierzchnia jest najpierw pokryta lakierem, a następniefarby do powlekania naniesiono na lakier. Farba jest następnie ablację dala laserem odsłaniając spodniej mosiądzu. Lakier zapobiega utlenianiu z mosiądzu i utrzymuje lśniące przez dłuższy okres czasu. Głębokie grawerowaniemosiądz może być wykonane za pomocą lasera światłowodowego.

Stal nierdzewna

Grawerowanie laserowe nie jest zalecane na gołych powierzchni ze stali nierdzewnej ze względu na jego wysoki współczynnik odbicia, ale może być oznaczona za pomocą lasera wyżarzania. wyżarzania laserowy z laserem włókien jest skuteczną metodą do tworzenia wysokiej kontrastowe oznakowaniena kawałki stalowych. Laser wyżarzania stali nierdzewnej mogą wykazywać szeroki zakres kolorów włącznie czerwieni, błękitu, zieleni, brązy, fiolety i poprzez zmianę prędkości i mocy ustawienia lasera. Czas pomiędzy impulsami laserowymi (szerokości impulsu)Stwierdzono również być istotnym czynnikiem w rozwoju różnych oznaczeń kolorystycznych. Zmiany koloru są wynikiem powstawania tlenków od pierwiastków stopowych i grubości tlenkowej, którezależne od czasu i temperatury materiału wystawiono na ekspozycję.

Anodyzowane aluminium

Anodyzowanego aluminium ma powierzchniową warstwę tlenku, która trawi się bardzo dobrze, a wyniki w czystych, ostre oznaczeń nawet laserem CO2. Akwaforta z anodyzowanego aluminium nie pozostawia żadnych dymu lub pozostałości. Jednak może generować ścierny aluminiumCząstki tlenku (tego samego materiału w papier ścierny), które mogą doprowadzić do uszkodzenia przecinarki laserowej, więc powinny być czyszczone po wytrawieniu anodyzowanego aluminium. Nagie aluminium może stanowić przezroczyste tlenki, a zatem jest trudny do laserowego wyżarzania.

Tytan

Jedną z najważniejszych właściwości tytanu jest to, że jest bardzo odporny na korozję. Odporność na korozję wynika z cienkich warstw, które rozwijają się na tlenku tytanu. Podobnie jak w przypadku powierzchni tlenku anodyzowanego aluminium, warstwa tlenkutytanu może być poddana ablacji w celu wytworzenia wysokiej jakości ryciny. Wyżarzanie lasera jest również skuteczny sposób na tytanie z powodu różnych tlenków Ti tworzą w różnych temperaturach. laser tytanowo wyżarzania mogą wykazywać zakres kolorówpodobna do tej ze stali nierdzewnej.