Thế giới của gia công bằng laser đã vượt xa việc khắc bề mặt 2D đơn giản. Ngày nay, khắc laser 3D (hoặc khắc sâu) cho phép các nhà chế tạo tạo ra các chi tiết nổi ấn tượng, xúc giác, các hoa văn có kết cấu và các dấu hiệu liền mạch trên các bề mặt cong, không phẳng. Sự thay đổi mang tính cách mạng này hoàn toàn phụ thuộc vào một yếu tố quan trọng: chọn đúng vật liệu.
Vậy, những vật liệu nào tốt nhất cho quy trình tinh vi này? Các vật liệu tương thích và hiệu quả nhất để tạo đường viền 3D thực sự và khắc sâu là Gỗ và Da, Kim loại Anodized, và Acrylic Đúc.
Vật liệu hữu cơ thường là nhà vô địch của việc khắc sâu khi sử dụng laser CO2. Cấu trúc tế bào của chúng cho phép chúng bốc hơi sạch sẽ, để lại các chi tiết nổi có độ tương phản cao, có kết cấu và sâu.
Gỗ là tiêu chuẩn vàng để khắc sâu vì nó bị cacbon hóa và bốc hơi hiệu quả dưới chùm tia laser CO2. Kết quả là một chi tiết nổi có độ tương phản cao với kết cấu tự nhiên tuyệt đẹp.
Khả năng tương thích: Tuyệt vời cho laser CO2.
Sử dụng tốt nhất: Tạo bản đồ địa hình, biển hiệu gỗ tùy chỉnh với chi tiết nổi sâu, mô hình kiến trúc và các hoa văn có kết cấu mà người dùng có thể cảm nhận được sự khác biệt về độ sâu.
Mẹo chuyên nghiệp: Để có độ sâu tối đa, hãy sử dụng tốc độ thấp hơn và công suất cao hơn, thực hiện nhiều lần. Để tăng cường độ tương phản, hãy làm sạch bản khắc cuối cùng bằng bàn chải đánh răng và xà phòng nhẹ, sau đó niêm phong bằng lớp hoàn thiện bằng dầu để làm cho các khu vực bị cacbon hóa sẫm màu hơn. Chú ý đến vai trò của hướng vân gỗ: vân dọc có xu hướng giữ chi tiết tốt hơn vân ngang khi khắc sâu.
Da thật và da giả là những vật liệu phổ biến để khắc 3D do cảm giác sang trọng và lớp gỉ phong phú do laser tạo ra.
Khả năng tương thích: Rất tốt cho CO2. Laser sợi quang cũng có thể được sử dụng, nhưng CO2 cung cấp khả năng kiểm soát độ sâu tốt hơn cho các vật liệu tự nhiên.
Sử dụng tốt nhất: Cá nhân hóa ví tùy chỉnh, tạo ra các thiết kế thắt lưng độc đáo hoặc chế tạo các miếng vá phức tạp với các hiệu ứng độ sâu khác nhau để mô phỏng đường khâu hoặc các chi tiết điêu khắc tinh xảo.
Mẹo chuyên nghiệp: Kiểm tra cẩn thận cài đặt tốc độ và công suất của bạn. Da có nhiệt độ bắt lửa thấp và việc sử dụng công suất quá mức có thể nhanh chóng đốt cháy vật liệu, làm hỏng hiệu ứng nổi 3D. Cách tiếp cận nhẹ nhàng, nhiều lần luôn an toàn hơn và cho kết quả tốt hơn so với một lần đi mạnh.
Corian, một bề mặt rắn không xốp bao gồm polyme acrylic và nhôm trihydrat, là một viên ngọc bị sử dụng chưa hết trong khắc 3D.
Khả năng tương thích: Tốt cho CO2.
Sử dụng tốt nhất: Mô hình kiến trúc cao cấp, biển báo chất lượng bảo tàng và tạo khuôn nông, chính xác. Không giống như gỗ, Corian cung cấp một nền mịn, không có kết cấu, cho phép chính sự thay đổi độ sâu là tính năng trực quan chính.
Đối với các ứng dụng mà tốc độ loại bỏ vật liệu, độ tương phản màu sắc và độ bền là tối quan trọng, các vật liệu tương thích với hệ thống laser sợi quang—hoặc nhựa kỹ thuật phù hợp với CO2—được ưu tiên.
Mặc dù việc khắc sâu thực sự trong kim loại rắn đòi hỏi các laser femtosecond công suất cao, chuyên dụng, các hệ thống laser 3D được sử dụng rộng rãi trên nhôm anodized để đánh dấu đường viền tốc độ cao.
Khả năng tương thích: Lý tưởng cho laser sợi quang.
Sử dụng tốt nhất: Chuỗi số hóa và xây dựng thương hiệu trên các bề mặt cong của vỏ thiết bị điện tử tiêu dùng, dụng cụ y tế hoặc bộ phận ô tô. Khả năng 3D được sử dụng để duy trì một tiêu điểm nhất quán trên toàn bộ độ cong, nhanh chóng loại bỏ lớp anodized có màu để lộ ra lớp nhôm sáng bên dưới. Tốc độ và chất lượng của dấu trên các bề mặt cong làm cho vật liệu này có hiệu quả cao.
Acrylic (PMMA) là một vật liệu phổ biến, nhưng loại này rất quan trọng để thành công trong ứng dụng 3D.
Khả năng tương thích: Tuyệt vời cho CO2.
Sự khác biệt quan trọng: Acrylic Đúc là loại duy nhất được khuyến nghị cho khắc sâu và chi tiết nổi 3D. Khi bị laser chiếu vào, acrylic đúc bốc hơi sạch sẽ thành một loại bột mịn, để lại một lớp ăn mòn mờ, có kết cấu và sạch sẽ, hoàn hảo cho công việc nổi. Acrylic Ép đùn tan chảy thành một chất dính khi được khắc sâu, tạo ra một mớ hỗn độn dính, không đều làm hỏng hiệu ứng 3D mong muốn. Luôn xác minh acrylic của bạn được đúc trước khi cố gắng khắc sâu.
Những loại nhựa kỹ thuật này mang lại sự ổn định và chính xác, khiến chúng có giá trị đối với các bộ phận chức năng.
Khả năng tương thích: Thích hợp cho cả CO2 và Fiber (tùy thuộc vào chất phụ gia màu).
Sử dụng tốt nhất: Tạo kết cấu chính xác trên các bộ phận máy, thêm độ sâu cho các nguyên mẫu hoặc khắc văn bản chi tiết cao vào các vỏ bọc. Đặc biệt, Delrin mang lại kết quả khắc sạch, ít tan chảy đặc biệt phù hợp với công việc 3D tinh xảo. ABS, mặc dù có thể gia công được, nhưng đòi hỏi phải hút khói nghiêm ngặt do khả năng giải phóng các hợp chất độc hại.
Không có cuộc thảo luận nào về khả năng tương thích của laser là hoàn chỉnh nếu không đề cập đến các vật liệu gây ra rủi ro nghiêm trọng cho người vận hành, thiết bị và cơ sở. Công suất tăng lên và nhiều lần đi được sử dụng trong khắc 3D làm tăng thêm các mối nguy hiểm liên quan đến các vật liệu này.
Đây là vật liệu quan trọng nhất cần tránh. Không bao giờ cho PVC hoặc vinyl vào máy khắc laser.
Lý do: Khi PVC hoặc vinyl được nung nóng bằng laser, chúng phân hủy và tạo ra axit clohydric (dưới dạng khí clo) có tính ăn mòn cao. Khí độc này gây nguy hiểm ngay lập tức cho sức khỏe con người và sẽ phá hủy một cách có hệ thống các bộ phận quang học, hệ thống dây điện, gương và tất cả các bộ phận kim loại bên trong vỏ máy. Thiệt hại này thường không thể sửa chữa được và làm mất hiệu lực bảo hành thiết bị.
Mặc dù có thể đánh dấu nhẹ trên các vật liệu này, nhưng việc cố gắng khắc nổi 3D sâu mang theo những rủi ro đáng kể.
Lý do: Cả polycarbonate và ABS đều có xu hướng tan chảy và sôi dưới công suất laser cao, dẫn đến kết quả không nhất quán, chất lượng kém. Nguy hiểm hơn, chúng giải phóng khói gây ung thư (chẳng hạn như các hợp chất xyanua từ ABS) và gây ra nguy cơ bắt lửa cao. Nếu bạn phải xử lý những thứ này, hãy sử dụng công suất tối thiểu và đảm bảo hệ thống thông gió của bạn là hàng đầu.
Loại nhựa này, thường được sử dụng trong bao bì và cách nhiệt, đặc biệt rủi ro.
Lý do: Những vật liệu này có điểm nóng chảy cực thấp và rất dễ bay hơi và dễ cháy. Việc cố gắng tạo ra một vết cắt 3D sâu gần như chắc chắn sẽ khiến chúng bốc cháy ngay lập tức, gây ra mối nguy hiểm hỏa hoạn ngay lập tức bên trong vỏ máy. Luôn xác minh thành phần hóa học của bất kỳ loại bọt nào trước khi xử lý bằng laser.
Khắc laser 3D thể hiện một bước tiến vượt bậc trong việc tùy chỉnh và sản xuất, cho phép các chi tiết nghệ thuật và độ chính xác chức năng trước đây chỉ dành riêng cho việc phay CNC trừ chuyên dụng. Sự thành công của bất kỳ dự án laser 3D nào, cho dù đó là một chi tiết nổi sâu trên gỗ hay một dấu hiệu tốc độ cao trên vỏ điện thoại bằng nhôm cong, đều phụ thuộc hoàn toàn vào việc bạn chọn vật liệu.
Hướng dẫn này cung cấp kiến thức nền tảng để điều hướng bối cảnh laser 3D. Chúng tôi khuyến khích bạn khám phá nội dung liên quan của chúng tôi về việc tối ưu hóa cài đặt máy để cắt sâu và đảm bảo hệ thống thông gió của bạn đáp ứng các tiêu chuẩn công nghiệp. Hãy cho chúng tôi biết nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về các cài đặt nhiều lần được đề xuất cho gỗ cứng hoặc khám phá một hướng khác cho các kỹ thuật tạo kết cấu nâng cao trên da.