Laser applications for acrylic

Obróbka laserowa akrylu

Wskazówki i rady dotyczące obróbki laserowej akrylu

Lasery CO2 są doskonałym narzędziem do cięcia i grawerowania akrylu. Umożliwiają produkcję znaków świetlnych, displayów, przedmiotów dekoracyjnych, zabawek i nie tylko. Przedstawiamy wskazówki, jak wybrać odpowiednie materiały i określić prawidłowe ustawienia lasera, by osiągnąć jak najlepsze rezultaty.


Różnica między akrylem lanym a wytłaczanym

Istnieją dwie różne metody produkcji akrylu - odlewanie (GS) i wytłaczanie (XT). Obie metody charakteryzują się odrębnymi właściwościami.
Zasadniczo, obie wersje bardzo dobrze poddają się obróbce, jednak pod wpływem wiązki lasera zachowują się inaczej. Warto poznać podstawowe informacje na temat tych różnic, zanim wybierzemy rodzaj akrylu odpowiedni do naszego projektu.

Lany akryl (GS)

Lany akryl wylewa się w formie płynnej pomiędzy dwie płyty. Rezultat to jednolity i wolny od naprężeń materiał mający takie same właściwości mechaniczne w kierunkach x i y. W tym procesie produkcyjnym tolerancja grubości jest jednak znacznie wyższa i wynosi ok. ±15%, o czym trzeba pamiętać w przypadku zastosowań mających podłączenie elektryczne. Proces produkcji akrylu lanego jest bardziej kosztowny, dlatego końcowa cena produktu jest wyższa niż w przypadku akrylu wytłaczanego.
Dzięki laserowi otrzymujemy gładkie brzegi cięcia z obu stron. Grawerowanie laserowe lanego akrylu daje także lepsze efekty niż na akrylu wytłaczanym - grawerunki są idealnie białe.
Asortyment materiałów Trotec obejmuje w tym momencie wyłącznie płyty z akrylu lanego.

Wytłaczany akryl (XT)

Wytłaczanie akrylu polega na ekstruzji, czyli wyciskaniu masy akrylowej przez dyszę o wybranej grubości. Dzięki tej metodzie otrzymujemy wytłaczany akryl, mający różne właściwości mechaniczne w kierunkach x i y. Poza tym, ten rodzaj akrylu ma niższą tolerancję grubości w granicach ±5% i tym samym sprawdza się doskonale w zastosowaniach mających podłączenie elektryczne. Podczas cięcia wytłaczanego akrylu laserem powstaje wypolerowany brzeg, który jest mniej ostry z jednej strony. Wytłaczany akryl jest tańszy w produkcji, a zatem koszty produkcji masowej będą niższe. Co do zasady, wytłaczany akryl nie potrzebuje tak dużej mocy lasera jak lany przy tej samej grubości płyty. Niezalecane jest grawerowanie laserowe wytłaczanego akrylu, ponieważ rezultaty takiej obróbki są matowo szare.


Konfiguracja urządzenia przy obróbce akrylu

Zasadniczo, wszystkie urządzenia laserowe CO2 marki Trotec sprawdzą się przy obróbce akrylu. Na przykład, system Speedy100 poradzi sobie z cięciem i grawerowaniem akrylu równie dobrze co SP3000. Różnice są widoczne jedynie pod względem szybkości obróbki oraz jakości otrzymanych efektów.

Poziom mocy lasera

Moc lasera wymagana do cięcia akrylu zależy od grubości płyty akrylowej oraz pożądanej wydajności. By Twoja praca była efektywna, polecamy moc lasera przynajmniej 60 W.

Główna zasada brzmi: najlepszą jakość daje 10 watów mocy lasera na 1 mm grubości (przy grubości do 20-25 mm)

Wybór odpowiedniej soczewki

Wybór odpowiedniej soczewki jest niezwykle istotny przy cięciu akrylu. Im grubszy materiał, tym dłuższa powinna być ogniskowa soczewki. 

Grubość materiału Seria Speedy  Seria SP 
grubość arkusza akrylu
< 5mm
soczewka 2" soczewka 2,5" 
grubość arkusza akrylu
> 5 mm
soczewka 2,5" soczewka 5"


Przesuń punkt ogniskowy do wnętrza materiału

Jeśli materiał ma grubość przynajmniej 6 mm, polecamy przenieść punkt ogniskowy do jego środka, dzięki czemu uzyskamy równe, jednolite cięcie.

Zastosowanie mają następujące wartości: Przenieś ogniskową o odległość równą 1/3 grubości materiału.
W przypadku akrylu o grubości 6 mm, ustawienie osi Z wyniesie -2 mm.

Wybór dyszy i włączenie Air Assist

Do cięcia akrylu zdecydowanie polecamy użycie dyszy o dużej średnicy i – jeśli jest możliwość regulacji – ustawienie Air Assist maksymalnie do 0,2 bara. W ten sposób materiał będzie miał więcej czasu na ostygnięcie, a brzegi będą czyste. W przeciwnym razie, jeśli użyjemy dyszy o małej średnicy lub nadmuch powietrza będzie zbyt silny, efektem będzie matowe, mleczne wykończenie brzegów wskutek zbyt szybkiego wystygnięcia materiału.

Wybór odpowiedniej soczewki

Wybór odpowiedniej soczewki jest niezwykle istotny przy cięciu akrylu. Im grubszy materiał, tym dłuższa powinna być ogniskowa soczewki.

Wybór odpowiedniego stołu

Równie ważnym czynnikiem mającym wpływ na osiągnięcie doskonałych efektów obróbki akrylu jest wybór odpowiedniego stołu. Dostępnych jest kilka wersji, w zależności od rozmiaru Twojego projektu. Polecamy stół do cięcia z akrylowymi lamelami lub akrylową kratownicą w zależności od wielkości obrabianego przedmiotu.

Stół do cięcia z akrylowymi lamelami zapobiega odbiciom wiązki lasera podczas cięcia, dlatego jest polecany w szczególności do cięcia grubszych płyt akrylowych (o grubości przynajmniej 6 mm) oraz do części szerszych niż 100 mm. Węższe części mogą wpadać pomiędzy lamele, dlatego nie jest to odpowiednie narzędzie dla tego typu zastosowań.

W przypadku części węższych niż 100 mm bardziej odpowiedni będzie stół do cięcia z akrylową kratownicą lub stół podciśnieniowy z akrylową kratownicą w formie nakładki, ponieważ w ten sposób części poddawane obróbce pozostaną w pozycji płaskiej po zakończeniu cięcia.  Metoda ta jest jednak polecana tylko w przypadku akrylu o grubości do 8 mm -  grubsze płyty wymagają użycia innej wersji stołu.

Stół do cięcia Grubość materiału Wielkość elementu
Stół do cięcia z akrylowymi lamelami Płyty akrylu o grubości > 6 mm Części szersze niż 100 mm
Stół do cięcia z akrylową kratownicą Płyty akrylu o grubości < 8 mm Części węższe niż 100 mm

Korzystanie z systemów wyciągowych

Korzystanie z odpowiednich systemów wyciagowych jest niezbędne podczas pracy z akrylem, tak samo jak w przypadku obróbki innych materiałów, by umożliwić odprowadzenie pary powstającej w urządzeniu podczas cięcia. Odpowiednia wentylacja jest bezwzględnie konieczna, by pozwolić Ci na osiągnięcie wysokiej jakości rezultatów cięcia. Brak wentylacji może doprowadzić do zapalenia się oparów i spowodować pożar. Nigdy nie należy pozostawiać uruchomionego urządzenia bez nadzoru.


Parametry cięcia akrylu laserem

Do cięcia lasem akrylu potrzebna jest większa częstotliwość niż podczas cięcia np. drewna. Większa częstotliwość zapewnia równomierne rozłożenie energii na materiale. W ten sposób brzegi cięcia roztapiają się jednolicie, dając czysty, wypolerowany efekt.

  • Dla materiałów GS polecamy częstotliwość 5000-20000 Hz
  • W przypadku cięcia materiałów XT lepsza będzie częstotliwość nie większa niż 5000 Hz

Jeśli częstotliwość będzie za niska, na brzegach cięcia pojawią się drobne nierówności (jest to tzw. efekt falowania). By im zapobiegać należy zwiększyć lub obniżyć częstotliwość prędkości cięcia. Jednakże, jeśli prędkość cięcia nie jest wystarczająca, może to spowodować powstania nacięcia (jak niżej), co zwiększa ryzyko zapalenia się materiału. 
Innymi słowy, ustalenie idealnych parametrów jest niezwykle ważne dla bezpiecznej i wydajnej pracy z akrylem.


Parametry grawerowania akrylu laserem

W przypadku grawerowania akrylu zastosowanie ma reguła „mniej znaczy więcej”. 
Najlepsze rezultaty osiągamy poprzez niewielkie „zarysowanie” powierzchni akrylu, dzięki czemu otrzymujemy biały grawerunek. Jeśli użyjemy zbyt dużej mocy, efekty grawerowania będą głębokie, ale nie będą białe.

Wskazówka - grawerowanie grafiki w odbiciu lustrzanym od spodu

Grawerowanie akrylu "od spodu" daje lepszą jakość efektu końcowego, a grawerunek jest zabezpieczony przed działaniem czynników zewnętrznych.

Uwaga: Pamiętaj, że wzór będzie odbiciem lustrzanym! 
Możesz zrobić odbicie lustrzane swojej grafiki w edytorze lub po prostu bezpośrednio w ustawieniach drukowania, podczas wysyłania zadania do lasera.


Ustawienia grafiki i oprogramowania przy obróbce akrylu

Ograniczona liczba kształtów

Przy pracy z akrylem, przemyślane przygotowanie grafiki ma ogromny wpływ na jakość efektu końcowego. Po pierwsze, liczbę kształtów w konturze należy ograniczyć do minimum. Dzięki temu laser będzie mógł pracować jednostajnie i bez niepotrzebnych przestojów.

Odpowiedni wybór punktu początkowego

Niezwykle istotne jest także miejsce, w którym rozpoczniemy cięcie. W momencie, gdy laser nacina materiał, miejsce początkowe będzie zawsze widoczne i nie da się tego uniknąć. Szczególnie widoczne są punkty początkowe znajdujące się na prostych liniach lub pośrodku łuku. Dlatego punkty początkowe powinny zawsze znajdować się w rogu, gdzie są mniej zauważalne.

Im grubszy akryl poddajemy obróbce, tym bardziej wskazane jest ulokowanie punktu początkowego poza właściwą grafiką. Jest to tak zwane wprowadzenie, które powinno znajdować się ok. 3-8 mm za brzegiem konturu i przechodzić w kontur w prostej linii. Wprowadzenie możesz w łatwy sposób narysować w swoim programie graficznym lub w ramach przygotowania do pracy możesz też skorzystać z dodatkowego pakietu oprogramowania TroCAM.

Określanie kolejności zadań cięcia

Wpływ na jakość większych ilości przedmiotów może mieć także kolejność poszczególnych zadań cięcia. Jeśli na obszarze roboczym cięte są duże ilości mniejszych przedmiotów, materiał będzie się dość mocno rozgrzewał w danym miejscu, przez co wzrasta ryzyko zapalenia. Jeśli chcesz wyciąć dużo małych wzorów z jednej, dużej płyty, zalecamy uporządkowanie poszczególnych części, tak aby materiał zdążył wystygnąć pomiędzy cięciami. Kolejność zadań cięcia możesz sprawdzić w programie graficznym (CorelDraw, Adobe Illustrator) w rozwijanym menu, a zaczynać się ona będzie zawsze od dołu do góry.


Czy masz jakiekolwiek pytania na temat obróbki akrylu?

Nasi specjaliści z przyjemnością Ci pomogą.

Kontakt

Poznaj asortyment akrylu Trotec - seria TroGlass

Asortyment produktów z akrylu marki Trotec jest bardzo szeroki - obejmuje przezroczyste płyty akrylowe o grubości 3, 4, 5, 6, 8, 10, 15 oraz 20 mm, a także kolorowe płyty w różnych wersjach wykończenia (błyszczące, satynowe, matowe, matowe...) Twoja wyobraźnia nie zazna żadnych ograniczeń.

Więcej informacji o produktach z serii TroGlass