Гравировка, печать, покраска, или Что можно сделать с карбоном

Не только карбон, но и многие другие материалы, из которых сегодня производят привычные предметы быта, оригинальные сувениры, надежные инструменты и прочие совершенно разные изделия, обладают повышенной твердостью и износостойкостью, что, бесспорно, хорошо, но несколько плохо тем, что затрудняет нанесение на поверхность гравировки, маркировки, градуировки и тому подобных эстетичных или практичных надписей.

Однако наука и техника не стоят на месте и все сложности уже отлично преодолеваются, причем разными методами. Рассмотрим основные из них.

Лазерная гравировка на карбоне

До того, как были изобретены станки для нанесения гравировки, ее осуществляли вручную и качество графики либо текста целиком зависело от квалификации мастера, а самое главное — было сопряжено с достаточно сложным и кропотливым процессом. Тем не менее, технология эта применяется и поныне и даже не утрачивает своей популярности, но изобретение фрезерного и лазерного оборудования открыло новые возможности для гравировки углепластиковых и прочих изделий.

Оборудование для лазерной гравировки

С появлением лазерных граверов задача реально упростилась, а качество увеличилось в разы, позволяя выполнять работу очень тонко и детально независимо от сложности графики.

Конструкция станка для этого (в классическом варианте) представляет собой рабочий стол, оптический узел, представляющий собой выверенную систему линз и зеркал, лазер, агрегат для охлаждения, воздушный компрессор и, конечно же, программное обеспечение, которое управляет работой.

Сам процесс нанесения гравировки на карбон происходит быстро, а сложность рисунка не имеет ограничений. При этом любой эскиз с большим количеством мельчайших деталей воспроизводится с идеальным сходством с оригиналом.

Принцип работы лазерного гравера

Функциональность лазерного гравера основана на характеристиках узконаправленного лазерного луча, который воздействует на верхний слой углепластика, оставляя рельефный рисунок. Диаметр луча намного меньше, чем диаметр человеческого волоса, поэтому есть возможность гравировать самые мелкие детали, линии и формы. А температура лазера может достигать 20 000 ⁰С, что делает возможным работу со сверхтвердыми материалами.

Последовательность движений лазерного гравера задается программой, поэтому тут исключены ошибки или случайные отклонения от заданной траектории, которые можно непроизвольно сделать рукой при индивидуальной работе мастера. Программа контролирует и последовательность шагов с заданной мощностью, а также скорость работы луча и величину глубины его проникновения. А двигающиеся линзы и зеркала влияют на степень фокусировки светового отрезка.

Основные преимущества лазерной гравировки

• Возможность создавать изображение в самом высоком разрешении даже на тонком материале.

• Воплощение дизайнерских идей без ограничений.

• Высокая скорость исполнения.

• Долговечность изображений, которым не грозит истирание.

Фрезерная гравировка на углепластике

Это — еще одна технология нанесения графических изображений на поверхность композитов. Используется для этого фрезерный станок с ЧПУ и специальные фрезы, чем и объясняется высокая точность, детализация и качество данного метода. Создание изображения управляется программой и наносится специальным инструментом — гравером, для которого программа рассчитывает оптимальный режим работы: ширину и глубину среза, направление движения и скорость вращения.

Особых требований к заготовкам при этом не предъявляется, ведь минимальная глубина не более 0,1 мм и максимальное значение глубины рассчитывается именно в зависимости от толщины самой заготовки. Сечение борозды при этом может представлять собой сложную геометрическую форму. Кроме того, одна непрерывная линия борозды с разной глубиной может иметь как плавные, так и ступенчатые переходы. Поэтому рисунок будет выглядеть безупречно, а вероятность получения брака — сводиться к нулю.

При этом фрезерная гравировка карбона, благодаря высокой скорости нанесения, позволяет обрабатывать крупные партии продукции, а также не имеет недостатков технологии лазерной гравировки углепластика, которая сопровождается плавлением слоя эпоксидной смолы. Это означает, что фрезерный гравер осуществляет более четкую картинку, а процесс не сопровождается выделением паров плавления. (Хотя в последнее время при работе с лазерными граверами в зону резки осуществляется подача инертных газов с целью избежать запуска окислительных процессов. Обычно используют аргон, но многие применяют азот, который препятствует попаданию кислорода в зону резки и не позволяет материалу обугливаться на срезе.)

Лазерная или фрезерная гравировка и раскрой?

Оба станка и обе технологии подходят для работы с композитными материалами, включая углепластики. При этом с их помощью можно не только наносить графику, но и вести раскрой материала. Также оба станка имеют числовое программное управление. Судите сами:

• фрезерный станок: рабочая часть — фреза, которая вращается с очень большой скоростью, срезая верхние слои и образуя стружку;

• лазерный станок: рабочая часть — узконаправленный и высокотемпературный луч лазера, который буквально плавит вглубь верхний слой.

Однако при создании изделий в 3D больше преимуществ всё же у фрезерной гравировки карбона, поскольку фреза способна менять направление во всех плоскостях без резких движений, меняя также и глубину резки. Внешне это напоминает ручную работу, только с большей детализацией и точностью. А вот луч лазера, в отличие от фрезы, имеет прямое направление, поэтому 3D-фигуры у него зачастую лишены плавности переходов и выходят ступенчатыми. Конечно, выглядит это не так изящно и искусно, как при работе фрезой.

Также использовать лазерную гравировку для материалов большой толщины не всегда является лучшим решением, поскольку рез выходит трапециевидным, да и глубина его ограничена. У фрезерной гравировки подобных ограничений нет.

Однако фрезерный станок практически не применяется для работы с хрупкими материалами маленьких размеров. Тут уж пальма первенства у лазерного гравера, поскольку он работает бесконтактным способом и не требует фиксации заготовки. Хотя, учитывая прочность карбона, небольшая толщина вряд ли критична.

Зато фрезерный гравер может работать с большим ассортиментом разнообразных инструментов, в то время как лазерному лучу можно задавать только разную мощность. Можно, в принципе, менять ему и угол наклона, но в очень маленьких пределах.

Кроме того, эстетическое качество среза фрезы выше по сравнению с оплавленными краями после лазерной обработки. Возможно, в силу крайне небольших размеров, это не так уж сильно заметно для невооруженного глаза, но результат не всегда может удовлетворять заказчиков.

Так что если важен цвет и форма среза, а также если нужна 2D- и уж тем более 3D-фрезеровка высокой сложности, то однозначно можно рекомендовать фрезерную гравировку углепластика. Лазерная же вполне может подойти для гравировки мелких надписей или деталей на тонкой заготовке.

Ультрафиолетовая печать на карбоне

Данная технология позволяет наносить на поверхность карбоновых изделий печатную графику высокого качества с точной цветопередачей и насыщенностью тонов и полутонов. Для этого используется специальное оборудование — УФ-принтер.

Чаще всего данный вид работы активно используют рекламщики, поскольку технология позволяет получать четкую широкоформатную печать и работать с разными материалами, включая композиты.

Суть технологии УФ-печати на углепластике

Технология заключается в нанесении на гладкие поверхности особых чернил с последующим их отверждением под УФ-лампами, которые являются частью конструкции принтера. Процесс отверждения происходит за очень короткое время, не позволяя чернилам растекаться или впитываться, поэтому для глянцевых углепластиковых поверхностей технология является наиболее подходящей.

Особенность заключается и в том, что УФ-печать на карбоне не имеет жесткие ограничения по толщине заготовки. Кроме того, краска наносится на заготовку сразу, без промежуточных операций, поэтому не требуется, например, сперва наносить графику на самоклеящуюся пленку, а после — на сам материал.

Достоинства ультрафиолетовой печати

Основным преимуществом УФ-печати на углепластике является то, что наносимое цветное изображение очень устойчиво, со временем оно не блекнет и не обесцвечивается. Такая продукция может длительное время находиться под воздействием атмосферных явлений без риска потерять первоначальное качество. Применяемой краске (чернилам) не страшны химические вещества, влага, низкие и высокие температуры (равно как и их перепады), а также механические повреждения и ультрафиолетовое излучение.

Особенности работы с карбоном

В случаях применения УФ-печати для изделий из углепластика слой краски защищают дополнительно, что увеличивает долговечность еще больше. Как известно, карбоновые изделия нуждаются в защите от УФ-излучения, поэтому без покрытия не обойтись. Это может непосредственно касаться наружной рекламы из композитных или прочих изделий, на которые необходимо нанести графику.

Нанесение краски на углепластик

Учитывая то, что карбон имеет очень узнаваемый стильный рисунок, его, что странно, многие любят красить, как бы это кощунственно ни звучало. Хотя — почему бы и нет, ведь не все ценят карбон только за характерный рисунок, когда не менее важны его эксплуатационные характеристики.

Основная трудность в этом деле — зафиксировать краску на глянцевой поверхности углепластика, для чего часто используют праймер как предварительный слой. Далее краска ложится на праймер и отлично держится, независимо от влияния атмосферы. Без праймера неплохо ложатся лишь эпоксидные и акрилатные неводные краски, а также цианакрилаты, метакрилаты и акриловые смолы.

Зачем вся эта затея — дело индивидуальное и зависит от задумки дизайнера. Но любой человек, который хочет создать уникальную вещь, всегда может обратиться к услугам компании Carbon Composites — ведь даже очень маленькая по размеру надпись, логотип или самый незамысловатый рисунок способен сделать обычную вещь уникальной и единственной в своем роде (не говоря уж о прочности и иных достоинствах карбона).