Двухслойный пластик: гравёр или лазер, откуда ворсинки и нагар и как сделать мелкий текст

Что это за материал и почему он капризный

Двухслойный пластик (в англоязычных каталогах two-ply) делают из двух слоёв: тонкого верхнего и более толстого нижнего другого цвета. Производитель Rowmark, например, описывает свои листы как акриловые и на основе бутирата ацетата целлюлозы (CAB), склеенные при изготовлении. Гравировка снимает верхний слой, и нижний виден как рисунок. Цвет не наносится краской и не стирается.

Из такого устройства вытекают все проблемы. Верхний слой тонкий, поэтому глубину нужно держать точно: чуть мельче, и верх остаётся пятнами, чуть глубже, и в нижнем слое появляется рельеф, который собирает грязь. Материал хорошо плавится, поэтому лишний нагрев даёт нагар, оплавленный край и коробление. И, наконец, у разных цветов в одной линейке разные настройки: красный и синий листы насыщены красителем и требуют иного режима, чем белые.

Гравёр или лазер

Выбор зависит от того, что вы делаете: единичные таблички или поток, какой шрифт и есть ли станок.

Если станок один и заказов много, табличек на лазере выйдет больше за смену. Если нужны шильды со шрифтом 2–3 мм и чёткой кромкой, фрезерный гравёр показывает себя лучше: кромка у него формируется резанием, а не плавлением. Дальше разберём оба способа по отдельности.

Лазер: режим, нагар, коробление

Общие правила от производителя пластика, которые подтверждают операторы:

• Мощность влияет на глубину: удвоили мощность, глубина выросла вдвое; удвоили скорость, глубина вдвое упала. Слишком большая мощность съедает детали.
• Рабочий DPI для растровой гравировки около 400: он снижает полосатость и перегрев. Большие плашки полезно гравировать с меньшим DPI и мощностью в несколько проходов, чтобы материал успевал остывать.
• Перед растровой гравировкой защитную маскировочную плёнку снимают. Для резки контура, наоборот, плёнку оставляют: так меньше налёта.
• Резать плёнкой вверх можно и после нанесения тонкого слоя жидкого мыла на поверхность: высохшее мыло улавливает копоть, и потом его смывают тёплой водой.
• Обдув (air assist) включают при резке контура и выключают при растровой гравировке: поток воздуха переоседает копоть в уже выгравированные зоны.
• Гравируют снизу вверх, чтобы продукты горения от нового прохода не оседали на уже готовую часть и не прилипали к тёплой основе.
• Для насыщенных цветов (красный, синий) делают два прохода: первый снимает основную массу верхнего слоя, второй убирает остатки красителя.
• Для гладкого «стеклянного» дна после основной гравировки полезен второй проход с мягким фокусом: стол опускают примерно на 0,5 мм (около 0,020 дюйма) от точки фокуса.

Точное значение мощности и скорости зависит от трубки, линзы и конкретного листа. Стартовые числа для трубки 60–80 Вт приведены в статье про лайтбоксы и таблички: там мощность 12–20 % и скорость 250–350 мм/с. Настройку проверяют на отходе того же листа: по цветам разброс большой.

Что делать с типичными дефектами.

Поверхность моют тёплой водой с мягким средством. Растворители не используют: они разрушают пластик, а двухслойки на основе полистирола особенно чувствительны.

Фрезерный гравёр: ворсинки и как их убрать

На ЧПУ-станке двухслойный пластик гравируют коническим гравёром. Ворсинки по краю линий и на дне гравировки операторы называют главной проблемой. Причины по убыванию частоты:

1. Не тот инструмент. Гравёр с большой площадкой или затупленный рвёт слой, а не режет. Для мелкого текста берут острый твердосплавный гравёр с площадкой 0,05–0,1 мм. О том, как читать маркировку и считать ширину линии, написано в статье про гравёры и конические фрезы.
2. Ошибка в CAM. В программе вместо радиуса указан диаметр, а угол или площадка не соответствуют инструменту. Траектория получается слишком глубокой или шире, чем нужно.
3. Неверное направление вращения шпинделя. Если шпиндель крутится в обратную сторону, фреза не режет, а мнёт. Это случается после смены проводов частотника.
4. Подача не по режиму. Слишком медленная подача при высоких оборотах плавит пластик, и расплав остаётся ворсом. Слишком быстрая рвёт кромку.
5. Глубина. Лишняя глубина оставляет в нижнем слое стружку, которая тянется за гравёром.

Практики описывают такой порядок для заливки областей и мелкого текста: сначала выбрать основную массу концевой фрезой диаметром 1–1,5 мм, затем пройти остриём острого гравёра для чистового контура. Для мелкого текста гравёр с площадкой 0,05–0,1 мм и глубиной чуть больше толщины верхнего слоя: в обсуждении называли около 0,08 мм. Толщину верхнего слоя вашего листа проверяйте на срезе, она бывает разной. Для угла 30° и площадки 0,1 мм при глубине 0,08 мм ширина линии около 0,14 мм по формуле w = T + 2·h·tan(A/2).

После фрезеровки заусенцы чистят лёгким прохождением мягкой салфетки или щёткой. Растворителями пластик не обрабатывают.

Мелкий текст: что реально получится

Минимальный размер ограничивают инструмент и материал.

• Лазер. Диаметр пятна зависит от линзы: по справочнику Rowmark 1,5 дюйма даёт около 0,003 дюйма (0,076 мм), 2,0 дюйма около 0,005 дюйма (0,127 мм), 2,5 дюйма около 0,007 дюйма (0,178 мм). Штрих буквы делают минимум в два диаметра пятна, иначе линия сливается. Поэтому для линзы 2 дюйма штрих не тоньше 0,25 мм, а шрифт выбирают без тонких засечек, с одинаковой толщиной линии. Это расчётный ориентир, проверяйте на отходе.
• Гравёр. Ширина линии задаётся глубиной и углом. Для гравировки текста высотой 2–3 мм берут угол 20–30° и площадку 0,05–0,1 мм, а станок должен иметь малое биение шпинделя: при площадке 0,1 мм любое биение превращается в рваную линию.
• Шрифт. Для табличек выбирают рубленый шрифт полужирного начертания; тонкие и каллиграфические шрифты на пластике получаются плохо.

Если станок ещё не куплен, смотрите на поле, трубку и систему управления. Для табличек берут настольные CO2-гравёры; из того, что встречается в мастерских, у Wattsan 0503 Hobby-T поле 500×300 мм, трубка 50 Вт, контроллер Ruida RDC8445G, а точность позиционирования указана ±0,05 мм. Для мелкого текста эти параметры важнее мощности. Как выбирать станок такого класса, разобрано в статье про CO2-гравёр.

Порядок работы на примере таблички 200×100 мм

Когда нужен инженер

Если налёт появляется на всех листах, линия «плавает» по полю, а фокус не держится, проблема в оптике, юстировке или механике. У продавцов с собственным сервисом, вроде Lasercut, пусконаладку CO2-станков делают инженеры с выездом, а обучение оператора идёт вместе с настройкой; услуга оплачивается отдельно, и её лучше заказывать до первых заказов клиентов, а не после брака.