Как настроить растровую гравировку на CO2-станке: интервал строк, скорость, мощность и поправка на точку

С чего начинать: фокус

Раньше любых dpi проверьте, что материал лежит в фокусе. Пятно в фокусе самое маленькое и самое горячее, и все остальные настройки подгоняются под него. Если голова стоит выше или ниже, линия расширяется, и никакой интервал строк этого не исправит. Как найти рабочую высоту, мы разобрали в отдельном материале.

Документация LightBurn советует вести все следующие настройки на точно сфокусированном лазере, а лёгкую расфокусировку на пару миллиметров пробовать в самом конце: она размывает границы между соседними строками и иногда делает фото мягче.

Шаг 1. Скорость и мощность

Эти два параметра отвечают за глубину и тёмность метки. Чем медленнее идёт каретка и чем выше мощность, тем темнее след. За некоторым порогом лишние усилия пропадают впустую: самая тёмная ячейка тестовой сетки часто почти не отличается от соседней, прожжённой быстрее и слабее. Рабочий режим лучше брать из этой, второй.

У CO2 есть особенность. По документации LightBurn, тёмную гравировку на CO2 получить сложнее, чем на диодном лазере, и лучший результат обычно дают малая мощность и невысокая скорость. На практике это значит, что на фото по фанере сначала ищут минимальную мощность, при которой тёмные участки ещё чернеют, а потом поднимают скорость до предела, где контраст держится.

Скорость в паспорте — это максимум каретки, а не режим гравировки. В карточке Wattsan 6040 с контроллером Ruida RDC8445S указана скорость гравировки до 500 мм/с, в карточке Rabbit HX-3040 с трубкой 40 Вт — до 120 мм/с. Эти числа показывают потолок механики и источника. На плотной растровой работе вы будете идти заметно ниже, потому что гравировке нужна энергия на каждый квадратный миллиметр.

Энергия на площадь: как пересчитывать режим

Для растровой гравировки полезно держать в голове величину, которую считают без паспортов: энергия на единицу площади.

E = P / (v × i), где P — мощность в ваттах, v — скорость в мм/с, i — интервал строк в мм; результат в Дж/мм².

Пример для трубки 80 Вт. Режим 15 % мощности (12 Вт), скорость 300 мм/с, интервал 0,1 мм даёт 12 / (300 × 0,1) = 0,4 Дж/мм². Если взять интервал 0,15 мм, чтобы ускорить работу, то при прежних 12 Вт и 300 мм/с энергия падает до 0,27 Дж/мм², и изображение посветлеет. Вернуть 0,4 можно, подняв мощность до 18 Вт (22,5 %) или замедлившись до 200 мм/с. Проверка: 18 / (300 × 0,15) = 0,4.

Это эвристика, а не закон: поглощение зависит от материала и нелинейно. Но она быстро показывает, в какую сторону двигать скорость или мощность после смены dpi, и экономит два-три пробных прогона.

Шаг 2. Интервал строк и dpi

Интервал строк — это расстояние между соседними проходами каретки, а dpi считается из него по формуле dpi = 25,4 / интервал.

Время в таблице — длина всех проходов, поделённая на скорость. Реальная работа дольше: каретка разгоняется и тормозит на концах строк, а на малом поле это заметная доля. Скорости 500 и 120 мм/с взяты из паспортов Wattsan 6040 и Rabbit HX-3040, как верхний и нижний полюса класса.

Из таблицы видно, что переход с 0,2 на 0,08 мм увеличивает время в 2,5 раза, поэтому интервал выбирают так, чтобы строки только касались друг друга, а не по принципу «побольше dpi». По документации LightBurn, при слишком малом интервале картинка получается тёмной и «грязной», а время работы растёт; при слишком большом между строками видны зазоры, а на кривых краях появляется ступенчатость.

На дереве ориентируйте строки поперёк волокон: вдоль них трудно отличить следы строк от текстуры древесины. Помогает косой свет.

Шаг 3. Поправка на ширину точки

Луч имеет толщину, поэтому каждая «точка» получается длиннее, чем задано, а мелкие детали сливаются. LightBurn компенсирует это поправкой Dot Width Correction: она укорачивает штрихи. Подходящее значение, по документации, около половины толщины луча, и оно всегда меньше интервала строк.

Выключать двунаправленность для теста нужно потому, что при смещении строк в обратном ходе каждая вторая строка сдвигается, а в режиме Ordered это видно сразу. Если смещение заметно и в обычном режиме, причина в задержке розжига; её лечат таблицей Scanning Offset Adjustment, а не поправкой на точку. Разбор таких дефектов — в отдельной статье.

Шаг 4. Режим обработки изображения

LightBurn переводит полутона в точки, и от выбранного алгоритма зависит вид фото. Документация описывает режимы так:

Для фото на фанере хорошая отправная точка — Jarvis. Для рельефа по дереву Grayscale, но изображение для него готовят отдельно как карту глубины.

Шаг 5. Подготовка изображения

Если после четырёх шагов картинка всё равно плоская, дело в самом файле. В Adjust Image меняют яркость, контраст и гамму. Фото с провалами в тенях на дереве превращается в чёрное пятно: тёмное на фанере и так тёмное, поэтому тени приходится осветлять сильнее, чем кажется на мониторе.

Что получается на практике

Возьмём станок класса 600×400 мм с трубкой 80 Вт, например Wattsan 6040 или Zerder 6040 Mini (в карточке последней трубка 40–50 Вт, так что режимы у них разные), и фанеру 4 мм. Последовательность такая: сфокусировались, сделали Material Test в диапазоне скоростей 150–500 мм/с и мощностей 10–30 %, выбрали ячейку с контрастной, но не глубокой меткой, затем Interval Test около 0,1 мм и тест поправки на точку. Весь цикл занимает 30–40 минут и избавляет от порчи первого настоящего заказа. Результат записывают в библиотеку материалов: следующая партия фанеры из той же пачки пойдёт сразу.