Режущий плоттер: как работает, что режет и как выбрать

Как устроен режущий плоттер

Режущий плоттер по сути ножевой графопостроитель. Вместо пера в каретке стоит держатель с лезвием, каретка ездит по одной оси, а материал прокатывается валиками по другой. Контур получается из сложения двух движений. То есть нож перемещается по осям X и Y и вырезает формы из тонкого самоклеящегося пластика по векторному рисунку.

Основные узлы такие:

• Держатель с лезвием. Лезвие у большинства плоттеров волочащееся: оно не приводится в движение, а тянется за держателем и само разворачивается по направлению реза. Именно поэтому на острых углах нужен сдвиг ножа (offset): кончик лезвия смещён относительно оси держателя, и без поправки в углах остаются закруглённые «зубы». Значение offset указано в паспорте конкретного лезвия.
• Усилие на нож. Задаётся в граммах силы (gf). У Graphtec CE7000 максимум 450 gf, у Roland GS2-24 диапазон 30–500 gf. Для плёнки нужно ровно столько, чтобы прорезать верхний слой и не тронуть подложку.
• Скорость. У CE7000 она до 600 мм/с по прямой и до 900–1000 мм/с по диагонали, у GS2-24 от 10 до 850 мм/с, у настольной Silhouette Cameo 5 максимум 300 мм/с. Это паспортные цифры по прямой линии. На мелких контурах нож разгоняется и тормозит, средняя скорость заметно ниже.
• Валики и подача. Прижимные ролики держат материал, привод тянет его вперёд-назад. От их состояния зависит, не поедет ли контур на длинном куске.
• Оптический датчик. Читает регистрационные метки, напечатанные на материале, и подгоняет рез под реальное положение картинки.

В планшетных режущих столах для картона и гофры ставят тангенциальную головку: привод разворачивает нож вслед за траекторией, поэтому он не упирается в углах. В рулонных плёночных моделях обычно стоит волочащийся нож. Что именно подходит конкретной модели, видно по списку лезвий в паспорте: у Roland GS2-24, например, указаны отдельные ножи для плёнки, для оконных плёнок и для планшетного стола.

Планшетный и рулонный: в чём разница

В рулонном плоттере материал движется под ножом. Плёнка стоит в рулоне, а длина реза ограничена только точностью подачи и размером того, что вы сможете аккуратно смотать. Так работают рекламные мастерские: они режут буквы на вывески, оклейку и плёнки на витрины. Максимальная площадь реза у Graphtec CE7000 составляет 375, 603, 1270 или 1524 мм по ширине (по модификациям) на длину до 50 м, у Roland GS2-24 584 мм на 25 м.

В планшетном резаке материал лежит неподвижно на столе, а ходит головка. Такой формат подходит для листов, картона, гофры, заготовок упаковки и тех материалов, которые нельзя прокатывать валиками. Настольные модели бытового класса промежуточные: они работают с листами на клеевом мате, а длинный материал подают рулоном ограниченной длины. У Silhouette Cameo 5 ширина мата 295 мм, максимум по длине с рулонным материалом 4,877 м (16 футов).

Модели в таблице названы как примеры класса по паспортам производителей, а не как рекомендация. Выбор определяет ширина рулона плёнки, которую вы покупаете. Рулоны Oracal 641 выпускают шириной 500, 630, 1000 и 1260 мм, Oracal 951 шириной 1000 и 1260 мм. Если вы работаете с рулоном 1260 мм, плоттеру нужна ширина с запасом, иначе плёнку придётся заранее делить пополам.

Что режет плоттер и какие толщины

Плотность и жёсткость материала определяют усилие и нож. Точные значения усилия зависят от плоттера, ножа и партии материала, поэтому в таблице стоит пометка про источник.

Для самоклеящейся плёнки правило одно: нож режет плёнку и клей, но не должен пропиливать подложку. Если опустить лезвие слишком глубоко, нож прорежет подложку и может повредить мат. Если слишком мелко, плёнка не отделится.

Плотнее плёнки тоже можно резать, но уже с оговорками. Silhouette указывает для Cameo 5 максимальную толщину материала 3 мм, а Roland называет для GS2-24 магнитный лист, резину и светоотражающую плёнку. Допустимая толщина сильно зависит от усилия прижима ножа конкретной модели.

Как готовят файл

Плоттер работает с векторной графикой: ему нужны линии, а не пиксели. Растровую картинку (фото, логотип в JPG) предварительно трассируют, то есть переводят в контуры. Если оставить пиксельный файл, нож пойдёт по границе картинки целиком.

1. Контуры только линиями. Заливка плоттеру не нужна. Для резки задают цвет линии и толщину, например тонкую 0,1 мм, чтобы программа видела контур. Форматы, которые понимают плоттерные программы: SVG, DXF, PDF и собственные форматы производителя. Подробнее о том, как отличается векторная графика от растровой.
2. Закрытые контуры. Каждый контур должен замыкаться, иначе после резки деталь не отделится от окружающего поля.
3. Минимальные размеры. Слишком тонкие перемычки в буквах нож рвёт. Какой размер знака ещё удобно выбирать, зависит от шрифта и плёнки, это проверяют пробной прополкой.
4. Метки. Для контурной резки напечатанных наклеек в файл добавляют регистрационные метки по схеме производителя плоттера.
5. Зеркало. Термотрансферную плёнку укладывают подложкой вниз и режут зеркально отражённой, иначе после переноса на ткань надпись окажется перевёрнутой. Рисунок отзеркаливают в программе перед отправкой на рез.

Дальше идёт прополка (выборка): лишнюю плёнку между буквами и вокруг них снимают с подложки, остаётся только рисунок. Сверху его накрывают монтажной плёнкой, которая переносит рисунок на поверхность. Для термоплёнки монтажная лента обычно не нужна: прозрачная подложка сама держит рисунок до переноса.

Расчёт тиража наклеек

Ориентир. Задача: 1000 квадратных наклеек 60×60 мм, плёнка Oracal 641, рулон шириной 500 мм.

1. Шаг раскладки. Берём зазор между наклейками 3 мм, значит шаг 60 + 3 = 63 мм.
2. Наклеек в ряду. Рабочая ширина с учётом полей под прижимные ролики около 470 мм (по 15 мм с краёв, ориентир, смотрите руководство плоттера). 470 / 63 = 7,46, берём 7 штук в ряду.
3. Число рядов. 1000 / 7 = 142,9, округляем до 143 рядов.
4. Длина плёнки. 143 × 63 = 9009 мм, то есть около 9 м. С запасом на заправку и пробные образцы закладываем 9,5–10 м из 50-метрового рулона.
5. Периметр резки. У одной наклейки 4 × 60 = 240 мм, у тысячи 240 000 мм, то есть 240 м.
6. Время реза. При средней скорости на контуре 100–200 мм/с получается 240 / 0,1 = 2400 с (40 мин) или 240 / 0,2 = 1200 с (20 мин). Это ориентир: средняя скорость на мелких поворотах ниже паспортной, а паспортных 300 мм/с не бывает на тонком контуре.

На настольной модели с шириной мата 295 мм в ряд встанет 4 наклейки (4 × 63 = 252 мм), то есть 250 рядов или около 15,8 м плёнки. Это три-четыре прогона с перекладкой. Печатные наклейки по контуру режут только на модели с датчиком меток.

Типичные ошибки и брак

• Рваные края и задиры. Причина, как правило, в тупом ноже или слишком большом усилии. Лезвие нужно менять, а не пытаться компенсировать нажимом.
• Прорезана подложка. Усилие слишком большое или лезвие выставлено слишком глубоко. Мат или подложка портятся, плёнка слипается с ней по краям реза.
• Недорез. Плёнка не отходит от подложки в отдельных местах. Бывает, когда нож затупился, усилие маловато или плёнка лежит неровно.
• Закруглённые углы. Не подобран offset либо лезвие не подходит этой плёнке.
• Смещение контура на длинном куске. У Roland GS2-24 погрешность хода указана как ±0,2 % от пройденного расстояния или 0,1 мм (берётся большее). На 5 м это 5000 × 0,002 = 10 мм. Graphtec гарантирует точность на площади 2 м (5 м с дополнительной корзиной для плёнки), повторяемость до 0,1 мм на 2 м. Для длинных заказов плёнку режут кусками по 1–2 м и стыкуют.
• Усадка подложки от влажности. Orafol для плоттерных плёнок называет идеальными влажность 40–50 % и температуру от +18 до +22 °C: при отклонениях бумажная подложка расширяется или садится, и размеры реза меняются. Рулон перед резкой выдерживают в помещении.

Угол лезвия у ножей разный, и подбирают его под материал: для тонкой плёнки, для толстой, для оконной. Единой цифры для всех плёнок нет, поэтому в статье её тоже нет. Угол и тип ножа берите из руководства плоттера и листа плёнки.

Плоттер, лазер и бытовые машины

Лазер берёт плотные материалы: фанеру, акрил, кожу. Но он режет теплом, кромка плавится, а ПВХ греть нельзя. Плёнку и бумагу без нагрева берёт плоттер, фанеру и акрил он не возьмёт. Поэтому рекламным мастерским нередко нужны оба станка, об этом расчёт «Как рекламщику окупить лазерный станок». О том, что режет CO2-станок и с какими режимами, написано в статье о резке фанеры, акрила и кожи.

Бытовые машины класса Cricut и Silhouette работают на мате с небольшим полем: у Cameo 5 это 295 мм по ширине. Для хобби, малых тиражей и поделок их хватает. Заказ с рулоном в метр и длинным резом требует рулонной машины. При выборе сравнивайте по паспорту три вещи: ширину реза, максимальное усилие и то, как производитель указывает точность на длине. Другие материалы по теме собраны в подтеме «Режущие плоттеры», а про объёмные буквы и вывески читайте в отдельной статье.