Станок для камня и гранита: лазер, виброударный станок или фрезер, и что нельзя делать на лёгком портале

Три способа и кому какой

Гранит состоит из полевого шпата и кварца, поэтому по шкале Мооса он имеет твёрдость около 6–7, а мрамор из кальцита около 3. Отсюда разница: гранит режут и вырезают алмазом, мрамор берёт и твердосплавный инструмент. Выбор станка зависит от того, что надо получить.

Лазер: что на нём реально получится

Лучи CO2-лазера на камне не режут, а разрушают поверхность: тонкий слой скалывается, и тёмная полированная плита в этом месте становится светлой и матовой. Поэтому лучше всего получается на чёрном граните, диабазе и габбро, а на светлых породах рисунок бледный. Для таких задач хватает небольшого станка: в классе настольных CO2-граверов с полем до 600×400 мм и трубкой 20–95 Вт камень входит в перечень материалов для гравировки. Из того, что стоит в мастерских, у Wattsan 6040 контроллер Ruida RDC8445S, с которым работают привычные LightBurn и RDWorks, а мощность трубки выбирают под плиту по тестовым образцам.

Практики советуют:

• брать для гравировки камня малую мощность, 15–60 Вт: лишняя мощность даёт крупные сколы вокруг линий и размывает контур;
• тестировать режим на обрезке той же плиты: мощность и скорость подбирают матрицей из 5–6 квадратов, потому что партии камня различаются по плотности и крупности зерна;
• не гравировать влажный или грязный камень: плиту протирают и сушат;
• на светлом мраморе гравировку затирают тёмной краской, иначе рисунка не видно.

Портрет на лазере получается как «зернистая» картинка. Если задача — портрет для памятника с хорошей проработкой лица, операторы советуют смотреть в сторону виброударных станков, а лазер оставлять для надписей и орнаментов.

Виброударная гравировка

Это самый ходовой станок для памятников. Игла из твёрдого сплава или с алмазным наконечником многократно ударяет по камню, оставляя точку, а станок рисует портрет полутоновой сеткой из точек. Для фотографии это естественная техника: «светлота» задаётся плотностью точек. На полированном чёрном граните получается контрастный долговечный рисунок. Ударный станок работает медленнее лазера и расходует иглы, зато не нагревает камень и не даёт сколов вокруг линий.

Если вы выбираете оборудование под ритуальные заказы, ориентируйтесь на этот тип станков, а лазер или фрезер берите вторым, под надписи и контуры.

Подготовка фото для портрета

Хорошая гравировка начинается с файла. Практики называют общий порядок:

1. Исходник. Берут фото в высоком разрешении с ровным светом, без сильных бликов и теней. С размытой фотографии портрет не получится ни на каком станке.
2. Ретушь. Убирают фон, осветляют глаза, поднимают контраст лица. Тёмное на гравировке остаётся полированным камнем, светлое станок «выбивает».
3. Перевод в битовый режим. Фото переводят в чёрно-белое изображение из точек (в LightBurn это режим Dither или Halftone, в других программах Bitmap). Тоновый градиент без перевода в точки на камне не воспроизводится.
4. Размер и плотность. Подбирают разрешение и шаг линий под рабочее поле и размер пятна: реальную детализацию определяет диаметр пятна лазера или иглы, а не dpi в рекламе.
5. Проба. Тестовый вариант делают на обрезке. Только после этого портрет запускают на заказ.

Для светлого мрамора портрет затирают тёмной краской: канавки заполняют, лишнее снимают с полированной поверхности.

Фрезер по камню: что нужно станку

Здесь нужна не мощность шпинделя, а жёсткость. Основные пожелания практиков повторяются из темы в тему.

• Рама и портал. Чугунная станина или массивный портал. Лёгкий алюминиевый портал, цилиндрические направляющие и малая масса разбиваются на камне и на стали. На подачах выше 1–2 м/мин цилиндрические направляющие подклинивают.
• Защита механики. Вода и каменная пыль уничтожают рельсы и винты: нужны защитные кожухи, гофры, уплотнения. Электрику убирают от брызг.
• Инструмент. Алмазная или твердосплавная фреза (для камня обычно с спечённым алмазным покрытием, для нефрита и твёрдых пород алмазный спечённый инструмент).
• Охлаждение. Вода подаётся в зону резания, она охлаждает инструмент и смывает пыль.

Режимы, которые называют практики (для конкретного станка, не универсальные):

Перед 3D-обработкой камня на глубину рельефа делают пробный проход по контуру без сквозного прорезания: так видно, как поведёт себя конкретный блок. Цифры в таблице — отправная точка для разгона: начинайте с меньшей подачи, смотрите на нагрев инструмента, цвет шлама и звук.

Хорошо видно, где проходит граница, на описаниях лёгких фрезеров. Для моделей Wattsan A1 и M1 6090 производитель перечисляет дерево, МДФ, пластик, акрил и лёгкий алюминий, камня среди задач нет: рама, стол и портал, рассчитанные на дерево, под гранит не предназначены. Договор поставки тоже может ограничивать твёрдость обрабатываемого материала, и это стоит прочитать до покупки.

Что нельзя делать на лёгком портале

1. Фрезеровать гранит и камень на станке для дерева и МДФ: рама и направляющие не рассчитаны на нагрузку и воду.
2. Работать без воды: перегрев инструмента и шлам, который при высыхании превращается в абразивную пыль.
3. Работать без защиты механики: рельсы, ШВП и электрику закрывают.
4. Ставить подачу как на МДФ: инструмент для камня работает на меньших подачах и с малым съёмом.
5. Работать без аспирации и респиратора: пыль камня, особенно гранита (кварц), вызывает силикоз. Сухую шлифовку и пескоструй делают в респираторе и с отводом пыли, а мокрый способ снижает выброс пыли.

Типичный брак и его причины

Любой из этих дефектов проще поймать на обрезке плиты. Блок камня для памятника стоит заметных денег, и переделать надпись на нём нельзя, поэтому пробный образец из такого же камня делают всегда.

Какой станок под какую задачу

Если нужна общая картина по гравировке разных материалов, откройте статью про CO2-гравировку по дереву, коже, акрилу, стеклу и камню.