Современные компьютерные технологии если и не полностью избавили от необходимости применять ручной труд, то свели ее к минимуму точно. Применение лазерных станков тоже с каждым годом приобретает все больше поклонников.
Лазерными станками с ЧПУ называют целый комплекс приспособлений, предназначенных для обработки различных поверхностей. Управление осуществляется при помощи компьютерных программ.
Уважаемые станкостроители, для Вас мы подобрали большое количество моделей в формате dxf, скачать бесплатно можно ЗДЕСЬ.
Какие материалы можно обрабатывать?
Аппарат применяется для обработки, создания рисунков на многих видах поверхностей:
- Зеркало.
- Стекло.
- Камень.
- Акрил.
- Кожа.
- Бумага.
- Картон.
- Дерево.
- Шпон.
- Фанера.
И это далеко не полный список возможностей применения резки с ЧПУ. Применение бесконтактных технологий позволит обработать даже материалы небольшой толщины. Недавно автоматизация такой работы считалась в принципе невозможной. Как и простое создание рисунков для ЧПУ лазера.
Принцип работы прибора
В настоящее время любое лазерное оборудование отличается приемлемым уровнем цен. Потому оно набирает популярность, используется не только в крупном, но и в мелком бизнесе. Незаменимыми помощниками станут и рисунки с шаблонами, представленные в настоящем разделе. При этом качественная работа и высокая продуктивность характерны даже для самых бюджетных моделей.
Чтобы правильно использовать рисунки с помощью резки, надо понять, из чего состоит станок:
- Цельная станина.
- Стол, расположенный в горизонтальной плоскости.
- Передвижной портал. Его оснащают специальной головкой, излучающей лазерный луч.
Шаговой электромотор позволяет привести оборудование в движение. Числовая программная схема организует регулировку всех параметров. Приспособление с Числовым Программным Управлением устанавливает на определенных позициях лазер вместе с другими устройствами, исполняющими рабочие операции.
У узла оптики агрегатов тоже несколько компонентов.
- Трубки с лазером.
- Излучатель в виде головки.
- Отражающие устройства с формой зеркал.
- Фокусировочный механизм.
- Линза фокусировки.
Делаем ретро-игру из 80-х или как готовить макеты для лазерной резки
Хабр, привет! Так получилось, что меня давно просили сделать старую настольную игру из СССР — «Сражение». Вот пришло время выполнять обещание, заодно решила показать как создавать макеты для лазерной резки и что получается в итоге. Большой сложности в этом нет, но есть некоторые нюансы.
Много статей хабра по теме DIY содержит жалобы: на отсутствие навыков работы с лобзиком, малую жесткость картона, сложности с созданием корпуса. Каждый сам выбирает способ реализации своих идей, но мне важно показать как легко можно сделать макет в том же Inkscape, отдать его в работу и получить готовые детали.
Сама игра «Сражение» выпускалась в СССР в 80-х и, явно, была сделана по мотивам западной игры «Stratego». Восстанавливали игру по фотографиям из интернета.
Оборудование с возможностями
У данного оборудования основной рабочий инструмент – с лазерной основой. Его отличает высокий показатель мощности. Благодаря чему и становится доступной обработка материалов, наделенных параметрами разного типа. Благодаря таким технологиям можно получать детали с различными характеристиками, габаритами.
Возможности установок на лазере стоит рассмотреть подробнее, чтобы правильно использовать рисунки с шаблонами.
- Резка.
Это доступный вариант технологии, хотя и не самый эффективный. Лазерный резак потребляет меньшее количество энергии, чем плазменный аналог при выполнении такой же работы. Даже при применении термической обработки. Преимущество данной разновидности резки – точность краев, возможность сохранить оптические показатели.
Как создать макет интерьерного слова для лазерной резки
В данной статье я опишу основные требования к файлам и некоторые приемы создания макетов для лазерной резки и гравировки. Примеры я буду рассматривать на основе программы CorelDRAW Graphics Suite x6. Вообще говоря, файлы можно подготавливать в любых векторных редакторах, но в любом случае следует учитывать несколько основные правил, которые помогут вам сохранить время и деньги.
1. Файл следует сохранять в формате *.cdr (не выше версии х6). Файлы, созданные в других программах (например AutoCAD или Adobe Illustrator) или имеющие другие расширения (например, *.dxf , *.plt или *.ai), иногда отображаются некорректно и могут потребовать доработки.
2. Макет не должен содержать в себе растровые изображения, вспомогательные линии, бесцветные или белые линии, а также заливки.
3. Макет должен быть выполнен в масштабе 1:1. Рекомендуется дублировать габаритные размеры изделия в пояснении к файлу.
4. Все элементы для резки должны быть размещены на одной странице. Также не рекомендуем делать самостоятельно раскрой.
5. Не допустимо использовать для построения изображения толщину линий. В файле все линии должны иметь толщину Hairline (Сверхтонкий абрис).
6. Все контуры, если иное не предусмотрено изначально, должны быть замкнуты. Особенно это касается контуров для элементов гравировки.
7. На макете следует избегать двойных линий, мусора. Например, не удаленные мелкие элементы, оставшиеся после построений чертежа, очень острые углы, изломы, ступеньки, плохое сопряжение дуг. Так как цена изделия рассчитывается исходя из длины резки, то присутствие таких ошибок может серьезно повысить итоговую стоимость работ.
8. Недопустимо самопересечение линий, и использование общих линий резки для разных элементов. В таких случаях высока вероятность брака. Также следует избегать чрезмерного количества узлов.
9. Не допускается наложение элементов друг на друга. Такие элементы необходимо «слить» в один.
10. При совмещении в одном изделии резки и гравировки или контурной резки (резка не насквозь), разные контура должны быть обозначены разным цветом.
11. Все символы и текст должны быть преобразованы в кривые линии.
12. Также стоит заранее учитывать прочность конструкции и не делать несущие элементы слишком тонкими.
Для примера давайте рассмотрим подготовку векторного файла для создания интерьерного слова на подставке «счастье» длиной 50 см из фанеры 6 мм с объединенными буквами. Этот пример я буду рассматривать в программе CorelDRAW Graphics Suite x6.
1. Для начала создадим в CorelDRAW новый файл, кликнув на выделенные элементы или из меню «Файл» — «Создать» (Ctrl+N).
2. Воспользуемся инструментом «Текст» (F8) из панели инструментов в левой части программы. Напишем слово «счастье» в верхнем регистре. Затем выберем шрифт в выпадающем списке на панели свойств. Если ни один из представленных шрифтов вам не понравился, то в интернете существует масса сайтов по подбору шрифтов. В нашем примере я использую шрифт «Cooper».
3. Выберем наш текст и преобразуем его в кривые. Будьте аккуратны, так как после этого изменить шрифт или внести правки в текст уже будет нельзя.
4. Уберем заливку и сделаем контуры черным цветом. Для этого выберем все элементы и щелкнем левой кнопкой мыши (ЛКМ) на перечеркнутый белый квадрат, а правой кнопкой мыши (ПКМ) на черный квадрат на цветовой панели. Затем выберем толщину линий «сверхтонкий абрис» на панели свойств. И разъединим все наши линии (выпадающая панель «Упорядочить» — «Разъединить Кривая»).
Теперь можно выбрать каждую из линий отдельно. Это нам понадобится, чтобы слить воедино все буквы и наше слово вырезалось бы без разрывов.
5. Сделаем так, чтобы буквы касались, но при этом не сильно заезжали краями друг на друга. Для этого будем выбирать каждую из букв, зажав и удерживая ЛКМ и выделяя рамкой или щелкая ЛКМ на самой линии. Для выбора нескольких линий нужно дополнительно нажать и удерживать Shift. Для передвижения элементов по рабочей области можно использовать стрелки клавиатуры или перемещать элементы мышкой, зажав и удерживая ЛКМ и Shift (при зажатом Shift перемещение происходит параллельно или перпендикулярно от начального положения).
В результате наше слово примет следующий вид.
6. Чтобы слить буквы в одно слово можно воспользоваться несколькими методами.
6.1.а. Выберем все элементы и нажмем на инструмент «Создать границу» на панели свойств. При этом только получившаяся граница останется в выборе.
6.1.б. Выберем дополнительно внутренние элементы у букв «А» и «Ь» (зажав Shift нажимая ЛКМ на нужные линии) и перетащим все элементы на свободную область рабочего пространства.
Выберем ненужные линии и удалим их клавишей DEL.
6.2.а. Иногда необходимо вручную удалять все линии пересечений. Для таких операций подходит инструмент «Удаление виртуального сегмента» на панели инструментов. Выберем его и рамкой (зажав ЛКМ) или простым кликом ЛКМ будем удалять с чертежа ненужные линии. Чтобы избежать ошибок, лучше это делать при большом приближении.
6.2.б. При методе удаления виртуальных сегментов линии остаются разомкнуты. Давайте замкнем их. Выберем все элементы и в выпадающем меню «Упорядочить» активируем меню «Соединить кривые». Для большинства случаев расширения допуска зазоров 0,2 мм будет достаточно. Нажмем «Применить».
В каких направлениях используется оборудование?
Это важный момент для тех, кто только собрался приобретать станки.
- Создание сувенирной продукции.
В производстве сувенирной продукции именно лазерные станки показали высокую эффективность. Уже говорилось о том, что бесконтактная обработка делает возможным создание рисунков на деталях с любыми параметрами. Что облегчает весь рабочий процесс. Даже ручки и USB-брелоки обрабатываются при помощи данной технологии.
- Информационная, наградная продукция.
Лазерные станки удобно использовать для изготовления табличек с какой-либо информацией. Дипломы из двухслойного пластика, наградные сертификаты – и в этой сфере лазерным станкам практически нет равных. Главное – подобрать правильные чертежи.
- Рекламная продукция.
Особенно оборудование актуально при создании интерьерных и наружных элементов. Удачно после применения станков смотрятся поверхности из акрила, оргстекла – у них появляется глянцевый торец, радиусов от фрезы не остается. Чем мельче элемент – тем проще его будет вырезать, когда применяются плазморезы.
- Резка фанеры и шпона.
При оформлении интерьеров технология лазерной резки получила широкое применение. Речь идет об изготовлении накладных элементов, декорировании мебели, создании радиаторных и вентиляционных решеток. Обычно речь идет об элементах с небольшой толщиной, хрупких.
На фрезерах изготовить такие детали практически невозможно, потому как сложно избежать появления сколов и трещин, других подобных дефектов. Детские игрушки конструкторы и отдельные элементы интерьера так же могут быть изготовлены с применением данной режущей технологии.
Для данного направления характерно и активное применение лазерной резки шпона. Особенно, когда речь идет о производстве маркетри, инкрустации. В Эрмитаже многие предметы созданы с использованием данной технологии.
- Упаковочные работы, изменение структуры поролона и пластиковых изделий.
Уже мало кого удивишь упаковкой, изготовленной с применением именно лазерных станков. Оборудование удобно тем, что его можно легко и быстро запрограммировать в любой момент. Не надо привязываться к определенному тиражу, настраивать сложные линии для подачи материалов. Поверхность избавлена от заломов при бесконтактной обработке. Поверхность рисунка выглядит красивой.
Сборка
Соединяем две части игрового поля, проверяем, что все собирается нормально.
Выдавливаем детали фишек из чипборда.
Соединяем верхние и нижние детали фишек.
Кстати, вот несколько фотографий крупным планом что представляет себя деталь фишки вырезанная чипбордом.
Спереди
Сзади
На просвет
Сверху готовой фишки виден небольшой выступ от перемычки
Собираем верх и низ игровой коробки. Крышку пришлось подклеить, а нижняя часть коробки собралась без клея.
Все компоненты игры складываем в коробку.
Добавляем распечатку правил игры.
Игра готова
Проверили изделие в игре, даже в неокрашенном виде, вполне играбельно!
Известные проблемы
1. Игра требует покраски, но моих сил и умений на нее пока не хватило. Поэтому игра в этой статье представлена как «бесцветная».
2. Игровое поле конструктивно состоит просто из листа фанеры и все дефекты листового материала никак не компенсируются. Фанера — «живой» материал и его листы могут отличаться от плоскости.
В результате, некоторые края поля заметно выгнуты вверх.
Думаю, что для поля можно было выбрать более толстую фанеру, у которой эти дефекты проявляются меньше. Еще дефекты материала могут быть исправлены конструктивно, к примеру, добавить к полю окантовку из боковых деталей (как у коробки), взаимное соединение деталей выпрямляет кривизны.
3. Немного просчиталась с высотой коробки — надо было делать чуть по выше, а то приходится все фишки на бок переворачивать иначе коробка не полностью закрывается.
Дополнительные советы по работе
Следующие факторы должны быть учтены при эксплуатации.
- Лазерную гравировку можно использовать, не создавая печатные формы, клише и матрицы. Соответственно, не нужно приобретать дополнительное оборудование, привлекать к обработке больше людей.
Большинство операций легко выполняются в домашних условиях. Как и сама подготовка рисунков. Резать их не составит труда.
Благодаря этому экономится и время, которое тратится на допечатную обработку. Производственный процесс ускоряется, производительность любой установки становится лучше.
- Лазерные технологии известны тем, что не требуют применения большого количества материалов.
Без самого лазера гравировка не выполняется. А установка работает на питании от обычной электроэнергии. Одного лазера должно хватать примерно на 20 тысяч часов непрерывной работы. Интенсивная эксплуатация одного устройства может длиться до 7 лет. Даже если резка проводится постоянно.
- Один оператор вполне справляется с обслуживанием установки. Главное требование – умение работать с графическими программами.
- Изделия можно изготавливать как малыми, так и единичными партиями. Для оформления рисунков и их непосредственного производства создаются рабочие файлы, в специальной программе.
- Итог любой работы – получение долговечных изображений, устойчивых к воздействию любых внешних факторов. Чертеж можно сохранить на будущее.
Подготовка макетов
Для выполнения лазерной резки необходимо подготовить векторные файлы, мы будем использовать бесплатный редактор Inkscape. Перед началом работы важно правильно настроить редактор.
По умолчанию Inkscape считает размер объектов вместе с толщиной линии обводки, для лазерной резки такой способ расчета не подходит.
Последовательно выбираем нужную панель настроек: Preferences (Shift+Ctrl+P) -> Tools и переключаем параметр «Bounding box to use» на «Geometriс bounding box»
(вместо выбранного по умолчанию «Visual bounding box») (В русском варианте интерфейса настройки именуются так: Параметры (Shift+Ctrl+P) — Инструменты -> Используемая площадка (BB) — «Геометрическая площадка»).
Так же, желательно, установить в настройках документа в качестве основных единиц — миллиметры: File -> Document Properties… -> Display units: mm.
Оригинальное поле игры было сделано из картона и сгибалось пополам, изображение на поле формировалось только двумя цветами синим и зеленым. Эти цвета использовались и как цвета войск противников, так и цвета карты (озер и лесов).
Из найденной старой фотографии игры получим векторы для групп изображений: лиц военных чинов, лесов и озер. Для каждой группы готовим отдельный растровый файл, в котором не будет других изображений, кроме выбранной группы. Получим три растровых изображения: с одним рядом лиц, с двумя центральными озерами и с контурами зелени (лесами). Полученные изображения добавляем в Inkscape и по отдельности векторизуем, в параметрах векторизации задаем векторизацию из двух цветов.
Игровую сетку, номера и названия званий векторизовать не требуется — их проще создать новые.
Создаем векторный документ поля игры. Для начала формируем из векторных линий сетку будущей игры, затем добавляем векторизованные изображения на соответствующие им места. Вручную добавляем тексты с номерами воинских чинов и с названиями званий. Все тексты преобразуем в кривые.
Ряд чинов с одной стороны поля копируем на противоположную сторону.
В результате получаем векторное изображение игрового поля готовое к печати. Но мы же планируем не печатать поле, а резать и гравировать. Требуется указать на эскизе для каждой линии способ ее обработки. Способы обработки задаются указанием уникального (в рамках эскиза) цвета линии.
Наше игровое поле имеет только один контур для резки — его внешний край — зададим ему черный цвет. Для линий сетки, контуров зелени и озер зададим фиолетовый цвет — их будем гравировать линией. Портреты, названия и номера воинских чинов зададим третьим цветов — красным, это тоже гравировка, но пока оставляем возможность выбора делать для них сплошную гравировку или только линией, по этому и выделяем отдельный цвет обработки.
Игровое поле получилось большим 260х326 мм, чтобы игру было удобнее хранить и требовалась коробка меньшего размера — разделим поле на две разборные части, соединяющиеся между собой по типу пазлов.
В исходной игре фишки согнуты из картона и вставлены в пластиковые подставки. Из фанеры конструкция фишек будет другой, сделаем прямоугольную основу-подствку и на ней вертикально разместим деталь с номером юнита. Соединяем верхнюю и нижнюю детали с помощью стандартного метода «шип-паз». Высота шипа и ширина паза должны быть равны толщине материала, в нашем случае это 2.9 мм. Длины паза и шипа совпадают, но их размеры после резки будут отличаться на толщину линии реза, т.е. шип будет входить в паз с зазором. Чтобы детали можно было соединять без клея добавим на шип специальные утолщения в виде дуг (выступающих с каждой стороны по 0.25 мм), которые обеспечат соединение деталей с легким усилием.
Нам требуется сделать 42 фишки для каждого из игроков, делать каждую фишку как отдельную заготовку нетехнологично и дорого. Тяжело работать с мелкими деталями, которые при резки падают на дно станка, их надо собирать, сортировать, подсчитывать и упаковывать. Чем мельче деталь тем сложнее с ней работать. Вот для таких случаев хорошо подходит резка деталей «чипбордом», когда есть одна крупная родительская заготовка, а в ней множество дочерних мелких деталей, у которых контуры не прорезаны до конца и они держатся в родительской детали на перемычках. Дочерние детали можно выдавить из родительской детали легким усилием.
На эскизе резку чипбордом можно реализовать как разрывы в линиях обычной резки. Ширина разрыва зависит от толщины реза лазера и материала для обработки. Для фанеры 2.9 я использую разрывы размером 0.17 мм для деталей, у которых любая из сторон меньше 50 мм и 0.22 мм для бОльших деталей.
Но формирование резки «чипбордом» у меня автоматизировано, достаточно указать для таких линий свой тип-цвет.
Создаем прямоугольный родительский блок и помещаем на него все 42 фишки — по две детали на каждую фишку (верхнюю и нижнюю). Размещаем на фишках цифры званий, фигуры мин и флага. Две запасные фишки оставляем без изображений.
Задаем цвета обработки:
- для контуров фишек — сине-зеленый цвет (циан) — резка «чипбордом»,
- для контура базовой детали и пазов-прорезей — черный — обычная резка,
- для изображений на фишках — красный — гравировка линией.
Эту заготовку надо будет сделать в двух экземплярах (на каждого игрока).
Короб с крышкой для хранения игры делаем на той же технологии «шип-паз», но у меня есть готовый генератор коробок по размерам, им и воспользуюсь. Задаем внутренние размеры короба: 270х178х32 мм и получаем готовые макеты коробки.
На крышку короба нанесем изображение по мотивам оригинальной коробки. К сожалению, узор с коробки не подходит для автоматической векторизации, поэтому пришлось потратить время и нанести нужные линии изображения вручную.
Боковины коробки и крышки удобно сделать чипбордом, чтобы вместо 8-х деталей получить две. В результате для коробки получили 4 заготовки:
Лазерная гравировка: подробнее о технологии
При использовании данной технологии предполагается, что методом сублимации материал удаляется с поверхности заготовок. Результат достигается благодаря воздействию на поверхность материала сфокусированного лазерного пучка. Мощность при работе резкой для него сохраняется максимальная. Главное – правильно управлять параметрами установки, чтобы добиться желаемого результата. Лазерная гравировка во многом работает по таким же принципам, что и принтер. Оборудование максимально удобно благодаря тому, что практически ни один этап не осуществляется вручную. Это требуется только при подготовке рисунков. А в готовом виде изображение прослужит максимально долго, без каких-либо повреждений.
