Чертежи для резки

Основные правила подготовки чертежей для лазерной резки

Основой для резки является чертеж детали, который должен быть представлен в электронном виде (AutoCAD 2000, AutoCAD 2002), в формате *.dwg и (или) *.dxf)

Под деталью подразумевается замкнутый наружный контур, внутри которого расположены отверстия (любой формы) и прорези. Прорези (любой формы) — незамкнутый рез — могут выступать за край наружного контура. Деталь и вырезанные отверстия имеют тот размер, который заложен в чертеже. Погрешность 0,05 мм. Ширина реза для стали толщиной 4 мм приблизительно 0,2 мм. Следует учесть также, что в месте врезки образуется отверстие диаметром значительно больше ширины реза, например для 4 мм стали приблизительно 2,5 мм.

Предложения по возможному расположению деталей на листе не обязательны. Вложение деталей может быть согласовано.

При создании чертежей деталей (AutoCAD 14, AutoCAD 2000, AutoCAD 2002) необходимо учитывать следующее:

1. Использование опции ORTO для рисования вертикальных и горизонтальных линий — желательно. 2. Контуры и резы должны быть образованы только слудующими графическими примитивами LINE, CIRCLE, ARC. Следовательно, можно использовать все команды создающие данные примитивы и работающими с ними. Например: RECTAGLE. POLYGON, PLINE, COPY, MOVE, SCALE, MIRROR и т.д. 3. Категорически запрещается использование команд SPLINE, ELLIPSE, а также опций FIT, SPLINE, DECURVE команды REDUT. 4. Текущая толщина линии при работе с командой PLINE равна 0. Current line-width is 0,000. 5. При создании кривых линий просьба не делать по возможности очень мелких кусков (лазер делает остановки в начале и конце графического примитива, чем крупнее дуги, тем ровнее рез). 6. Линии и кривые, прорисованные совпадающими линиями (отрезками, дугами и т.п.) будут прорезаться несколько раз. 7. В конце чертежа просьба обработать файл командой PURGE и уничтожить все невидимые блоки, слои т.п. 8. Замкнутые контуры желательно проверить на замкнутость.

Поставляемый для резки материал должен быть на 10 мм (минимум на 5 мм) больше внешнего контура детали. При использовании шрифтов Corel, контуры букв прорисовываются дважды и более раз, а криволинейные участки разбиты на мельчайшие точечные отрезки. Просьба переделывать их в соотвтетствии с вышеуказанными требованиями.

В случае предоставления чертежей в бумажном виде, мы не несем ответственности за качество работы. Заказчик, в данном случае, даёт расписку, что он согласен с этими условиями.

Преимущества и недостатки лазерной резки

С момента презентации первого реально работавшего лазера в 1954 году (тогда он назывался мазер) прошло по историческим меркам совсем немного времени. Однако представить себе современную жизнь без лазерных приборов невозможно. Лидируют лазерные технологии и в промышленности, в частности, в механической обработке конструкционных материалов.

При применении таких методов традиционным инструментом для резки и раскроя материала являются фрезы, ножовочные полотна, ленточные пилы. Многие из них выполняются из высококачественной инструментальной стали, но при этом все равно изнашиваются и подлежат замене. В этом смысле лазерная резка выигрывает тем, что вообще не требует дорогого расходного инструмента.

Наконец, отметим, что лазерный луч, сфокусированный до небольшого пятнышка на поверхности детали (около 0,004 мм), дает возможность с высокой точностью вырезать достаточно сложные заготовки с острыми углами, а благодаря отсутствию механического контакта с поверхностью позволяет обрабатывать даже очень тонкие материалы.

Бесспорно, лазерная резка обладает большим числом преимуществ перед традиционной. Назовем среди них:

• точность;
• отсутствие больших зон нагрева разрезаемых изделий;
• возможность вырезки сложных и объемных конструкций;
• легкость управления процессом;
• высокое качество поверхностей среза, а также продукции в целом;
• отсутствие остаточных деформаций в заготовке;
• возможность применения для резки металлов с высокой теплопроводностью;
• отсутствие механического контакта с заготовкой;
• возможность изготовления достаточно сложных и хрупких изделий;
• чистота техпроцесса, отсутствие запыленности;
• возможность автоматизации раскроя материала;
• отсутствие перегрева заготовки;
• возможность разрезания, помимо металла, таких материалов, как дерево, пластик, ткань, картон, а также кожа;
• малые сроки изготовления;
• возможность обработки материалов, подверженных риску деформации;
• локальная зона теплового воздействия.

Растровые и векторные файлы

Сравнение растровых и векторных изображений

Растровые файлы  состоят из набора сэмплированных точек пикселей. Как только вы увеличите масштаб таких файлов, вы увидите пиксельные части. Чем ниже разрешение файла, тем легче его увидеть.

Они ограничивают вас, предоставляя изображение с ограниченным разрешением и большим размером файла, но у них есть то преимущество, что они широко совместимы.

Примеры растровых файлов: PNG, JPEG, DPX, PSD, WebP, GIF и т. д.

Векторные файлы  являются масштабируемыми файлами (независимыми от разрешения). Поэтому вы не увидите потери качества при увеличении таких файлов.

Они выравниваются с помощью математических вычислений, которые соединяют разные точки изображения, не теряя своей первоначальной формы.

Поскольку векторные изображения создаются путем соединения различных точек с помощью изогнутых или прямых линий, они являются идеальным выбором при работе с лазерами, поскольку лазерные резчики или граверы могут легко следовать кривой или прямой траектории резки.

Популярными векторными файлами являются AI, EPS, SVG, EPS, EMF, DXF, DWG, SKP и STEP.

Как происходит лазерная резка металла по чертежам заказчика

Из вышесказанного становится ясно, что подготовить документацию на изделие или хотя бы просто сделать его чертеж в специальной программе – далеко не тривиальная задача. Для этого необходимо иметь определенные знания и опыт. На рынке сегодня существуют неплохие профильные компании, владеющие и тем, и другим. Они готовы помочь вам выполнить заказ, даже если ваши эскизы будут сделаны неумело и не совсем в том формате, в котором нужно.

С другой стороны, от того, насколько качественно будут сделаны первые эскизы, во многом зависит, как быстро будет получен нужный вам результат. Именно поэтому лазерная резка металла по чертежам или хотя бы размерам заказчика будет выполнена быстрее, чем без чертежей и особенно без размеров.

Конечно, скорость выполнения заказа зависит от многих причин. Но советуем вам постараться сделать хорошо хотя бы то, что зависит от вас.

Фирмы-производители обычно принимают в качестве технического задания (ТЗ):

3Д-модели.

Этот вариант ТЗ часто оказывается самым близким к итоговому заданию для изготовления, поэтому его бывает проще всего запустить в производство. Из форматов для 3Д-моделей, как правило, используют формат программы SolidWorks(.sldprt, .sldasm, .slddrw). Однако многие компании работают и с 3Д-моделями других форматов, например, .stp, .step, .igs, .iges, .sat.

Чертежи.

Представление ТЗ в виде чертежей – также весьма распространенный на сегодняшний день способ. Как правило, чертежи выполняют в форматах:

• AutoCAD (.dxf, .dwg).
• CorelDraw (.cdr).
• Adobe Reader (.pdf).

Форматы расположены в порядке снижения популярности их применения в данных целях.

Эскиз и размеры.

Но даже если у вас нет никаких документов на планируемое к выпуску изделие, вы найдете хорошую производственную фирму, имеющую в своей структуре конструкторский отдел. Она подготовит нужную производственную документацию и изготовит изделие по приблизительному эскизу, можно даже «от руки»

Важно только указать нужные вам размеры. Это, собственно, и будет лазерная резка по размерам заказчика

Образец.

Наконец, возможен выпуск изделий просто по образцу «начинки» или по чужой модели аналогичного изделия. Принесите уже готовую деталь, сделанную где-нибудь в Северной Корее, и попросите наштамповать тысячу таких, но качеством повыше. Все это на современном оборудовании можно легко сделать.

После того как ТЗ будет принято к исполнению, конструкторский отдел фирмы доработает техническую документацию до нужного уровня детализации, и изделие уйдет в производство. Этап создания 3Д-модели в ряде случаев опускают, например, когда изначально было правильно указано все необходимое. На заключительном этапе осуществляется контроль изделия на предмет соответствия его ТЗ.

Лазерный станок + фанера + макет = готовое изделие.

Если вы хотите заняться резкой фанеры и других материалов на лазерном станке, то без правильно подготовленного макета не обойтись.

Fabula Metallic. Печать Фотографий, Постеров, Картин, Табличек На Металле – Подробнее

Векторные макеты простых фигур с псевдо-гравировкой.*

Для качественной и правильной резки заготовок на лазерном станке, векторная графика должна быть оптимизирована, это значит, что у векторов нет наложения линий двух фигур, проходящих по одной траектории, и нет пересекающихся и накладывающихся друг на друга фигур.* псевдо-гравировка – это прочерчивание (в режиме резки) рисунка по контуру на малой мощности лазерного излучателя. Возьмем для примера векторный макет Деда мороза (Санта Клауса).

Фото1. Так выглядит векторный макет с градиентной заливкой фигур.

Уберем заливку фигур и включим контуры (абрисы). Картинка станет совсем другой, глядя на неё отчетливо видно множество пересекающихся и накладывающихся объектов.

Фото 2. Так выглядит макет без заливки, с контурами (абрисами) фигур.

Как вы понимаете, данный макет абсолютно не пригоден для лазерной обработки (резки, гравировки). Оптимизация заключается в удалении лишних узлов и векторов, в вычитании одних фигур из других и последующем удалении накладывающихся линий.

Для примера возьмем три объекта (три фигуры), бороду, туловище и оторочку шубы. Вычитаем центральную часть туловища из большей части, из получившейся фигуры вычитаем бороду и оторочку шубы.

Фото 3. Вычитание фигур.Фото 4. Накладывающиеся друг на друга векторы.

Очень хорошо видно, как дуга верхней части рукава накладывается на участок бороды, расположенной параллельно проекции этой дуги, в этом месте луч лазера пройдет дважды, очерчивая бороду и очерчивая рукав.

Фото 5. Удаление накладывающихся векторов.

Разрываем узлы и удаляем дуги верхней части рукавов. Теперь лазерный луч пройдет здесь только один раз, очерчивая бороду. По такому же принципу оптимизируем все вектора данного макета, в результате получим вектор показанный ниже.

Фото 6. Оптимизированный для лазерной резки векторный макет.

Так выглядит макет, оптимизированный для лазерной резки и псевдо-гравировки. Красный и черный цвет –  это резка насквозь, зеленый цвет – прочерчивание (псевдо-гравировка). На картинке справа, для наглядности, разными цветами контуров обозначены линии, из которых состоит Дед Мороз.

Фото 7. Разобранный оптимизированный векторный макет.

Если разобрать макет на отдельные фигуры, видим, что он состоит как из отдельных линий, так и из отдельных целых объектов, но они нигде не накладываются и не пересекаются, это значит, что лазерный луч не будет проходить по одному и тому же месту дважды, а так же программа управления лазерным станком корректно обработает вектор и не будет потерянных линий на готовом изделии.

Фото 8. Заготовка из фанеры.

Заготовка для раскрашивания или другой техники декорирования, вырезанная из фанеры по данному макету. Скачав оптимизированные для лазерной резки и гравировки макеты, вы можете сразу приступить к резке, не тратя время на самостоятельную подготовку или принести их в электронном виде в любую фирму имеющую лазерный станок и получить готовую заготовку из фанеры.

Допустимые файловые форматы

Предоставленные чертежи должны быть приведены к форматам программных пакетов AutoCAD или CorelDraw.

Требования к файлам AutoCAD

• Наиболее подходящая версия программного пакета – AutoCAD 2000.
• Требуемый масштаб для готового документа – 1:1, тип координатной системы – World, плоское 2D-представление.
• Составными элементами объектов должны быть замкнутые линии (не spline). Допустимые линейные типы: Arc или Line.

Требования к документам CorelDraw

• Используемые версии CorelDraw – от 6 до 14.
• Объекты текстовых вставок или отдельных символов следует преобразовать в кривые (Curves).
• При построении всех чертежей ширину кривых необходимо зафиксировать константой Hairline.
• Используемый масштаб – 1:1.
• Все контуры, в том числе отверстия, необходимо создавать с помощью одного замкнутого фрагмента.

Размещение формы/пути

Размещение фигуры в Adobe Illustrator

Выполняя несколько вырезов из листа, вы можете размещать детали близко друг к другу, чтобы уменьшить потери материала и получить больше вырезов.

Конструкции с перекрывающимися формами представляют серьезную проблему при лазерной резке. Несмотря на то, что мы не можем видеть основной путь/форму, управляющее программное обеспечение видит его во входных данных многослойных векторных файлов.

Лучше всего сделать это одним путем без каких-либо перекрытий. Программы САПР, такие как Adobe Illustrator, имеют встроенные инструменты построения форм, которые могут эффективно выполнять такие операции.

Связывание перекрывающихся фигур в Adobe Illustrator с помощью встроенного инструмента создания фигур

Толщина заливки и контура

Для лазерной резки

Так как лазерные лучи имеют тонкую фиксированную ширину, они не подходят для рисунков с толстыми штрихами.

Если возможно, при подготовке изображения для лазерной резки работайте с векторными файлами, такими как SVG, PDF, AI и DXF, поскольку они широко совместимы со многими программами управления.

При разработке векторных фигур или контуров в программном обеспечении для резки оставьте для параметра заливки значение «Без заливки», измените цвет обводки на «RGB Red» и отрегулируйте толщину обводки примерно до 0,001 pt.

Эти настройки помогут управляющему программному обеспечению быстро определить траекторию реза.

Для лазерной гравировки

При подготовке произведений искусства для лазерной гравировки наилучшим вариантом являются файлы растровых изображений (BMP).

С помощью BMP программное обеспечение для управления лазером может идентифицировать пиксельные сетки и работать столбец за столбцом, а качество гравировки будет зависеть от разрешения изображения.

Когда вы работаете с высококачественными изображениями, время, затрачиваемое на работу, также увеличивается из-за увеличения информации о пикселях.

Вы также можете использовать векторные файлы для гравировки, но не забудьте отключить обводку и заполнить форму черным цветом RGB.

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.

Оборудование для лазерной резки металла по чертежам

Использование станков для лазерной резки и гравировки металлов по чертежам имеет следующие преимущества:

• возможность работы с материалами, имеющими разные свойства;
• высокая скорость резания металла;
• возможность обработки сложных контуров;
• практически отсутствует механическое воздействие на обрабатываемую заготовку;
• использование компьютеризированного управления.

Как правило, современный станок, предназначенный для лазерной резки металла по чертежам, состоит из:

• лазерного источника;
• станины;
• привода, редуктора и передач;
• системы охлаждения;
• системы подачи газа и удаления дыма;
• блока управления;
• алгоритмов и программ.

На этапах накачки лазера и формирования луча для резки металлов обычно используются волоконные либо газовые установки. В волоконном лазере окончательное формирование луча происходит в резонаторе, куда луч поступает по световому кабелю из модуля накачки. Далее он по такому же волоконному тракту передается к режущей головке.

В газовом лазере луч формируется в специальном газовом резонаторе, а затем, направляемый системой зеркал, передается в головку. Режущая головка представляет собой набор линз, автоматически фокусирующих проходящий через них луч света. В зависимости от типа установки, мощность лазеров в современных моделях достигает 4–6 кВт. Первые экземпляры волоконных лазеров появились в 80-е годы прошлого века, сегодня можно встретить и более мощные модели – до 20 кВт. При этом КПД оборудования, как правило, не превышает 10–15 %.

Станина сваривается в единое целое из нескольких элементов и представляет собой жесткую, надежную и долговечную конструкцию.

Рекомендовано к прочтению

• Резка меди лазером: преимущества и недостатки технологии
• Виды резки металла: промышленное применение
• Металлообработка по чертежам: удобно и выгодно

Задачей привода является обеспечение быстрого и точного перемещения координатой системы станка. Такой привод должен быть мощным и не иметь люфта. В современном станочном оборудовании точность положения режущей головки по каждой из осей должна быть порядка ±0,01 мм. Максимальная скорость резания в таких станках достигает 50 м/мин.

Охлаждение лазерного источника, как правило, применяют либо воздушное, либо водяное.

Важным моментом технологической цепочки является способ удаления продуктов резания. При резке происходит один из физических процессов: испарение, плавление или горение. Во всех трех случаях приемлемые результаты дает удаление продуктов резания из рабочей области путем продувки ее технологическими газами. В качестве такого газа часто используют сжатый воздух. Иногда для удаления дыма применяют специальные системы.

Управляется система блоками ЧПУ, в состав которых входят: специализированный управляющий компьютер и программное обеспечение к нему. Переход к производству новой продукции сводится зачастую к загрузке новой программы, поэтому такие производственные системы часто называют гибкими.

Движение режущими головками управляется по трем осям прямоугольной декартовой системы координат. Для управления по оси Z (регулировка высоты) используется обратная связь. Координаты положения лазерного луча фиксируют специальные датчики.

Программное управление работой станка обычно реализуется на основе одной из известных операционных систем (ОС), например, Windows, а также специального и прикладного софта, который вводится в станок из локальной сети или через стандартные порты USB.