Die Welt der Laserbearbeitung hat sich weit über das einfache 2D-Oberflächenätzen hinaus entwickelt. Heute ermöglicht die 3D-Lasergravur (oder Tiefengravur) Herstellern, atemberaubende, taktile Reliefs, strukturierte Muster und nahtlose Markierungen auf nicht-flachen, gekrümmten Oberflächen zu erstellen. Dieser revolutionäre Wandel hängt vollständig von einem entscheidenden Faktor ab: der Wahl des richtigen Materials.
Welches sind also die besten Materialien für diesen anspruchsvollen Prozess? Die kompatibelsten und effektivsten Materialien für echtes 3D-Contouring und Tiefenbearbeitung sind Holz und Leder, eloxierte Metalle und Gegossenes Acryl.
Organische Materialien sind in der Regel die Champions der Tiefengravur, wenn ein CO2-Laser verwendet wird. Ihre Zellstruktur ermöglicht es ihnen, sauber zu verdampfen und hochkontrastreiche, strukturierte und tiefe Reliefs zu hinterlassen.
Holz ist der Goldstandard für die Tiefengravur, da es unter einem CO2-Laserstrahl effektiv verkohlt und verdampft. Das Ergebnis ist ein kontrastreiches Relief mit einer schönen, natürlichen Textur.
Kompatibilität: Ausgezeichnet für CO2-Laser.
Beste Anwendungen: Erstellung topografischer Karten, individueller Holzschilder mit tiefem Relief, Architekturmodelle und strukturierte Muster, bei denen der Benutzer den Tiefenunterschied spüren kann.
Profi-Tipp: Verwenden Sie für maximale Tiefe eine niedrigere Geschwindigkeit und höhere Leistung und führen Sie mehrere Durchgänge durch. Um den Kontrast zu erhöhen, reinigen Sie die endgültige Gravur mit einer Zahnbürste und milder Seife und versiegeln Sie sie dann mit einem Ölfinish, um die verkohlten Bereiche dunkler zu machen. Achten Sie auf die Rolle der Maserungsrichtung: Vertikale Maserung neigt dazu, Details besser zu halten als horizontale Maserung, wenn tief graviert wird.
Echtes und Kunstleder sind beliebte Materialien für die 3D-Gravur, da sie sich luxuriös anfühlen und die reiche Patina durch den Laser erzeugt wird.
Kompatibilität: Sehr gut für CO2. Faserlaser können ebenfalls verwendet werden, aber CO2 bietet eine bessere Kontrolle über die Tiefe für natürliche Materialien.
Beste Anwendungen: Personalisierung individueller Geldbörsen, Erstellung einzigartiger Gürteldesigns oder Herstellung komplizierter Aufnäher mit unterschiedlichen Tiefeneffekten zur Simulation von Nähten oder feinen skulpturalen Details.
Profi-Tipp: Testen Sie Ihre Geschwindigkeits- und Leistungseinstellungen sorgfältig. Leder hat eine niedrige Zündtemperatur, und die Verwendung übermäßiger Leistung kann das Material schnell durchbrennen und den 3D-Reliefeffekt ruinieren. Ein sanfter Ansatz mit mehreren Durchgängen ist immer sicherer und liefert bessere Ergebnisse als ein einzelner, aggressiver Durchgang.
Corian, eine porenfreie feste Oberfläche aus Acrylpolymer und Aluminiumtrihydrat, ist ein wenig genutztes Juwel in der 3D-Gravur.
Kompatibilität: Gut für CO2.
Beste Anwendungen: Hochwertige Architekturmodelle, Beschilderungen in Museumsqualität und die Erstellung flacher, präziser Formen. Im Gegensatz zu Holz bietet Corian einen glatten, nicht strukturierten Hintergrund, so dass die Tiefenvariation selbst das primäre visuelle Merkmal ist.
Für Anwendungen, bei denen die Materialabtragsgeschwindigkeit, der Farbkontrast und die Haltbarkeit von größter Bedeutung sind, werden Materialien bevorzugt, die mit Faserlasersystemen kompatibel sind – oder technische Kunststoffe, die für CO2 geeignet sind.
Während echtes Tiefenbearbeiten in massivem Metall spezielle, leistungsstarke Femtosekundenlaser erfordert, werden 3D-Lasersysteme häufig auf eloxiertem Aluminium für die Hochgeschwindigkeits-Konturmarkierung verwendet.
Kompatibilität: Ideal für Faserlaser.
Beste Anwendungen: Serialisierung und Branding auf gekrümmten Oberflächen von Gehäusen von Unterhaltungselektronik, medizinischen Instrumenten oder Automobilteilen. Die 3D-Fähigkeit wird verwendet, um einen konstanten Brennpunkt über die Krümmung aufrechtzuerhalten und die farbige Anodenschicht schnell zu entfernen, um das helle Aluminium darunter freizulegen. Die Geschwindigkeit und Qualität der Markierung auf gekrümmten Oberflächen machen dieses Material hocheffizient.
Acryl (PMMA) ist ein gängiges Material, aber der Typ ist entscheidend für den Erfolg in einer 3D-Anwendung.
Kompatibilität: Ausgezeichnet für CO2.
Kritischer Unterschied: Gegossenes Acryl ist der einzige Typ, der für Tiefenbearbeitung und 3D-Relief empfohlen wird. Wenn es von einem Laser getroffen wird, verdampft gegossenes Acryl sauber zu einem feinen Pulver und hinterlässt eine matte, strukturierte und saubere Ätzung, die sich perfekt für Reliefarbeiten eignet. Extrudiertes Acryl schmilzt beim tiefen Gravieren zu einer klebrigen Substanz und erzeugt ein klebriges, unebenes Durcheinander, das den gewünschten 3D-Effekt ruiniert. Überprüfen Sie immer, ob Ihr Acryl gegossen ist, bevor Sie versuchen, eine Tiefengravur durchzuführen.
Diese technischen Kunststoffe bieten Stabilität und Präzision, die sie für funktionale Komponenten wertvoll machen.
Kompatibilität: Geeignet für CO2 und Faser (je nach Farbzuschlägen).
Beste Anwendungen: Erstellung präziser Texturen auf Maschinenteilen, Hinzufügen von Tiefe zu Prototypen oder Gravieren von hochdetailliertem Text in Gehäuse. Insbesondere Delrin bietet außergewöhnlich saubere, schmelzarme Gravurergebnisse, die für feine 3D-Arbeiten geeignet sind. ABS erfordert, obwohl es bearbeitbar ist, eine strenge Rauchabsaugung aufgrund der potenziellen Freisetzung toxischer Verbindungen.
Keine Diskussion über die Laserkompatibilität ist vollständig, ohne Materialien anzusprechen, die ein ernsthaftes Risiko für den Bediener, die Ausrüstung und die Einrichtung darstellen. Die erhöhte Leistung und die in der 3D-Gravur verwendeten Mehrfachdurchgänge verstärken die Gefahren, die mit diesen Materialien verbunden sind.
Dies ist das kritischste Material, das es zu vermeiden gilt. Geben Sie niemals PVC oder Vinyl in einen Lasergravierer.
Grund: Wenn PVC oder Vinyl durch einen Laser erhitzt werden, zersetzen sie sich und erzeugen hochkorrosive Salzsäure (in Form von Chlorgas). Dieses giftige Gas ist unmittelbar gesundheitsschädlich und zerstört systematisch die Optik, die Verkabelung, die Spiegel und alle Metallkomponenten im Inneren des Gehäuses der Maschine. Dieser Schaden ist oft irreparabel und führt zum Erlöschen der Gerätegarantie.
Obwohl eine leichte Markierung auf diesen Materialien möglich ist, birgt der Versuch einer tiefen 3D-Reliefbearbeitung ein erhebliches Risiko.
Grund: Sowohl Polycarbonat als auch ABS neigen dazu, unter hoher Laserleistung zu schmelzen und zu kochen, was zu inkonsistenten, minderwertigen Ergebnissen führt. Gefährlicher ist, dass sie krebserregende Dämpfe (wie Cyanidverbindungen aus ABS) freisetzen und ein hohes Zündrisiko darstellen. Wenn Sie diese verarbeiten müssen, verwenden Sie minimale Leistung und stellen Sie sicher, dass Ihr Belüftungssystem erstklassig ist.
Diese Kategorie von Kunststoffen, die häufig in Verpackungen und Isolierungen verwendet werden, ist extrem riskant.
Grund: Diese Materialien haben einen extrem niedrigen Schmelzpunkt und sind hochflüchtig und brennbar. Der Versuch, einen tiefen 3D-Schnitt zu erstellen, führt mit ziemlicher Sicherheit zu einer sofortigen Entzündung und stellt eine unmittelbare Brandgefahr im Inneren des Maschinengehäuses dar. Überprüfen Sie immer die chemische Zusammensetzung jedes Schaums, bevor Sie ihn mit dem Laser bearbeiten.
Die 3D-Lasergravur stellt einen Sprung nach vorn in der Anpassung und Herstellung dar und ermöglicht künstlerische Details und funktionale Präzision, die zuvor spezialisierten subtraktiven CNC-Fräsen vorbehalten waren. Der Erfolg jedes 3D-Laserprojekts, sei es eine tiefe Reliefgravur auf Holz oder eine Hochgeschwindigkeitsmarkierung auf einer gebogenen Aluminium-Handyhülle, beruht direkt auf Ihrer Materialauswahl.
Dieser Leitfaden bietet das grundlegende Wissen für die Navigation in der 3D-Laserlandschaft. Wir empfehlen Ihnen, unsere verwandten Inhalte zur Optimierung der Maschineneinstellungen für Tiefenschnitte und zur Sicherstellung, dass Ihre Belüftung den Industriestandards entspricht, zu erkunden. Lassen Sie uns wissen, ob Sie tiefer in empfohlene Mehrfachdurchgangseinstellungen für Harthölzer eintauchen oder eine andere Richtung für fortschrittliche Texturerstellungstechniken auf Leder erkunden möchten.