Od umění k průmyslu
Tisíce let byla kovová rytina uměním, umělecká práce zabrala spoustu času a o replikovaných produktech se nemluvilo. I na konci minulého století byl sběrač téměř jediným zařízením, které umožňovalo kopírování obrazů. Příchod počítačů začal novou éru kovové rytiny. Úkolem umělce bylo vytvořit virtuální obraz budoucího výsledku v požadovaném programu a proces zpracování materiálu byl plně převzat moderními stroji, které podléhaly téměř všem materiálům.
Počítačové systémy téměř nahradily pantografy. Vývoj zpracování kovů s rotujícími nástroji a lasery vytvořil gravírování průmyslovou metodou. Manuální aplikace obrazů byla zachována ve větší míře jako dekorativní umění, s jediným rozdílem v tom, že moderní mistři spolu s tradičními frézami používají technologicky pokročilejší ruční nástroje pro použití obrázků. Jaké vybavení je to, že se takové jemné práce tak cenově dostupné pro průmyslovou výrobu?
Gravírovací a frézovací stroje
Toto zařízení je určeno pro gravírování kovů s rotujícím řezným nástrojem, upnutým v motorizovaném vřetenu. Proces rotačního rytí je velmi podobný frézování - fréza proniká do požadované hloubky a vytváří drážku, jejíž tvar a rozměry jsou nastaveny volbou samotného frézy. Rotační gravírování lze provádět pomocí jednoduchých sběračů. Ale to bylo počítačové ovládání, které dělalo CNC gravírovací frézky tak oblíbené.
Princip činnosti počítačových strojů je následující: řezné vřeteno snižuje řezací nástroj na povrch materiálu a program řídí jeho rychlost a pohyby v podélném a příčném směru pomocí krokových motorů. Moderní stroje jsou vybaveny přístroji pro detekci povrchu, které umožňují zpracování i nerovnoměrných výrobků s velmi vysokou přesností. Kromě toho takové řízení umožňuje zpracovávat kovy ve dvou nebo více průchodech. První, zpravidla dělat hrubé řezání, a druhá odstranit otřepy a leštění povrchu.
Stroje jsou zpravidla vybaveny kapalinovým chladicím systémem pro řezné nástroje a schopností regulovat rychlost otáčení vřetena ve velmi širokém rozsahu. Díky tomu prakticky neexistují žádné druhy kovů, které by nemohly být zpracovány na zařízení pro rytí a frézování. Úkolem je zpravidla vybrat frézu, rychlost otáčení nástroje a program, který proces provádí.
Mezi výhody CNC rotačních strojů patří:
- všestrannost ve vztahu ke zpracovaným materiálům;
- možnost hlubokého rytí;
- srovnávací kompaktnost strojů pro mnoho úkolů;
- nenáročná péče a čištění.
Laserová zařízení
Počítačové laserové gravírovací stroje pro způsob řízení řezného nástroje a proces zpracování jsou v mnoha ohledech podobné rotačním strojům. Poskytují také počítačové řízení, které vysílá signály do pohonů, které pohybují řezným nástrojem. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že namísto frézy se použije laserový paprsek pro aplikaci rytí na kov, pomocí kterého se část materiálu odpaří. Účinek se řídí intenzitou světelného paprsku, rychlostí jeho pohybu a počtem průchodů. Hlavní rozdíl je v tom, že laserové rytí je bezkontaktní způsob zpracování kovů.
Zařízení lze rozdělit do dvou skupin v závislosti na zdroji záření. První skupina zahrnuje tzv. Lasery v pevné fázi. Vyrábí paprsek s vlnovou délkou od 810 nm do 1064 nm s nízkým výkonem a používá se hlavně pro značení kovů, kreslení čárových kódů, rytí nápisů na kovových reklamních nápisech.
Druhá skupina zahrnuje silnější zařízení, ve kterých zdrojem záření je směs plynů. Nejoblíbenější lasery oxidu uhličitého. Vyrábí paprsek s vlnovou délkou 10 600 nm, který umožňuje gravírovat nejširší škálu materiálů, s výjimkou holých kovů bez povlaků. Vzhledem k tomu, že atomy kovů neabsorbují záření laseru CO2, není ohřev materiálu v nárazové zóně možný bez použití speciálních přípravků nebo jiných povrchových předběžných úprav.
Ve srovnání s mechanickými procesy je laserové gravírování relativně mladá technologie, ale vyvíjí se rychlým tempem. Dnešní stroje jsou znatelně rychlejší, pohodlnější a levnější než před několika lety. Snad nejvýznamnější novinkou je šíření optických a hybridních laserů, které jsou výkonnější a univerzálnější.
Navzdory skutečnosti, že moderní laserové stroje, které jsou schopny odstraňovat velké množství kovu, jsou stále příliš objemné a drahé, má technologie, a to i ve své oblíbené formě, několik nesporných výhod oproti mechanickému rytí:
- schopnost manipulovat s citlivými produkty mechanického namáhání;
- obraz s vysokým rozlišením;
- schopnost rytí na těžko přístupných místech;
- žádné problémy s opotřebením mechanických fréz.
Rotační a laserové gravírovací stroje, pokud jsou používány správně, budou mít vynikající výsledky. Produkty jejich zpracování jsou však tak rozdílné, že způsob gravírování lze snadno rozpoznat podle jejich vzhledu. Která metoda je lepší? Samozřejmě, mnoho rytců má osobní preference, ale pravdou je, že obě metody zpracování každý zaujímá své místo v aplikaci reliéfních obrazů na kovech. Jsou zde úkoly, při jejichž řešení jsou gravírovací stroje nepostradatelné. Spousta těch, s nimiž se bude laser lépe vyrovnávat. V některých případech se obě metody vzájemně doplňují.