Лазерне гравіювання для початківців: повний посібник

Що таке лазерне гравіювання?

Лазерне гравіювання знімає матеріал з поверхні сфокусованим променем світла й лишає зображення, яке видно, а часто й відчутно на дотик. Комп’ютер веде промінь так, щоб відтворити ім’я, логотип або фотографію з цифрового файлу.

Гравіювання створює глибину. Маркування змінює вигляд поверхні, іноді знімаючи покриття. Різання відокремлює форму, проходячи крізь матеріал. На відміну від друку, ці процеси не додають фарби: колір і фактуру результату визначає й сам матеріал.

Наш перший проєкт — простий логотип на пласкій деталі, що пасує до вашого верстата. Логотип із літерою A дає змогу перевірити і суцільні площини, і невеликий просвіт.

Який лазерний гравер пасує до ваших матеріалів?

Почніть із того, що ви хочете виготовити. Матеріали поглинають лазерне світло по-різному, тож верстат, придатний для дерева, може не гравіювати голий метал. Заготовки — це неоздоблені вироби, які ви гравіюватимете. Перевірте підтримувані матеріали, перш ніж їх купувати.

Порівнюючи верстати, враховуйте робоче поле, програмне забезпечення, захисний корпус і витяжку диму. Передбачте для них місце та бюджет. Сама лише заявлена потужність не скаже, чи пасує верстат до вашого задуму.

• Сині діодні лазери: зазвичай застосовують для дерева та інших сумісних матеріалів для рукоділля. Схвалена дерев’яна заготовка — реалістичний перший проєкт. Прозорий акрил пропускає синє світло, тому для прямого гравіювання цим джерелом не годиться.
• Лазери CO₂: зазвичай застосовують для дерева та акрилу, зокрема прозорого, за належного обладнання й матеріалів. Дерев’яна підставка під чашку або акрилова табличка згодиться як перший проєкт. Не вважайте, що настільний гравер CO₂ здатен гравіювати голий метал; зняти покриття чи скористатися маркувальною пастою — інший процес.
• Волоконні лазери: зазвичай застосовують для маркування та гравіювання сумісних металів і для маркування окремих пластиків. Пласка металева бирка, схвалена виробником, — добрий початок. Для роботи з деревом і акрилом волоконний лазер не є звичним вибором.
• Інші джерела та комбіновані верстати: інфрачервоні маркувальні модулі та UV-лазери дають інші можливості. Якщо верстат має більше ніж одне лазерне джерело, перевірте, яке з них використовує завдання. Матеріал, придатний для одного джерела, може не підійти іншому.

Що потрібно для початку

Вам потрібен верстат, встановлений за інструкцією, передбачений корпус і витяжка, сумісний матеріал та обрізок того самого матеріалу для проб. Почніть із плаского виробу: вигнуті предмети додають клопоту з позиціюванням і фокусуванням.

Програма має два завдання: підготувати зображення та сказати верстату, як його гравіювати. Один застосунок може робити і те, і те. Почніть із програми, яку підтримує ваш верстат; не обов’язково вивчати кілька програм, перш ніж вигравіювати простий логотип.

• Програма керування лазером: застосунок виробника або LightBurn на сумісних верстатах дає змогу розмістити зображення, вибрати операції гравіювання та підготувати завдання. Перед вибором переконайтеся, що підтримано саме ваш верстат.
• Редактори логотипів і креслень: Inkscape безкоштовний, Adobe Illustrator — ще один варіант. Беріть редактор, коли треба змінити написи, форми чи компонування більше, ніж дозволяє ваша лазерна програма.
• Фоторедактори: GIMP або Photoshop обріжуть зображення та підправлять яскравість і контраст. Для першого проєкту може вистачити й інструментів для зображень у вашій лазерній програмі.

Розберіться у своєму файлі: пікселі та векторні шляхи

Бітмап, який ще називають растровим зображенням, — це сітка з крихітних кольорових квадратиків, пікселів. Фотографії та логотипи у форматі PNG чи JPG — це бітмапи. Збільшення невеликого зображення може виявити східчасті або розмиті краї, бо оригінал містить обмежену кількість деталей.

Векторна графіка описує лінії та криві як шляхи. Шлях може бути відкритим, як намальований штрих, або замкненим, як повне коло. Зміна розміру векторів не додає пікселізованих країв, але дрібні деталі однаково важко вигравіювати.

SVG і DXF можуть нести векторні шляхи. Проте SVG може містити й бітмап, тож сама лише назва файлу не доводить, що зображення складається зі шляхів. Перейменування JPG на SVG його не перетворює.

Обидва формати можуть стати в пригоді для гравіювання. Тип файлу не обирає ані операцію, ані налаштування верстата; про них ви вирішите далі самі.

Гравіювання зображення, заповнені форми чи лінії?

Операція каже програмі, як гравіювати ваше зображення. Попередній перегляд показує запланований результат ще до запуску. Порівняйте ці підходи: той самий логотип може стати суцільною плямою або лише контуром.

• Гравіювання зображення: програма читає бітмап і будує результат із його світлих і темних ділянок. Так можна відтворити фотографію або суцільний логотип. Спосіб під назвою дизеринг натякає на відтінки сірого візерунком із крапок. Підтримуваний режим відтінків сірого натомість змінює потужність лазера; на тому самому матеріалі ці два способи можуть дати різний результат.
• Заповнені форми: програма заповнює лініями гравіювання площину всередині замкнених векторних контурів. Оберіть це для суцільного напису чи логотипа. У літері A має бути вигравіруване тіло, а невеликий просвіт лишитися чистим. Заповненню потрібні повні контури, щоб програма розпізнала ці площини.
• Лінійне гравіювання: лазер іде за кожним векторним шляхом. Беріть його для контурів, рисунків або однолінійних написів. Шляхи можуть бути відкритими. Контур літери A обведе її краї, замість заповнити тіло. Товщий штрих на екрані не дає автоматично ширшої вигравіруваної лінії, а лінійна операція сама собою не означає наскрізного різання.

Підготуйте перший логотип у кінцевому розмірі

Виберіть простий логотип із чіткими формами. Візьміть початковий векторний файл або найчистіший доступний бітмап; крихітний знімок екрана зазвичай має обшарпані краї. Для нашого суцільного логотипа візьміть гравіювання зображення з бітмапа або заповнення векторних форм. Векторизація необов’язкова.

• Задайте розміри: виміряйте доступне місце, виберіть ширину логотипа й зафіксуйте пропорції під час масштабування. Лишіть поля довкола.
• Перевірте дрібні деталі: подивіться на логотип у потрібному розмірі. Якщо тонкі лінії, текст чи просвіт у літері A важко розрізнити, збільште або спростіть його перед пробою.
• Приберіть зайве: видаліть непотрібний вміст тла. Чистий чорно-білий логотип оцінювати легше, ніж декоративне затінення. Підтвердьте площини гравіювання в попередньому перегляді лазерної програми.
• Перевірте шляхи й текст: приберіть випадкові форми та ненавмисно здвоєні лінії. Контури під заповнення тримайте замкненими. Збережіть редаговану копію тексту, а потім перетворіть текст на шляхи для передавання, якщо в програмі-отримувачі може не бути шрифту.
• Збережіть копію для передавання: залиште редагований оригінал. Експортуйте бітмап або векторний файл, який приймає ваша лазерна програма, і перевірте його розміри після імпорту, навіть якщо експорт використовує міліметри.

Як векторизувати зображення, коли потрібні шляхи

Векторизація перетворює пікселі на лінії або на контури форм. Вона придасться, коли ви хочете редагувати форми логотипа чи гравіювати окремі шляхи. Для звичайного гравіювання фотографій і бітмапових логотипів вона необов’язкова й не відновить надійно деталі, яких немає в поганому оригіналі.

В Inkscape форми обводить «Векторизувати растр» (Trace Bitmap), а в Illustrator те саме робить «Трасування зображення» (Image Trace). Laserlinez пропонує три підходи залежно від того, яка геометрія вам потрібна:

• Замкнені форми логотипа: Векторизація контурів створює з логотипів і пласкої графіки замкнені контури у SVG та DXF. Ці контури згодяться для підготовки заповненого гравіювання або, де це доречно, їх можна призначити на різання. Операцію ви обираєте самі у своїй лазерній програмі.
• Шлях посередині кожного штриха: Трасування центральної лінії створює шляхи SVG і DXF уздовж середини намальованих штрихів. Беріть його для лінійних рисунків, підписів і придатних написів. Він іде за штрихами, а не відтворює всю їхню заповнену ширину.
• Фотографія, прочитана як лінії: Лінійний рисунок SVG створює мережу ліній SVG, щільність яких передає світло й тінь. Оберіть його для навмисно рисункового вигляду. Результат — лінії для гравіювання чи креслення плотером, а не профілі різання.

Для прикладу з логотипом почніть із чистого бітмапа, оберіть пресет «Векторизація контурів» і перегляньте отримані контури та просвіти в літерах. Підтвердьте потрібний фізичний розмір перед експортом. Після імпорту перевірте розмір і виберіть операцію заповнення. Laserlinez готує векторну геометрію; сервіс не задає потужність чи швидкість і не надає налаштованого завдання для верстата.

Розберіться в потужності, швидкості, фокусі та кроці ліній

Перш ніж вводити значення, зрозумійте, що вони змінюють. За відправну точку беріть вказівки виробника для вашого верстата й вашого матеріалу. Відсоток потужності чи швидкість, переписані з іншого верстата, — не надійний рецепт.

• Потужність: керує випроміненням лазера. Її підвищення може посилити дію на матеріал, але й припалити краї чи злити деталі. Відсотки не рівноцінні на різних верстатах.
• Швидкість: наскільки швидко рухається промінь. Повільніший рух зазвичай вносить більше енергії, коли решта значень незмінна. Перевірте, чи одиниця — міліметри за секунду, чи за хвилину.
• Фокус: задає відстань між лінзою та поверхнею матеріалу на визначену робочу відстань. Дійте за порядком фокусування свого верстата. Нерівна заготовка може не лишатися у фокусі по всій площі зображення.
• Крок ліній: відстань між рядками, які скануються по зображенню чи заповненій формі. Великий крок може лишити прогалини; надто щільні рядки вносять тепло й зливають деталі. LightBurn може подавати цей крок як DPI (точки на дюйм). Більше число не є автоматично кращим.
• Проходи: скільки разів повторюється операція. Більше проходів може змінити глибину й накопичення тепла. Розмитого вихідного зображення чи хибного фокуса вони не виправлять.

Імпортуйте файл і перевірте попередній перегляд гравіювання

Відкрийте файл у своїй лазерній програмі та виміряйте ширину логотипа. Перевірте його орієнтацію й правопис. Зображення, яке в редакторі має правильний вигляд, в іншому застосунку може з’явитися в хибному розмірі або з іншим вмістом.

Шар об’єднує об’єкти зі спільними налаштуваннями операції. У LightBurn вікно «Шари» (Cuts / Layers) показує ці призначення: «Зображення» (Image) обробляє бітмапи, «Заливка» (Fill) гравіює всередині векторних контурів, а «Лінія» (Line) іде за шляхами. Імпортовані кольори допомагають розподілити шари, але не гарантують ані потрібної операції, ані значень. Перевірте наявні налаштування, перш ніж вмикати вивід.

Для заповненої літери A в LightBurn розмістіть її зовнішній контур і контур просвіту на тому самому шарі Fill. Якщо ці два контури опиняться на окремих увімкнених шарах Fill, просвіт теж буде вигравіруваний, а ця ділянка — вигравірувана двічі. В експорті з пресета «Векторизація контурів» CUT_OUTER позначає зовнішні контури деталі, а CUT_HOLES — внутрішні отвори. Якщо вони надійдуть окремо, виберіть зовнішній контур літери A та контур її просвіту й призначте обидва на один шар Fill. Об’єкти DETAIL перегляньте окремо. Ці назви вказують на призначення, але не є командами для верстата.

У попередньому перегляді лишайте тільки ті операції, які збираєтеся виконати. Логотип має мати задумані суцільні площини й чисті просвіти в літерах, без зайвого прямокутника тла й без різання по контуру. Ефекти на кшталт масок можуть ховати частини графіки в редакторі; перевірте, чи приховані частини не з’явилися в імпортованому завданні. Попередній перегляд показує запланований результат, а не реакцію матеріалу.

Пробуйте на обрізку, перш ніж братися за готову деталь

Проба матеріалу порівнює невеликі зразки, зроблені з різними значеннями. Візьміть обрізок того самого матеріалу, сфокусуйте й почніть у діапазоні, який радить виробник. Змінюйте по одному значенню за раз або скористайтеся сіткою з потужністю на одній осі та швидкістю на другій. Решту умов лишайте незмінними.

Виберіть зразок із чіткими деталями та достатнім контрастом, а не просто найтемніший. Потім випробуйте логотип або його показову частину в кінцевому розмірі гравіювання. Суцільний пробний квадрат не покаже, чи залишиться відкритим невеликий просвіт у літері.

Після кожної зміни повторіть пробу деталі. Для фотографії охопіть і світлі місця, і тіні. Підписуйте зразки, щоб знати, які значення їх дали.

Типові проблеми лазерного гравіювання та перші перевірки

Порівняйте вихідний файл, попередній перегляд у програмі та вигравіруваний результат. Виправте помилки, видимі в перегляді, перш ніж змінювати налаштування верстата. Якщо перегляд правильний, перевірте матеріал і закріплення. Змінюйте лише один чинник за раз, щоб зрозуміти, що допомогло.

• Сліду немає або він слабкий: перевірте матеріал щодо активного лазерного джерела, потім фокус, увімкнений вивід і одиницю швидкості. Не підвищуйте потужність знову й знову, щоб надолужити нез’ясовану несправність верстата; дійте за його вказівками з усунення несправностей.
• З’являється лише контур: векторний логотип може бути на Line замість Fill. Якщо ви хочете суцільну площину, перевірте, що вона має замкнені контури, і виберіть операцію заповнення.
• Просвіти в літерах зникають: спершу перегляньте попередній перегляд заповнення й розподіл шарів. Якщо просвіт чистий у перегляді, але затягується на матеріалі, спробуйте більше чи простіше зображення й перегляньте випробувані значення та фокус.
• Результат розмитий або надто темний: перевірте якість оригіналу, фокус і те, чи не зрушила заготовка. Пошукайте здвоєні шляхи або рядки сканування, що надто накладаються. Порівняйте свіжу пробу деталі, перш ніж міняти готове завдання.
• Хибний розмір або положення: виміряйте імпортований файл і перевірте одиниці, орієнтацію, нульову точку завдання та укладання заготовки. Сам лише правильний розмір ще не підтверджує правильного положення.
• Завдання триває задовго: пошукайте в перегляді велике зайве тло, повторювані операції або надміру щільні шляхи. Вигравіювати велику заповнену площину зазвичай довше, ніж обвести її контур. Спрощене завдання має інакший вигляд, тож перевірте результат.

Ведіть записи, щоб повторити добрий результат

Редаговане зображення зберігайте окремо від верстатного проєкту. Занотуйте верстат, матеріал і його постачальника, оздоблення, розміри логотипа, операцію, спосіб фокусування, налаштування, а також будь-яку підготовку чи очищення. Додайте фотографію зразка. Змінивши матеріал або закріплення, зробіть нову пробу, перш ніж використовувати завдання вдруге.

Дотримуйтеся плану обслуговування верстата щодо оптики, витяжки та робочої зони. Використовуйте визначений спосіб очищення; брудна лінза чи незакріплений шматок матеріалу можуть зіпсувати гравюру.