Grawerowanie 3d – piękno stworzone dzięki technologii

Czas czytania: 4 min.

Niniejszy artykuł przedstawia zarys procesu grawerowania 3D oraz dobór niezbędnych materiałów.

Czym różni się grawerowanie 3D od grawerowania 2D?

W procesie grawerowania laserowego 2D, wzór do wygrawerowania jest określony przez dwie unikalne współrzędne oraz stałą głębokość grawerowania na całym obszarze roboczym. Natomiast w przypadku grawerowania 3D, różnica tkwi w głębokości grawerowania i w każdym punkcie może być ona zmienna, co w zależności od specyfiki projektu objawia się wzniesieniami i zapadami obszaru grawerowania, tak jak ma to miejsce np. w płaskorzeźbach. W ten sposób, uzyskujemy trójwymiarowe obiekty na dwuwymiarowej płaszczyźnie.

Jak działa grawerowanie 3D?

W odróżnieniu od klasycznego grawerowania dwuwymiarowego, grawerowanie laserowe w trzech wymiarach jest bardziej czasochłonne, ale efekt końcowy jest tego wart. W pierwszej kolejności, tworzymy nasz projekt w programie do obróbki graficznej 3D – w podobny sposób, jakbyśmy to robili przy tworzeniu projektów dwuwymiarowych. Po ukończeniu projektu, zapisujemy plik, wysyłamy go do pamięci maszyny grawerującej i rozpoczynamy proces grawerowania 3D. 

W tym procesie, wiązka lasera jest odpowiednio kierowana na powierzchnię materiału. Światło lasera sterowane impulsowo, poprzez koncentrowanie wiązki światła wypala powierzchnię na odpowiednią głębokość w sposób “punkt po punkcie”, zgodnie ze współrzędnymi zapisanymi w danych projektu. Grawerowanie 3D można wykorzystać do wytwarzania trójwymiarowych zdjęć, logotypów, ozdób świątecznych oraz przedmiotów niestandardowych, w różnych materiałach. Odpowiednio do zapewnienia najlepszych rezultatów końcowych, laser do grawerowania 3D jest ustawiony tak, aby obszary materiału o największym zaciemnieniu kolorów zostały poddane działaniu jak najmocniejszego światła lasera, a te w najbardziej jasnych kolorach – odpowiednio łagodniejszego światła lasera. 

Odcienie pomiędzy jasnymi i ciemnymi obszarami są grawerowane z odpowiednio zróżnicowaną mocą i z uwzględnieniem odpowiednio nachylonych krawędzi na różnych głębokościach, aby uzyskać jak najlepszy efekt końcowy. W zależności od właściwości fizycznych i chemicznych materiału, w którym dokonujemy grawerowania 3D, po zakończeniu tego procesu może być konieczne usunięcie zanieczyszczeń, tj. pozostałości materiału. Szczególnie dotyczy to grawerowania w drewnie, które na skutek intensywnej ekspozycji na działanie energii cieplnej lasera, wydziela duże ilości oleju.

Korzyści płynące z grawerowania 3D

Technika grawerowania laserowego w trzech wymiarach niesie za sobą liczne korzyści. Oprócz standardowego grawerowania na powierzchniach płaskich, grawerowanie trójwymiarowe można także wykonywać na powierzchniach o niestandardowych kształtach. Grawerowanie 3D można wykonywać również m.in. w powierzchniach wklęsłych, wypukłych czy pochyłych. 

Odpowiednio do stopnia złożoności projektu, maszyna grawerująca może grawerować na różnych wysokościach, dzięki możliwości regulacji położenia wiązki laserowej i jej ogniskowej, czego nie uświadczymy w maszynach do dwuwymiarowego grawerowania laserowego. Również dzięki rozszerzonym opcjom ogniskowania, znakowanie i grawerowanie 3D umożliwia zwiększenie precyzji wykonania. 

W przypadku klasycznego grawerowania 2D, głębokie rzeźbienie w powierzchniach płaskich jest utrudnione, ze względu na spadek energii wiązki lasera podczas zmiany jej wysokości roboczej, co ma bezpośredni wpływ na wydajność grawerowania. Natomiast grawerowanie trójwymiarowe jest pozbawione tego ograniczenia i pozwala na uzyskanie bardziej dokładnych rezultatów, również w przypadku grawerowania na powierzchniach wielokolorowych. Samo grawerowanie 3D daje także niesamowite wrażenia wizualne – obraz jest bardzo ożywiony i nie nosi śladów ubocznych działania lasera, dzięki czemu znakomicie nadaje się na prezent dla każdego!

Grawerowanie 3D - tworzenie projektu 3D w programie komputerowym

Tworzenie projektu obrazu 3D, który chcemy wygrawerować to po powstaniu pomysłu na projekt, pierwszy etap jego powstawania. Z pewnością będzie to bardziej czasochłonne niż w przypadku tworzenia projektów 2D, zwłaszcza dla początkujących, ale tylko z początku, na etapie zaznajamiania się z oprogramowaniem do tworzenia obrazów 3D. Do programów, które umożliwiają tworzenie obrazów 3D, zaliczają się m.in. Adobe Photoshop, Adobe Illustrator, CorelDraw, a także ArtCAM. Takie programy korzystają z palety kolorów i skali szarości, umożliwiając tworzenie grafiki 2D i 3D w wysokiej rozdzielczości. Najlepiej, kiedy skala szarości ma przynajmniej 8-bitową rozdzielczość, co daje łącznie 256 odcieni szarości. Efekt końcowy powinien odznaczać się wyraźnymi krawędziami i głębią obrazu 3D.

Czym powinien charakteryzować się dobry agregat grawerujący w trzech wymiarach?

Aby uzyskać jak najlepsze rezultaty grawerowania 3D, należy w pierwszej kolejności zadbać o wybór maszyny do grawerowania 3D, której parametry będą spełniać wymagania dotyczące dokładności wykonania naszego projektu. Dobry agregat do grawerowania laserowego 3D, musi być wyposażony w czujnik fotooptyczny zdolny do interpretowania szerokiej gamy odcieni kolorów oraz głowicę laserową zdolną do wysyłania krótkich serii impulsów, ponieważ jest to jeden z kluczowych elementów warunkujących dokładność efektu końcowego. 

Z badań laboratoryjnych wynika, że lasery sterowane częstotliwościami radiowymi dają znacznie lepsze rezultaty w porównaniu do laserów opartych na tubach CO2 podłączonych pod wysokie napięcie stałe. Głowica grawera laserowego 3D, powinna także dostarczyć wystarczającą moc, niezbędną do realizacji większości projektów. Optymalny zakres to od 100W do 600W. Im większe zmiany głębokości grawerowania, tym bardziej warto wybrać laser o wyższej mocy.

Dobór materiałów odpowiednich do grawerowania 3D

Przystępując do grawerowania 3D, należy dobrać odpowiedni materiał do tego zadania, ponieważ nie każdy materiał przeznaczony do klasycznego grawerowania 2D sprawdzi się w grawerowaniu o zmiennej głębokości. Dotyczy to np. kamienia, który odznacza się bardzo wysoką twardością, co przy cięciu przez pełną głębokość kamienia znacząco przewyższa możliwości energetyczne wiązki laserowej. 

Bardzo dobrym materiałem popularnie wykorzystywanym w grawerowaniu 3D, jest drewno pochodzące od drzew liściastych, takich jak np. brzoza, orzech, wiśnia czy też klon. Struktura drewna pochodzącego od tych drzew jest bardzo ziarnista, co bardzo korzystnie wpływa na efekty końcowe grawerowania 3D, z uwzględnieniem najdrobniejszych detali. Pozostałości z grawerowania w postaci nadpalonych wiórów drewna, są łatwo usuwalne za pomocą wody. 

Grawerowanie 3D również świetnie wychodzi w akrylu, który choć jest twardszy od drewna, to w dalszym ciągu jego charakterystyka cieplna pozwala dokładne grawerowanie laserem 3D. Aby uzyskać jak najlepszy efekt końcowy, po zakończeniu grawerowania, obiekt 3D z akrylu warto wypolerować, aby uzyskać połysk powierzchni

Jeśli natomiast po zakończeniu grawerowania chcemy nasz obiekt 3D pomalować, dobrym materiałem do tego celu okaże się płyta MDF, która charakteryzuje się gładką strukturą. Przed malowaniem, obiekt 3D wygrawerowany z płyty MDF warto przeczyścić sprężonym powietrzem i przetrzeć wilgotną ściereczką. Popularne jest także grawerowanie 3D w szkle, choć w odróżnieniu od materiałów drewnianych, wymaga użycia większej mocy lasera.

Dobór głębokości grawerowania

Aby uzyskać zamierzony efekt, należy także prawidłowo dobrać zakres głębokości grawerowania. Jeśli materiałem użytym do wykonywania naszych trójwymiarowych dzieł sztuki będzie drewno, trzeba uważać szczególnie, ponieważ dla lasera ten materiał jest bardzo łatwy w obróbce i łatwo go przeciąć. Jednak nie oznacza to od razu, że żeby wygrawerowany obraz był dobrze widoczny, musimy ustawić dużą głębokość grawerowania – niekoniecznie! Wystarczy nawet ustawić płytką głębokość grawerowania, nawet w przedziale od 3mm do 7mm, co już da wystarczająco dużą wyraźność grafiki 3D na powierzchni.

Grawerowanie 3D - cierpliwość popłaca!

Należy pamiętać o tym, że grawerowanie 3D – od pomysłu na projekt aż po jego uzyskanie jego docelowej postaci fizycznej, jest procesem czasochłonnym i z pewnością będzie wymagało od nas cierpliwości – ale cierpliwość zdecydowanie popłaca – również przy grawerowaniu 3D i wszystkich czynnościach z tym procesem związanych. Nie zapominajmy także, że kluczowym elementem jest dobrze dobrany grawer laserowy 3D. Efekt końcowy będzie zdecydowanie warty naszego nakładu pracy!

Jak oceniasz ten wpis blogowy?

Kliknij gwiazdkę, aby go ocenić!

Średnia ocena: 5 / 5. Liczba głosów: 6

Jak dotąd brak głosów! Bądź pierwszą osobą, która oceni ten wpis.

Podziel się:

Picture of Maciej Figiel

Maciej Figiel

Wszechstronny, chętnie podejmuje się wyzwań, bo uważa, że jest to najszybsza droga ku rozwojowi. Ceni sobie kontakt z naturą i aktywny wypoczynek. Pasjonat motoryzacji i nowych technologii.

Zobacz więcej:

Witold Krieser

Pomiary wielkości nieelektrycznych

Pomiary wielkości nielelektrycznych odgrywają kluczową rolę w wielu dziedzinach przemysłu, nauki i technologii. Obejmują one różnorodne parametry, takie jak temperatura, ciśnienie, przepływ, wilgotność, ilość substancji chemicznych oraz obciążenie mechaniczne.

2 odpowiedzi

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Ze względów bezpieczeństwa wymagane jest korzystanie z usługi Google reCAPTCHA, która podlega Polityce Prywatności oraz Warunkom użytkowania.