Graveren

Uit Technotheek
Ga naar: navigatie, zoeken
Graveren
Graveren.jpg
Eigenschappen
Categorie: Technieken
Originele auteur: Leon Schipper en Puck Veugelers
Jaar: 2009
Wikipedia link: Engraving

Inhoud

Beschrijving

In 1938 bracht Norbert Schimmel aan de hand van het tekenaarhulpmiddel de pentograaf, ofwel pantograaf of tekenaap genoemd, de eerste graveermachine, een pantograaf, op de wereld. Het tekenhulpmiddel bestond uit een stift waarmee omtrekken konden worden gevolgd, met aan het uiteinde een potlood. Hiermee kon men teksten, afbeeldingen en logo’s vergroot of verkleind overnemen. De nieuwste techniek om te graveren is het graveren door middel van lasers.

Proces

Ten eerste is graveren een verspanende techniek omdat het uiteindelijk materiaal verwijderd door middel van een frees. Er zijn verschillende technieken om te graveren. Zo heb je handmatig graveren, waarbij gebruik wordt gemaakt van de pantograaf. Daarnaast is er het CNC graveren, oftewel computergestuurd graveren. Hierbij wordt een tekst, logo of tekening vanuit de computer met een CAD/CAM (vectorbestanden) model aangeleverd aan een freesmachine die de digitale informatie naar graveer/freesbewegingen omzet op gewenste diepte. Frezen wordt ook wel diepgraveren genoemd. De nieuwste graveertechniek is het lasergraveren. Lasergraveren is een techniek waarbij een laserstraal, aangestuurd door een computer, in of door een plaatmateriaal of voorwerp graveert.

Gereedschap

Laser is een afkorting van ‘Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation’. Een laser is een smalle geconcentreerde lichtbundel. Het licht van de laser is daardoor monochromatisch. Door het toevoegen van energie komt de atoom in aangeslagen toestand. Het elektron gaat vervolgens naar een hogere baan, maar valt daarna snel weer terug naar een lagere baan. Hierbij wordt energie uitgezonden in de vorm van een foton. Door middel van spiegels ontstaat er een kettingreactie van fotonen. De sterkte van een laser wordt bepaald door het vermogen (energie) dat je de laser ingeeft, hoe hoger het vermogen, des te dieper de laser gaat. De snelheid in combinatie met het vermogen is ook van erg groot belang, gezien als je een laser met hoog vermogen langzaam laat lopen, zal deze dieper in het materiaal gaan omdat het langer de tijd heeft. YAG-laser YAG is de afkorting voor Yttrium Aluminium Granaat, een kristal. Door het vervangen van dit Yttrium ion door een neodymium-ion en het terugvallen in een lagere atoomschil, komt er energie vrij die door een kettingreactie met spiegels uiteindelijk een laser vormt. Bij de CO2-laser zijn er twee grote elektroden waartussen CO2-gas bevindt. Door de stroomkring wordt er gezorgd dat er fotonen worden uitgestraald, die weer gevangen zitten tussen meerdere spiegels. Dat zorgt wederom voor een kettingreactie.

Graveerproces

Er zijn verschillende manieren om de laserstraal bij het werkstuk te brengen. In veel gevallen zal de laserstraal worden afgebogen door enkele spiegels in een XY vlak. Vervolgens zal de laserstraal door een snijlens worden gefocusseerd. Door de lens snel heen en weer te laten gaan kan een hoogwaardige markering worden aangebracht. Bij een vector bestand uit bijvoorbeeld AutoCAD zal vector na vector worden geschreven.

Nabewerkingen

Nabewerken is vrijwel niet nodig. Lasergravures zijn getest op mechanische en chemische reacties, hoge temperaturen, corrosie, zeewater en zouten en allerlei weersomstandigheden. Zelfs in de ruimte bleek dat lasergravures na twee jaar nog zo goed als nieuw waren. Hieruit blijkt dus wel dat laser graveren uitermate duurzaam en permanent is. Bovendien zijn de lasergraveringen elastisch bij thermische uitzetting. Men kan wel het materiaal waarop gegraveerd is nabewerken, bijvoorbeeld door lak, vernis of een coating om het materiaal zelf te beschermen tegen diverse invloeden van buitenaf.

Materialen

Er zijn een heleboel materialen te laser graveren. En elk materiaal is weer het best te graveren door middel van een bepaalde laser. Dat komt namelijk vanwege de eigenschappen van een materiaal. Sommige materialen zijn veel harder dan andere materialen. De CO2-laser heeft een langere golflengte en dus minder energie. Deze laser is daarom geschikt voor organische materialen zoals papier, leer, hout en bijvoorbeeld textiel. De YAG-laser heeft een kortere golflengte en dus meer energie. Deze gebruikt men dus bij metalen en ondermeer roestvrijstaal (RVS) en glas.

Toepassingen

De toepassingen van laser graveren zijn heel breed. Hierbij kan men denken naambordjes, pennen, gegraveerde glazen, maar ook de naam van de winnaar op een sportbeker. Verder kunnen foto’s en teksten op spiegels en glazen gegraveerd worden. Daarnaast worden ook geschenkartikelen gegraveerd met behulp van lasers, zoals balpennen met daarop het logo van bedrijven. Bovendien is het mogelijk om producten, zoals een iPod of een laptop een tikkeltje persoonlijker te maken. Tevens dient dit dan als herkenning voor de consument.

Gegraveerd glas

Voordelen

Het werkstuk hoeft niet ingeklemd te worden, wat de werksnelheid ten goede komt. Maar vooral gaat laser graveren erg snel en nauwkeurig en is het geschikt voor grote en kleine series. Laser graveren is contactloos, er vind dus geen fysiek contact plaats tussen machine en werkstuk, zo kunnen de werkstukken ook niet beschadigen.

Nadelen

Er zijn naast de voordelen ook enkele nadelen aan laser graveren. Men kan bijvoorbeeld geen afschuiningen maken in de gravure, dit kan in tegenstelling tot normaal graveren door middel van een frees wel. Bovendien hebben bepaalde materialen een speciale toplaag gekregen, waardoor ze beter te graveren zijn, maar hierdoor ook vaak duurder worden.

Milieuaspecten

Het kost veel energie, maar dat is ook het geval bij andere machines. Daarnaast komt er ozon (O3) vrij dat schadelijk is voor het milieu. Dit ozon ontstaat uit zuurstof dat blootgesteld wordt aan elektrische ontladingen of ultraviolet straling met een golflengte korter dan ongeveer 250 nm. Verder kunnen schadelijke dampen en stoffen afgezogen worden door redelijk goede afzuigsystemen met filters.

Leveranciers en kenniscentra

Graveer Industrie Smink

Midzomerweg 33 7532 SW Enschede

Persoonlijke instellingen
Naamruimten
Varianten
Handelingen
Navigatie
Hulpmiddelen