表面下レーザー彫刻 - 概要と方法[2024年更新]
表面下レーザー彫刻レーザーエネルギーを使用して、材料の表面を傷つけずに表面下の層を永久的に変更する技術です。
クリスタル彫刻では、高出力の緑色レーザーをクリスタルの表面から数ミリメートル下に焦点を合わせて、素材の中に複雑な模様やデザインを描きます。
目次:
1. 表面下レーザー彫刻とは
レーザーが結晶に当たると、そのエネルギーは材料に吸収され、局所的な加熱と溶融を引き起こします。焦点のみ。
ガルバノメータとミラーを使用してレーザービームを正確に制御することで、レーザーパスに沿って結晶内に複雑なパターンをエッチングすることができます。
溶けた部分は再び固まる永続的な変更は結晶の表面。
表面そのまま残っているレーザーエネルギーは完全に貫通できるほど強力ではありません。
これにより、バックライトなどの特定の照明条件下でのみ見える微妙なデザインを作成できます。
表面彫刻と比較して、表面下レーザー彫刻はクリスタルの滑らかな外観を保ちながら、内部に隠された模様を明らかにします。
ユニークなクリスタルアート作品や装飾品を制作するための人気の技法となっています。
2. グリーンレーザー：バブルグラムの制作
波長が約532 nm特に結晶の表面下の彫刻に適しています。
この波長では、レーザーエネルギーは強く吸収される多くの結晶材料によってクォーツ、アメジスト、蛍石など。
精密な溶解と修正が可能結晶格子の表面から数ミリメートル下。
バブルグラムクリスタルアートを例に挙げてみましょう。
バブルグラムは、透明なクリスタルブロックの中に繊細な泡のような模様を彫刻します。
プロセスは高品質の結晶原料を選択することから始まります内包物や亀裂がないこと。
クォーツはよく使われる材料その透明度と緑色レーザーによって強力に変更できる能力のためです。
結晶を精密 3 軸彫刻システムに取り付けた後、高出力の緑色レーザーを表面から数ミリメートル下に照射します。
レーザービームはガルバノメーターとミラーによって制御され、ゆっくりと精巧な泡のデザインを層ごとにエッチングします。
最大出力のレーザーは石英を次の速度で溶かすことができる。1000 mm/時以上ミクロンレベルの精度を保ちながら。
完全に完了するには複数回のパスが必要になる場合があります泡を背景のクリスタルから分離します。
溶けた部分は冷却すると再び固まりますが、目に見えたまま残ります。屈折率の変化により、逆光下でも鮮明になります。
プロセスから生じた残骸後で軽い酸洗浄で除去できます。
完成したバブルグラムは美しい隠された世界光が透過したときにのみ見えます。
緑色レーザーの材料改質能力を活用することにより。
アーティストはユニークなクリスタルアートを制作するエンジニアリングの精度と原材料の自然な美しさを融合しています。
表面下の彫刻が開く新たな可能性ガラスやクリスタルという自然の恵みと先進技術を融合させた作品です。
3. 3Dクリスタル：素材の限界
表面下の彫刻により複雑な 2D パターンが可能になりますが、クリスタル内に完全な 3D の形状や幾何学形状を作成するには、さらなる課題が生じます。
レーザーはXY平面だけでなく、ミクロンレベルの精度で材料を溶かして加工する必要がある。3次元で彫刻します。
しかし、結晶は光学的に異方性の物質であり、その特性は結晶方位によって変化します。
レーザーが深く浸透するにつれて、結晶面が吸収係数と融点が異なります。
これにより、修正率と焦点特性が変化する。予測不能な深さ。
さらに、溶融した領域が不均一に再凝固するため、結晶内に応力が蓄積されます。
彫刻の深さが深くなると、これらの応力は材料の破壊閾値を超え、ひび割れや亀裂が生じる原因となります。
このような欠陥は結晶の透明性と3D構造内で。
ほとんどの結晶タイプでは、完全な 3D 表面下彫刻は数ミリメートルの深さに制限されます。
材料のストレスや制御不能な溶融ダイナミクスによって品質が低下し始める前に。
しかし、これらの限界を克服するための新しい技術が研究されてきた。
たとえば、マルチレーザーアプローチや化学処理による結晶の特性の変更などです。
今のところ、複雑な3Dクリスタルアートもはや挑戦的な領域ではありません。
私たちは平凡な結果に満足しません。あなたもそうすべきではありません。
4. レーザー表面下彫刻用ソフトウェア
複雑な表面下彫刻プロセスを調整するには、高度なレーザー制御ソフトウェアが必要です。
単にレーザービームをラスター化するだけでなく、プログラムは深さに応じて変化する結晶の光学特性を考慮する必要があります。
主要なソフトウェアソリューションにより、ユーザーは3D CADモデルをインポートするまたはプログラムでジオメトリを生成します。
彫刻パスは、材料とレーザーのパラメータに基づいて最適化されます。
次のような要因焦点サイズ、融解速度、熱蓄積、応力ダイナミクスすべてシミュレートされます。
ソフトウェアは 3D デザインを数千の個別のベクトル パスにスライスし、レーザー システム用の G コードを生成します。
制御するガルバノメータ、ミラー、レーザーパワーを正確に仮想「ツールパス」に従って。
リアルタイムのプロセス監視により彫刻の品質を保証します。
高度な視覚化ツールは、デバッグを容易にするための期待される結果。
過去のジョブのデータに基づいてプロセスを継続的に改善するために、機械学習も組み込まれています。
レーザーによる表面下彫刻が進化するにつれ、そのソフトウェアは課題に対処し、この技術の創造的可能性を最大限に引き出す上でますます重要な役割を果たすようになるでしょう。
技術の進歩が続くにつれ、クリスタルアートは三次元で再定義されています。
5. ビデオデモ: 3D 表面下レーザー彫刻
ビデオはこちら！（ダッダ）
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表面下レーザー彫刻とは何ですか?
ガラス彫刻機の選び方
6. 表面下レーザー彫刻に関するよくある質問
1. どのような種類のクリスタルに彫刻できますか?
表面下彫刻に適した主な結晶は、石英、アメジスト、シトリン、蛍石、および一部の花崗岩です。
これらの組成により、レーザー光の強力な吸収と制御可能な溶融挙動が可能になります。
2. どのレーザー波長が最も効果的ですか?
波長が約 532 nm の緑色レーザーは、芸術に使用される多くの種類の結晶で最適な吸収を実現します。
1064 nm などの他の波長でも機能しますが、より高い電力が必要になる場合があります。
3. 3D 形状を彫刻できますか?
2D パターンは簡単に実現できますが、今日では完全な 3D 彫刻が商業利用向けに完成されています。
見事な 3D クリスタル アートを正確に、素早く、簡単に作成できます。
4. プロセスは安全ですか?
適切なレーザー安全装置と手順があれば、専門家が行う表面下のクリスタル彫刻によって異常な健康リスクが生じることはありません。
常に、レーザー光への直接的または間接的な露出から目を保護してください。
5. 彫刻プロジェクトを開始するにはどうすればよいですか?
最良の方法は、経験豊富なクリスタル アーティストまたは彫刻サービスに相談することです。
特定のプロジェクトのニーズとビジョンに基づいて、材料の選択、設計の実現可能性、価格設定、納期についてアドバイスできます。
または...
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よくある質問
当社の表面下レーザー彫刻機は、主にクリスタル、ガラス、一部の透明プラスチックなどの材料向けに設計されています。例えば、水晶はバブルグラムアートの作成によく使用されます。当社の3Dクリスタル彫刻機に搭載された高出力グリーンレーザーは、これらの材料の表面から数ミリメートル下を正確にターゲットにし、複雑な模様を彫刻することができます。つまり、透明性が高く、レーザー吸収に適した光学特性を持つ材料が、当社の機械に最適です。
はい、MimoWorkのレーザーカッターは厚いフェルトを効果的に切断できます。出力調整と最大600mm/秒の速度により、密度が高く厚いフェルトを±0.01mmの精度で素早く切断できます。薄いクラフトフェルトから重厚な工業用フェルトまで、MimoWorkは信頼性の高いパフォーマンスを発揮します。
はい、もちろんです。MimoWorkのソフトウェアは直感的に操作でき、DXF、AI、BMPファイルに対応しています。レーザーカットを初めて使う方でも、複雑なデザインを簡単に作成できます。デザインのインポートと編集が簡単なので、レーザー加工の専門知識がなくてもスムーズに操作できます。
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投稿日時: 2024年3月15日