Чёртова дюжина вопросов про лазерную высечку

Михаил Кувшинов

Что в целом представляет из себя лазерная высечка?

В её основе — программно-управляемый лазерный луч (или лучи), режущий, а также надрезающий (не на полную глубину), перфорирующий, гравирующий или маркирующий обрабатываемый материал с требуемой в производстве точностью и скоростью. А также вспомогательные конструкции (станина, устройство перемещения материала и т. д.). Распространение получили и системы с рулонной подачей, и плоские, и гибридные.

Для каких работ она предназначена и как используется в полиграфии?

Современные системы способны резать почти всё что угодно — рельсы, бронеплиту, ковры для автобусов, высекать из рулона шлифовальные круги (такой материал убьёт любой механический резак за часы, а луч не изнашивается), но для разных применений нужны разные системы. В полиграфической и текстильной отраслях широко распространены рулонные лазерные высечки для этикетки и плоскостные для широкого спектра задач, от складного картона до текстиля и т. п.

Чем отличается рулонная лазерная высечка от механической плоттерной и стандартной ротационной?

Традиционная высечка требует изготовления высекальных штампов, обычно на стальном листе. Это время и деньги. Лазерная высечка, подобно плоттерной, построена на цифровой технологии, не требующей изготовления оснастки при переходе от тиража к тиражу. Но должным образом сконфигурированная лазерная высечка много быстрее плоттерной, характерные цифры в 10 и более раз.

Какие ограничения в работе есть у лазерной высечки?

Это зависит от её типа. Если речь о рулонной для этикетки — это скорость и материал. Нормальные для промышленной эксплуатации в паре с ЦПМ скорости обеспечивают, по опыту «НИССА Центрум», системы с двумя лазерами по 300 Вт, что, на мой взгляд, является золотым стандартом, решающим любые задачи в производстве этикетки. Модель Golden Laser LC350 2×300 Вт демонстрирует скорость на реальных, хотя и простых работах более 80 м/мин, причём это скорость движения рулона, а не луча. Для очень тяжёлых материалов (например, для тех же шлифовальных кругов) потребуются устройства с существенно большей мощностью. Golden Laser предлагает для модели LC350 до 800 Вт на головку. В практике «НИССА Центрум» наибольшая мощность была 2×600 Вт.

Простейшие конструкции не могут работать с зеркальными или прозрачными материалами. Для продвинутых систем, вроде вышеупомянутой, это не проблема. Любая лазерная система при резке поливинилхлорида (ПВХ) порождает ядовитые испарения, что налагает серьёзные требования к системе фильтрации и удаления воздуха. Я бы вообще осторожно относился к идее резать ПВХ лазером. Моноплёнки из полиэтилена (ПЭ), в отличие от композитов и ламинатов с использованием ПЭ, требуют тестирования. Тут есть нюанс: если ПЭ расплавить, но не выжечь, шов может самозалечиться. Также на мономатериале ПЭ затруднена подрезка не на всю глубину.

Проблема оплавленных краёв при лазерной резке до сих пор не решена?

Оплавленный край обычно возникает при недостаточной мощности лазера и/или плохой фокусировке. Слабый лазер режет медленнее, поэтому тепло успевает распространиться за пределы области реза. Плохо сфокусированный, в том числе и по глубине, лазер греет не только область желаемого реза, но и вокруг неё. Мощный и хорошо сфокусированный лазер в подавляющем большинстве случаев проблему решает.

Что с производительностью?

Она зависит прежде всего от высекаемой формы и мощности лазеров, а также и от конструкции. Наивно ожидать серьёзной производительности от одной головки мощностью 100–200 Вт. Как я уже отмечал, в большинстве случаев для производства рулонной этикетки оптимальным решением будет Golden Laser LC350 2×300 Вт с производительностью порядка 80 м/мин.

Уточню, что подобные скорости возможны только для galvo (гальванометрической) конструкции. В ней два гальванометра управляют зеркалами, отклоняющими лазерный луч, что обеспечивает огромные скорости движения лазерного пятна. Альтернативная конструкция gantry (мостовая) перемещает лазерный луч механически, подобно резцу. Скорости на порядки меньше, зато можно резать гораздо более сложные материалы, включая стальные трубы большого диаметра.

Каким предприятиям нужна рулонная лазерная высечка?

В первую очередь — цифровым типографиям для производства этикеточной продукции с коротким и очень коротким временем отгрузки, так как не надо делать штампы. Если форма этикеток одна из нескольких стандартных типоразмеров, то библиотека штампов быстро накапливается и лазер вряд ли нужен. А вот если она постоянно меняется (крайний случай — стикерпаки, форма которых меняется непрерывно), то напротив.

Также лазерная высечка поможет типографиям, которые имеют рулонный режущий плоттер и упёрлись в его возможности. Да, можно ставить второй, третий, но лазер может поднять производительность на порядок.

Лазерная высечка — это дорогое удовольствие по сравнению с рулонным режущим плоттером?

Дорого и дёшево — это терминология товаров конечного потребления. В бизнесе их заменяет понятие скорости возврата инвестиций. Так, самое дешёвое на рынке оборудование может оказаться и обычно оказывается убыточным, а в разы более дорогое способно быстро окупиться и приносить владельцу прибыль. Так вот лазерные высечки правильных параметров окупаются быстро.

Как часто требуется замена или восстановление лазерной головы и что ещё нужно периодически менять?

Зависит от головы. Дешёвые китайские варианты имеют срок службы в единицы тысяч часов, то есть год-полгода при промышленной эксплуатации. Golden Laser использует по умолчанию высококачественные лазерные головки. За многие годы ни одна из них у наших клиентов не приблизилась к исчерпанию и половины ресурса.

Как таковых расходных узлов вроде плоттерных резцов в собственно лазерных высечках, с которыми мы работаем, нет (не поручусь за другие). Расходные части появляются, если в системе есть дополнительные механические операции. Например, резка в ручьи. Там ножи — это изнашивающийся материал.

Что с гарантией?

Гарантийный срок на подобные устройства — не менее года, но это предмет переговоров, наряду с ценой. Гарантия на рулонную лазерную высечку, как и на любую другую промышленную систему, включает работоспособность при обеспечении регламентных условий эксплуатации и ухода, а также рабочее время наших инженеров и все необходимые материалы.

Кто производит лазерные высечки?

Бесспорный лидер в Китае — компания Golden Laser. Она производит в том числе ОЕМ-решения для западных компаний для продажи под их собственными брендами. В мире есть ещё несколько компаний, например SEI Laser, но их оборудование нам недоступно. Ряд китайских компаний делают системы для этикетки классом ниже: только с одной головой, причём чаще всего с низким сроком службы, мощностью 50–100 Вт, редко до 200 Вт.

Golden Laser LC350 в типографии «Флекс Принт»

На что обратить внимание при выборе модели?

Самок главное — соответствие скорости высечки и скорости работы печатного оборудования. Они должны соответствовать друг другу. Причём не стоит доверять проспектам, нужно верить тестам с использованием собственных файлов и материалов. Замена материала может уменьшить скорость очень значительно. Отсюда и мои рекомендации по мощности — 2×300 Вт.

Второе — способность работы со всем спектром используемых на производстве материалов, включая зеркальные и прозрачные. Оценить её тоже по результатам собственных тестов.

Третье — размер пятна и способность к фокусировке по оси Z. Всё это замерять также по реальным тестам.

Крайне полезно встроенное дублирование: двухголовая модель в случае серьёзного сбоя продолжает работать, но на половине производительности. Такое изредка, но бывает на практике.

Немаловажна возможность считывать QR-коды на материале и в соответствии с ними переходить от заказа к заказу.

Ну и последнее, на что обязательно нужно обратить внимание, — это наличие документации. Если её нет, причём вменяемой, то значит, что сервис не знает машину.

Что с ПО и сложно ли обучить оператора работе на лазерной высечке?

С ПО ситуация неоднозначная: у кого-то оно превосходное, а у кого-то в зачаточном состоянии. Нужно оценивать его возможности на практике в соответствии с производственными задачами.

Обучение оператора — примерно как для ЦПМ, возможно, несколько проще.