Лучи диодного или газового лазера взаимодействуют с поверхностью материала через процессы абляции, плавления или карбонизации. Различная теплопроводность и отражающая способность влияют на глубину реза, оттенок и риск деформации.
Подбирая режим, я сверяю энергетическую плотность импульса с диаграммой Gaussian-TEM00: шаг вправо выводит изображение из фокуса, шаг влево даёт микротрещины.
Операторы часто забывают о параметре duty-cycle — отношении времени излучения к паузе. При длинном duty материал перегревается и формирует хлоазму с пузырьками газа, высветляющими линию.
Древесина и фанера
Сосна, липа, орех реагируют на волны 1064 нм через пиролиз. Смола испаряется, оставляя кромку цвета умбра. При частоте 20 кГц прожиг остаётся чистым, запах минимален.
Фанера даёт иную картину: клеевой слой расширяется и создает микробалку. Чтобы избежать вспучивания, я снижаю скорость до 180 мм/с и продаю газовую струю двуокиси углерода, охлаждающую зону реза.
Металлы и сплавы
Алюминий отражает до 90 % излучения, для стабилизации я ввожу пасту на основе селена, повышающую поглотительную способность. Энергия 60 Вт при сканировании 600 мм/с активирует поверхностную абляцию без пробоя.
Нержавеющая сталь показывает эффект мартенситного окрашивания: с ростом температуры оксидная плёнка окрашивается от соломенного до синего. Для точного оттенка я корректирую частоту на 25 кГц, удерживая температуру ниже 340 °С.
Титан любит короткий импульс. При 15 нс формируется рельеф с высотой 200 нм, дающий голографический блеск — при обкатке свет скользит по микрозубцам как по чешуе хамелеона.
Неравномерные поверхности
Боросиликатное стекло трескается при термическом градиенте свыше 70 К. Я решаю проблему спиральным проходом с постепенным увеличением мощности, что распределяет напряжения. Получившийся матовый след напоминает иней на окне.
Гранит содержит кристаллы кварца, полевого шпата, биотита. Разная теплопроводность дробит луч на микропятна. Помогает дефокусировка на 0,3 мм: энергия рассеивается, гранулы сплавляются в ровную фаску.
Телячья кожа реагирует запахом гваякола. Линия вытравляется без почернения, если я использую 355 нм ультрафиолет с энергией 4 Вт и подачей влажного воздуха: поры закрываются, эпидермис не коробится.
Гравировальный блок сродни кисти художника: меняя длину волны, импульс, газовое окружение, оператор оркестрирует сложный хоровой акорд фотонных столкновений. Правильный баланс приносит чёткую линию, неправильный обращает сырьё в хаотичный рельеф.