Спосіб нанесення зображення лазерним гравіруванням

Спосіб нанесення зображення лазерним гравіруванням, що включає обробку поверхні заготовки сфокусованим модульованим пучком лазерного випромінення, з вибором швидкості переміщення лазерного пучка, що забезпечує видалення шару матеріалу, глибина якого відповідає потрібній точності формування контуру і профілю елемента малюнка, причому формування сигналів модуляції 3 Основними недоліками даного способу є: недостатня чіткість зображення, неможливість отримання за один сеанс обробки поверхні з різними задачами (гравірування, перфорація) і недостатня продуктивність. Отримані зображення примітивні и невиразні. Технічним результатом корисної моделі є покращення якості отриманих зображень на виробі, підвищення їх виразності та фотореалістичності. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу-прототипу шляхом підвищення чіткості і збільшення числа різних видів обробки поверхні виробів, а також зменшення витрат за рахунок підвищення продуктивності способу, що дозволяє досягти очікуваного технічного результату, тобто здійснювати підвищення якості та виразності отриманих зображень на художніх виробах. Поставлена задача вирішується тим, що в способі нанесення зображення лазерним гравіруванням, який включає обробку поверхні заготовки сфокусованим модульованим пучком лазерного випромінення, з вибором швидкості переміщення лазерного пучка, що забезпечує видалення шару матеріалу, глибина якого відповідає потрібній точності формування контура і профілю елемента малюнка, причому формування сигналів модуляції і переміщення лазерного пучка здійснюють за допомогою комп'ютера на підставі вибраного зображення і, відповідно до корисної моделі, перед формуванням сигналів модуляції і переміщення лазерного пучка зображення розділяють на однорідні елементи, що визначають у сукупності палітру зображення, а формування сигналів модуляції і переміщення лазерного пучка здійснюють по групах, які різняться за потужністю випромінення, направленістю і швидкістю переміщення, з можливістю отримання для кожної групи різних видів обробленої поверхні, відповідних елементам палітри зображення, причому обробку поверхні заготовки виконують послідовно для кожної групи сигналів модуляції і переміщення. Між сукупністю суттєвих ознак запропонованого способу і очікуваним технічним результатом, який може бути досягнутий, виявляється наступний причинно-наслідковий зв'язок: розділення зображення на однорідні елементи, які визначають у сукупності палітру зображення перед формуванням сигналів лазерного пучка, а також формування цих сигналів, що здійснюють по групах, які різняться за потужністю випромінення, направленістю і швидкістю переміщення, з можливістю отримання для кожної групи різних видів обробленої поверхні, відповідних елементам палітри зображення, дозволяє досягти очікуваного технічного результату, тобто поліпшити якість отриманих зображень на художньому виробі, підвищити їх виразність та фотореалістичність. Суть корисної моделі полягає в наступному. Спосіб ілюстровано кресленнями. На Фіг.1 представлена схема обробки поверхні заготовки сфокусованим модульованим пучком лазерного випромінення. На Фіг.2 наведено приклад процесу обробки заготовки зі стрибкоподібними змінами потужності пучка лазерного випромінення. 62550 4 На Фіг.3 наведено приклад процесу обробки заготовки з плавними змінами потужності пучка лазерного випромінення. На Фіг.4 наведено приклад промалювання векторних ліній. На Фіг.5 наведено приклад формування фрагмента зображення гравірування. На Фіг.6 наведено приклад зображення, нанесений запропонованим способом на заготовці із дзеркального акрилу. На Фіг.7 наведено приклад зображення, нанесений запропонованим способом на заготовці з дерева. Для здійснення способу нанесення зображення лазерним гравіруванням використовують пристрій, який містить оптичну систему, що складається із фокусуючої лінзи 1, яка фокусує лазерний пучок 2 на заготовку 3. Всі ці елементи та заготовка 3 оброблюваного виробу розташовують на робочому столі 4. При цьому діаметр перетяжки 5 сфокусованого лазерного пучка 2 відповідає потрібному вирішенню елемента зображення. Елемент зображення, сформований на заготовці 3 лазерним пучком 2 із стрибкоподібними змінами потужності, має різкі межі 6 (Фіг.2), а елемент зображення, представлений на Фіг.3, сформований на заготовці 3 лазерним пучком 2 з плавними змінами потужності 2-1, 2-2, 2-3, він має пологі межі 7. Зображення ділиться на фрагменти, які складаються із точок перфорації (Фіг.1), контурних ліній 8 і 9 (Фіг.4), і ліній гравірування 10 (Фіг.5). Вид гравірування визначається направленням гравірування 11-1 або 11-2, інтервалом 12 гравірування і стратегією. Одностороння стратегія використовує тільки одне направлення 11-1 або 11-2. Двостороння стратегія передбачає обидва направлення 11-1 і 11-2. Приклад зображення 13, нанесеного лазерним гравіруванням на дзеркальному акрилі 12, представлений на Фіг.6. Приклад зображення 15, нанесеного лазерним гравіруванням на дерев'яну заготовку 14, оснащену рамою 16, представлений на Фіг.7. Спосіб нанесення зображення лазерним гравіруванням здійснюють наступним чином. На комп'ютері у відповідності з вибраним зображенням формують послідовність сигналів модуляції і переміщення лазерного пучка. Зображення ділиться на фрагменти з максимальною кількістю градацій. Таким чином розширюється палітра для створення фотореалістичного зображення на виробі. Ця палітра складається з точок перфорації (Фіг.1), контурних ліній 8 і 9 (Фіг.4), і ліній гравірування 10 (Фіг.5). Вид гравірування визначається направленням гравірування 11-1 або 11-2, інтервалом 12 гравірування і стратегією. Одностороння стратегія використовує тільки одне направлення 11-1 або 11-2. Двостороння стратегія передбачає обидва направлення 11-1 і 11-2. Кожному виду гравірування, перфорації або контурним лініям відповідають певні швидкість, направлення і потужність випромінювання лазер 5 ного пучка 2, тому на комп'ютері зображення ділиться на шари, в кожному з яких параметри схожі і для кожного шару формується відповідна група керуючих сигналів. Кількість шарів визначає палітру для створення зображення. За рахунок різноманітного поєднання вищевказаних параметрів ця палітра може бути дуже багатою. Наприклад, елемент зображення, сформований на заготовці 3 лазерним пучком 2 із стрибкоподібними змінами потужності, має різкі межі 6 (Фіг.2), а елемент зображення, представлений на Фіг.3, сформований на заготовці 3 лазерними пучком 2 із плавними змінами потужності 2-1, 2-2, 2-3, він має пологі межі.7. Поверхню заготовки оброблюють послідовно для кожної групи сигналів модуляції і переміщення. Лазерний пучок 2 фокусують за допомогою лінзи 1 і направляють на поверхню оброблюваного матеріалу заготовки 3. Параметри і характеристики оптичної системи і лазерного випромінення підбирають такими, щоб діаметр 5 перетяжки сфокусованого лазерного пучка 2 відповідав потрібному вирішенню елемента зображення (Фіг.1). Всі елементи оптичної системи, в тому числі лазер, лінза 1 і заготовка 3 оброблюваного виробу розташовуються на робочому столі 4. При цьому діаметр перетяжки 5 сфокусованого лазерного пучка 2 від 62550 6 повідає потрібному вирішенню елемента зображення. Для забезпечення високої якості формованого зображення необхідно чітко узгодити всі складові процесу обробки: сканування сфокусованого лазерного пучка 2, модуляцію потоку випромінення у часі, зміни швидкості переміщення сфокусованого лазерного пучка 2 і потужності випромінення. За рахунок того, що поверхню заготовки оброблюють послідовно для кожної групи сигналів модуляції і переміщення, підвищується чіткість зображення, збільшується число різних видів обробки поверхні виробів, а також зменшуються витрати за рахунок підвищення продуктивності способу. Спеціально за замовленням можуть виконуватися картини, портрети, фотографії пейзажів або сімейне фото, в спеціальній портретній рамці 16 (Фіг.7) або без неї. Зображення 13, 14 можуть наноситься на дзеркальний акрил 12 (Фіг.6), дерево 15 (Фіг.7) або інші матеріали. Значення параметрів обробки визначають на основі теплофізичних. характеристик матеріалу і потужності лазерного випромінення. Запропонований спосіб дозволяє досягти покращення якості отриманих зображень на сувенірному або художньому виробі, підвищення їх виразності та фотореалістичності. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 62550 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601