Технология векторной и растровой лазерной гравировки: отличия, применение, недостатки и преимущества

• Алгоритм действий для нанесения лазерной гравировки
• Что такое растровая гравировка?
• Что такое векторная гравировка?
• Чем отличается векторная и растровая гравировка
• Плюсы и минусы векторной гравировки
• Плюсы и минусы растровой гравировки
• Применение векторной и растровой гравировки 
• Векторная или растровая гравировка: что выбрать?
• Советы для векторной и растровой гравировки
• Вопросы и ответы
• Заключение

Алгоритм действий для нанесения лазерной гравировки 

Создание дизайна

Используйте графический редактор (CorelDraw, Photoshop, AutoCAD, Illustrator, InkScape) для создания макета гравировки. Убедитесь, что дизайн детальный и точный для высококачественной гравировки.

Подготовьте графическое изображение

Экспортируйте и сохраните дизайн в формате, который совместим с вашим лазерным гравером. 

Настройка лазерной системы

Включите питание лазерной системы. Убедитесь, что аппарат правильно откалиброван и выровнен. Установите параметры лазера, такие как мощность, скорость и частота, в зависимости от гравируемого материала.

Загрузите графическое изображение

Импортируйте графическое изображение (макет) на лазерную систему с помощью управляющей программы. 

Подготовка материала

Подготовьте заготовку для гравировки, очистив и правильно расположив ее на станке. Закрепите материал на месте, чтобы предотвратить его перемещение в процессе гравировки.

Процесс гравировки

Запустите процесс гравировки. Активируйте лазерный луч и направьте его на заготовку. Лазерный луч выборочно удаляет материал и изменяет поверхность для создания заданного изображения.

Завершение и проверка

Осторожно снимите гравированную заготовку со станка и проверьте результат на наличие дефектов или ошибок. 

Конкретные шаги и требования могут отличаться в зависимости от используемой лазерной системы. Важно ознакомиться с инструкциями и рекомендациями производителя по правильной эксплуатации и мерам предосторожности.

Что такое растровая гравировка?

Растровые файлы содержат точную попиксельную карту изображения. Программа визуализации реконструирует это изображение на отображающей поверхности устройства вывода.

Растровая гравировка - это метод нанесения изображений на поверхность с помощью растровой графической технологии. Растровая графика состоит из отдельных точек изображения, называемых пикселями, которые могут иметь различные цвета. Эти пиксели в совокупности образуют черно-белое изображение. Качество или разрешение растрового изображения улучшается по мере уменьшения размера пикселей и увеличения их общего количества. При растрировании двоичные данные обозначаются таким образом: 1=необходима лазерная обработка/ 0=без лазерной обработки. Изображения в цвете или полутонах преобразуются в черно-белые изображения, которые можно гравировать.

Рис. 1. Растровая гравировка на дереве 

При увеличении масштаба растрового изображения вместо четкого и детального изображения получаются пиксели в виде увеличивающихся квадратов. Это происходит потому, что изображение состоит из фиксированного набора пикселей, и при увеличении масштаба увеличиваются существующие пиксели, что приводит к потере четкости.

Лазерная головка перемещается по поверхности материала серией параллельных линий. При этом создается растрированное изображение, состоящее из серии точек.

Растровую гравировку можно использовать на различных материалах. Ее универсальность позволяет создавать контрастные и текстурированные рисунки. Распространенные форматы растровых файлов включают JPEG, PNG, BMP, HEIC, EXIF, WebP, PSD, TIFF и другие.

Растровые изображения можно быстро нанести и выполнять большое количество заказов за короткий промежуток времени. Это также относительно просто – необходимо импортировать любое изображение, многие форматы файлов изображений совместимы с большинством программ для лазерной гравировки,  и отправить его на свой лазер.

Рис. 2. Отличие векторного и растрового изображения 

Что такое векторная гравировка?

Векторная гравировка использует векторный файл для направления лазерной головки. Векторные файлы создаются с помощью математических формул, чтобы направлять лазер для вырезания точных линий, которые не теряют качества и не становятся “пикселизированными” при увеличении или уменьшении масштаба рисунка.

Рис. 3. Векторное изображение 

Это делает векторную гравировку подходящим вариантом для нанесения точных изображений, например, контуры текста или вырезание логотипа. Векторная гравировка обеспечивает четкое изображение независимо от размера рисунка.

Распространенные форматы векторных файлов включают SVG, AI, PDF, DXF и EPS.

Для создания этих файлов требуется специализированное программное обеспечение. Adobe Illustrator - часто используемый профессиональный вариант, но существуют бесплатные программы с открытым исходным кодом для создания векторных SVG-файлов, такие как Inkscape.

Чем отличается векторная и растровая гравировка

Лазерная гравировка подразделяется на векторную и растровую. При векторной лазерной гравировке все элементы рисунка и надписи вырезаются лазером линиями или штрихами, а при растровой гравировке изображение или надпись складываются из отдельных точек разной степени плотности.

Два основных различия между векторной и растровой гравировкой заключаются в том, как создаются рисунки и как лазер обрабатывает материалы. В векторных рисунках используются математические формулы, которые отслеживаются лазерными станками, создавая очень точный разрез или гравировку на материале.

В растровых изображениях используются пиксели, которые встраиваются в материал для создания окончательного дизайна. Это работает аналогично тому, как при струйной печати пиксели используются для печати на бумаге. Растровое изображение создается лазером перемещающемся по материалу параллельными линиями.

Рис. 4. Отличие растра от вектора

Перемещая лазер вперед и назад по растровому рисунку, вы можете создавать затенения, градиенты и сложные детали. Растровый алгоритм обычно используется для нанесения фотографий, сложных иллюстраций или любого другого дизайна, требующего различной глубины и текстуры. Однако она выполняется медленнее, поскольку сканируется вся область изображения пиксель за пикселем.

Векторная гравировка лучше подходит для быстрого нанесения тонких линий, а растровая для печати изображений и логотипов с контрастными областями с заливкой или оттенками серого.

Плюсы и минусы векторной гравировки

Плюсы

• Точность. Векторные файлы в сочетании с лазером с компьютерным управлением может наносить четкие и детализированные изображения. Лазер может следовать инструкциям с точностью до десятых долей, что гарантирует результат высокого качества. Векторная гравировка также  эффективна для больших проектов, где растровые изображения могут потерять разрешение. Векторные файлы предпочтительнее для резки винила и печати на футболках по той же причине;
• Выполнять лазерную резку можно только на основе векторных изображений.
• Скорость. Возможно быстро выполнять векторную резку без снижения качества.

Недостатки

• Векторная гравировка не может отразить глубину изображения, тогда как растровая гравировка создает 3D-эффекты на изображении с использованием цветового контраста;
• Ограниченная текстура. В результате векторной гравировки получается гладкая поверхность. Для получения разнообразной текстурированной отделки лучше выбрать растровое изображение;
• Ограниченное количество цветов. Векторная гравировка обычно выполняется в одном цвете. Это может ограничить дизайн; 
• Сложность. Векторная гравировка требует специализированного программного обеспечения, чем простые изображения в формате JPEG для растровой гравировки. Требуются программы для векторного дизайна, такие как Inkscape или Adobe Illustrator.

Плюсы и минусы растровой гравировки

Плюсы

• Текстура. Растровая гравировка может создавать различные текстуры, это добавляет дизайну объемность;
• Градиентная гравировка. Можно создавать темные или светлые оттенки в зависимости от того, насколько быстро и с какой мощностью ваш лазер прожигает ту или иную область изображения;
• Универсальность. С помощью данного формата можно нанести практически любое изображение на широкий спектр материалов, с которым может работать ваш лазер. 

Недостатки

• С помощью растрового файла можно только наносить изображения, вырезать по нему невозможно;
• При растровой гравировке лазер работает быстрее, но процесс обычно происходит медленнее, потому что требуется покрыть гораздо большую площадь;
• Изображения теряют качество при увеличении. Увеличенные рисунки теряют разрешение и качество;
• Ограниченная глубина. Векторной технологией можно выгравировать изображение глубже, чем растровой. По этой причине растровые изображения менее износостойкие. 

Рис. 5. Увеличение растрового и векторного изображения 

Применение векторной и растровой гравировки 

Векторная графика 

• Логотипы и материалы для брендинга: визитные карточки, канцелярские принадлежности;
• Вывески для бизнеса, мероприятий;
• Награды и трофеи: гравировка имен на трофеях, табличках и медалях;
• Персонализированные подарки: украшения, брелоки и чехлы для телефонов;
• Стеклянная посуда с травлением: бокалы для вина, виски и пивные кружки, при наличии лазерного гравера с поворотным устройством;
• Промышленное применение: нанесение серийных номеров или номеров деталей на машины и оборудование;
• Архитектура: гравировка текста или рисунков на металлических и деревянных панелях для фасадов зданий или внутреннего декора;
• Индивидуальная упаковка: нанесение логотипов и рисунков на упаковку продукта или подарочные коробки.

Растровая графика 

• Нанесение рисунков и фотографий на различные поверхности; 
• Персонализированные подарки: рамки для фотографий, кружки и чехлы для телефонов;
• Рекламная продукция: брелоки, ручки и USB-накопители;
• Текстуры и узоры: гравировка текстур древесины и камня;
• Промышленное применение: нанесение логотипов и рисунков на детали и оборудование;
• Упаковка и маркировка продукции: гравировка этикеток, шильд и табличек. 

Векторная или растровая гравировка: что выбрать?

Рис. 6. Векторная гравировка на дереве

Выбор векторной или растровой гравировки зависит от того, что вы хотите создать. Векторная гравировка лучше подходит, когда требуется большая скорость и необходимо нанести простые контурные изображения, без текстуры и оттенков. 

Растровая гравировка подойдет если нужно заполнить изображение, придать цветам разный оттенок и изменить текстуру материала. 

Советы для векторной и растровой гравировки

Векторная

Выберите подходящий материал. Дерево, акрил и некоторые металлы подходят для нанесения векторных изображений;

Очистите материал. Очистка материала от грязи и пыли сводит к минимуму риск возникновения помех;

Выберите правильные настройки. Убедитесь, что у вас оптимальные настройки для дизайна и материалов, которые вы используете;

Правильно проветривайте помещение. Во время процесса гравировки образуется дым, поэтому необходимо вентиляционное оборудование. 

Растровая

Выберите правильный материал. Кожа, дерево и акрил - отличные варианты;

Убедитесь, что растровое изображение оптимизировано – используйте соответствующую контрастность и яркость наряду с пороговым значением оттенков серого. При переводе векторного рисунка в растровый используйте достаточное разрешение;

Оптимизируйте дизайн. Выбирайте высококачественные растровые изображения, которые позволят получить красивую окончательную гравировку с четкими деталями;

Используйте правильные настройки. Настройки мощности вашего лазера, разрешения и скорости будут влиять на общее качество гравировки;

Содержите станок в чистоте. Для получения наилучших результатов необходимо правильное техническое обслуживание лазерного станка для гравировки. Наличие чистого рабочего пространства значительно упрощает эту задачу;

Тестовый запуск. Проверка настроек лазера на небольшом куске сведет к минимуму риск порчи материала.

Вопросы и ответы 

Можно ли преобразовать растровые изображения в векторные?

Да, вы можете использовать такие инструменты, как инструмент трассировки изображений в Adobe Illustrator, для преобразования растрового изображения в векторное. Это позволит вам расширить область применения изображения без ухудшения качества данных.

Как создается векторная и растровая графика?

Растровые изображения создаются с использованием  пикселей. Векторные изображения создаются с использованием геометрических формул, которые создают линии и фигуры.

Все ли материалы подходят для лазерной обработки?

Есть определенные материалы, которые не следует резать. ПВХ или углеродное волокно с покрытием могут выделять вредные пары. Другие материалы, такие как полистирол и HDPE, могут расплавиться или загореться.

Всегда проверяйте, безопасен ли материал, который вы собираетесь использовать.

Заключение