Dit is een korte handleiding voor het lasergraveren van diverse metalen en keramiek met behulp van speciale coatings. Het graveren van dit soort materialen zal niet altijd direct goed gaan en vergt dus wat experimentatie, maar hopelijk geeft deze handleiding een klein inkijkje in de mogelijkheden en een goed startpunt voor je eigen project.

Keramiek #

Keramiek is heel simpel gezegd een verzamelnaam voor alle objecten die zijn gemaakt van gebakken klei. Het is een duurzaam en hittebestendig materiaal dat wij gebruiken voor veel projecten, zoals bijvoorbeeld deze geprinte vazen. Echter zullen de meeste mensen het kennen in de vorm van tafelwaren, zoals borden. Het grote verschil met normaal ‘biscuit’ gebakken klein en een bord dat je koopt in de winkel is dat het bord meestal ook geglazuurd is. Glazuur is een dunne glasachtige laag die wordt aangebracht op aardewerk en dan voor een 2e keer wordt afgebakken. Deze glazuur laag zorgt ervoor dat er geen vocht in het aardewerk kan trekken. Hieronder zie je het verschil:

De biscuit gebakken klei kun je eigenlijk niet mooi graveren aangezien het simpelweg verbrand. Geglazuurd keramiek kun je echter wel mooi graveren mits je de juiste stappen volgt. Let wel op: direct graveren werkt niet doordat het materiaal te reflectief is voor de laser (kans op schade aan de lens) en doordat het eerder wegsmelt dan een mooie gravure achterlaat. We moeten daarom gebruik maken van een extra coating die op de glazuurlaag wordt aangebracht en samensmelt met het keramiek (sinteren). De coating die we daarvoor gebruiken heet ’titaan-dioxide’. Dit is een poeder dat zwart sintert en daarmee voor een mooi contrast zorgt op bijvoorbeeld wit keramiek. Het poeder werd tot 2022 gebruikt in voedingsmiddelen als witte kleurstof, maar het is niet zeker of er negatieve gevolgen zijn voor de gezondheid na inslikken of inademen. Neem daarom de juiste veiligheidsmaatregelen, zoals het dragen van handschoentjes / een mondkapje bij het aanbrengen.

Het aanbrengen van het materiaal is eigenlijk meteen de grootste uitdaging. We willen namelijk een hele dunne, maar ook egale laag poeder op het te graveren object aanbrengen. Hiervoor hebben wij verschillende dingen geprobeerd met gemixte resultaten:

• Mix het poeder met IPA alcohol in een sprayflacon (90% alcohol, 10% poeder op basis van gewicht)
• Mix het poeder met pva lijm en alcohol om het daarna te kunnen kwasten
• Airbrush het poeder (met alcohol)

De airbrush raden we niet aan tenzij je beschikt over een airbrush met een grotere naald aangezien alles vrij snel verstopte en een zooitje werd. Het kwasten van de Titaan-dioxide / PVA mix werkte redelijk, maar de laag werd niet super egaal waardoor ook de graveer resultaten sub-optimaal waren. Onze voorkeur gaat dus uit naar het mixen van het poeder met alcohol en dan aanbrengen met behulp van een sprayflacon. Vervolgens laat je de alchol verdampen of gebruik je voorzichtig een föhn om dit proces te versnellen. Als je bijvoorbeeld een bordje hebt met een opstaande rand, dan kan het ook heel handig zijn om gewoon een dun laagje van het mengsel erin te gieten met behulp van een spuit.

Hieronder zie je een voorbeeld dat wel goed gelukt is. In dit geval hebben we het alcohol/poeder mengsel simpelweg in het bord gegoten, laten verdampen en daarna gegraveerd met de BRM. Op de linker afbeelding zie je hoe de laag poeder er ongeveer uit hoort te zien. Dit zijn de instellingen:

BRM 300mm/s raster, 0.1mm interval, 60% power, Air-assist uit

Metaal (Coating) #

Metaal kunnen we op een soortgelijke manier als het keramiek graveren met behulp van een coating. Ook metaal direct graveren werkt namelijk niet met een CO2 laser vanwege de reflectie en de golflengte. Daarom gebruiken we hiervoor een lasermarkeerspray. Dit is opnieuw eigenlijk een laagje poeder dat we eroverheen plaatsen en sintert op het materiaal. In plaats van titaan-dioxide bevat deze spray molybdenum-trioxide. De spray wordt verkocht onder de naam Cermark LMM 6000 en is niet heel gezond voor je, dus neem de juiste veiligheidsmaatregelen en spray dit enkel in een geventileerde ruimte/buiten. Ook is het erg kostbaar met een vanaf prijs van ongeveer €150 per spuitbus. We hebben dit niet standaard op voorraad vanwege de prijs en het feit dat de spuitbus niet onbeperkt houdbaar is.

Het aanbrengen is echter een ander verhaal. Zoals je ziet aan de nogal gehavende spuitbus en de foto hieronder, is het vrij moeilijk om een egale coating te krijgen. Vooral op het moment dat je dit op grotere oppervlaktes gaat doen. Het goede nieuws is wel: het is veel meer vergevingsgezind dan de keramiek coating.

Het resultaat is een mooie zwarte gravure op onder andere roestvrij staal, goud, zilver, titanium, messing koper en aluminium. Na veel testen zijn wij op de onderstaande instellingen uitgekomen voor messing. Andere metalen zul je opnieuw moeten afstellen, maar dit geeft wel een goed startpunt.

BRM 300mm/s raster, 0.1mm interval, 60% power, Air-assist laag

Epilog 15% speed, 300 DPI, 95% power

Metaal (Fiber laser) #

Metaal is ook zonder coating te laseren met behulp van een fiberlaser. Onze Epilog laser heeft daarvoor een 30 watt fiber module. Deze is helaas niet sterk genoeg om door metaal te snijden, maar wel om het mooi te graveren. Graveren met de fiber laser etst echt het materiaal weg waardoor je wel een heel ander resultaat krijgt dan met de coating hierboven. De coating zorgt altijd voor een zwarte gravure met hoog contrast terwijl dit met de fiber laser minder is. Op messing is het nog redelijk goed zichtbaar, maar op blank aluminium zie je bijvoorbeeld vrij weinig contrast doordat de gravure zelf ook zilver is. In de toekomst maken we hier een apart artikel over, maar de onderstaande afbeelding laat hopelijk duidelijk het verschil zien.