Особенности гравировки

Камень – это очень прочный, поэтому сложный в обработке материал. Для его гравировки применяются различные технологии. Они отличаются по видам выполняемых работ, используемым инструментам и оборудованию, времени, затраченному на обработку. Основных способов существует два: ручной и механический, который, в свою очередь, включает несколько методов.

Ручная гравировка

Ручная гравировка – самый древний метод из используемых. Она предполагает применение мастером специальных инструментов, с помощью которых на поверхность камня по трафарету наносятся сколы. Их глубина зависит от силы удара, а оттенок рисунка – от плотности расположения. Ручной способ наиболее часто используется для выполнения надписей. К основным инструментам относятся:

Преимущества ручной гравировки:

• Возможность оценки мастером качества материала и его реакции на разные виды воздействия, что гарантирует долговечность изделия.
• Глубина нанесения изображений и текста намного больше, чем, например, при лазерной обработке, она варьируется от 0,1 до 5 мм. Из-за этого итоговый результат имеет высокое качество и сохраняется в первоначальном виде неограниченное время.
• Детализация рисунка. Тон изображения определяется плотностью расположения сколов. На тёмных камнях опытный гравировщик может создать до 20-30 цветовых переходов.
• Доступность внесения изменений в уже готовую работу.
• Отсутствие необходимости в дорогостоящей технике и программном компьютерном обеспечении для предварительной обработки первоначального изображения.
• Возможность обработки любой породы камня.

Однако у ручной гравировки есть и недостатки:

• Качество результата зависит от профессионализма мастера.
• Цена значительно выше, чем при механической обработке, и растёт с увеличением объёма и сложности работы.
• Большие временные затраты на работу, длительное ожидание результата.

Игольчатый (ударный) способ

Эта техника по процессу выполнения аналогична ручному методу, только удары твердосплавленными иглами наносит станок, а не человек.

Технология:

• На подготовительном этапе изображение формируется с помощью специальной программы на компьютере.
• Полученный трафарет закрепляют на камне.
• Станок, перемещаясь вдоль обрабатываемого участка, производит удары иглой по заданному алгоритму, создавая рисунок или текст.

Лучший результат достигается только на ровной поверхности, поэтому её сначала шлифуют и полируют. Если сохранятся углубления, игла не сможет их обработать.

Преимущества ударного способа:

• Высокая производительность и относительно быстрое выполнение работ.
• Длительный срок сохранности изображений.
• Большее количество получаемых оттенков, чем у лазерного или пескоструйного станка.

Недостатки:

• Очень большие и постоянные эксплуатационные расходы.
• Быстрое изнашивание (затупление) игл, которые требуют регулярной заточки или замены – использование тупой иглы существенно снижает качество гравировки и её соответствие ожидаемому результату.
• Возможность создания лишь средних по сложности рисунков из-за среднего спектра тонов.
• Необходимость предварительной обработки изображений и создания трафарета на компьютере.
• Важность максимально гладкой поверхности.

Лазерная гравировка

Лазерная гравировка – это нанесение на камень изображений и текста с помощью специального автоматизированного станка. Отличием метода является отсутствие промежуточного этапа – переноса рисунка или надписи на трафарет. Картинка подаётся в лазерную установку напрямую с компьютера. Станок прожигает в камне микроотверстия разной глубины посредством высокотемпературного воздействия лазерного луча. В результате быстрого нагревания поверхности камень расширяется, что приводит к откалыванию верхнего слоя. Отколовшиеся материалы испаряются лазером. Затем камень покрывается специальной белой краской, после чего рисунок становится целостным.

Технология:

• На компьютере создаётся изображение.
• Камень помещают в станок.
• Станок проходит над поверхностью и переносит картинку, прогревая лазерным лучом камень в указанных местах.

Преимущества лазерной гравировки:

• Высокая точность изображений.
• Максимально быстрое нанесение рисунка любого размера.
• Возможность создания любого дизайна, шрифта, орнамента и т.д.
• Полностью автоматизированный процесс, практически исключающий человеческий фактор и риск повреждения хрупких заготовок.
• Реалистичное изображение, полное сходство рисунка на камне с оригиналом.
• Относительно небольшая цена, зависящая от объёма и сложности работы.
• Отсутствие необходимости замены инструмента.
• Возможность использования стандартных графических программ для создания эскизов.
• Безопасность для здоровья персонала и меньшие трудозатраты на уборку из-за небольшого количества пыли, осколков и других производственных отходов.

Недостатки:

• Ограниченная глубина обработки из-за возможности повреждения камня.
• Небольшой спектр создаваемых оттенков.
• Значительные эксплуатационные расходы.
• Непродолжительный срок сохранности картинки (из-за правильной формы углублений, созданных лазером, в них быстро проникают грязь и пыль, которые очень сложно удалить), особенно при выраженных механических нагрузках.

Результат гравировки фото на камне зависит от множества факторов:

• состояние поверхности;
• размер и тип выбранного материала;
• глубина рисунка;
• тип используемого станка;
• уровень сложности и детализации изображения.

Разные породы камня обрабатываются неодинаково, поэтому для разных сортов нужно использовать разные разрешения гравировки. Чем более однородным и мелкозернистым будет камень, тем выше разрешение можно использовать. Лучше всего лазерная гравировка получается на тёмных натуральных камнях с полированной поверхностью. В других случаях сильный нагрев образует глубокие трещины, и со временем проникающая в них вода разрушает рисунок.

После завершения процесса гравирования необходимо убрать дефекты – доработать ручной гравировальной машинкой, затем пройтись пучком из победитовых игл для удаления резких переходов. Чтобы получить красивый цветной результат, добавляют акрилосодержащую краску или лак.

Ударно-игольчатый станок имеет преимущество за счёт создания более глубоких борозд-сколов. При этом он имеет ряд недостатков, которых лишено лазерное оборудование:

• Более медленная работа из-за необходимости осуществления многочисленных ударов.
• Необходимость отходить от края, из-за чего обработка изделий с краями невозможна.
• Небольшой ресурсный запас и высокая стоимость гравировочных игл, периодичность замены – каждые 10-15 нанесений.
• Регулярное обслуживание и частая замена деталей, подверженных износу.
• Себестоимость гравировки в 5 раз выше.

Фрезерный метод

Для гравирования камня с помощью фрезерного станка применяются алмазные фрезы. Они действуют по принципу абразивов – линейно снимают верхний слой материала, а не делают сколы, как иглы. Ширина и глубина бороздок определяется параметрами фрезы и интенсивностью воздействия.

Технология:

• Мастер адаптирует на компьютере исходный рисунок и формирует эскиз.
• Камень размещают на станке и переносят на поверхность подготовленный трафарет.
• Станок движется, снимая с камня тонкий слой в предназначенных для обработки местах.

Преимущества фрезерного метода:

• Высокоскоростная автоматизированная работа.
• Длительный период сохранности рисунка.
• Пониженные эксплуатационные затраты – фрезы отличаются более долгим сроком службы по сравнению с иглами и относительно невысокой стоимостью.
• Возможность использования на всех сортах камня.
• Возможность получения более широкого спектра оттенков благодаря регулированию формы и силы давления фрез.

Недостатки:

• Обязательное наличие плоской рабочей поверхности у камня.
• Затраты на предварительную компьютерную обработку изображения.

Пескоструйный (абразивоструйный) способ

Пескоструйный аппарат – устройство, не имеющее прямого отношения к гравировальному оборудованию, но часто используемое для создания различных несложных элементов (текстов, простых рисунков и орнаментов). Картинка создаётся под действием подаваемой под напором струи воздуха с песком или другим абразивом (дробь, купершлак, электрокорунд, пластик, косточки плодов). Абразивные частицы, ударяясь с силой о поверхность, наносят микросколы. Глубина гравировки зависит от силы напора подаваемой струи и времени воздействия. Получаемый таким образом текст или рисунок имеет чёткие границы и хорошо выделяется на тёмной полированной поверхности. Однако картинка выходит однотонной, поэтому изготовление полноценных портретов невозможно.

Технология:

• Предоставленное изображение или текст редактируется на компьютере.
• Соответствующие шаблоны вырезаются на специальной прочной плёнке при помощи плоттера – аппарата для изготовления трафаретов.
• Шаблон прикрепляется к рабочей поверхности, удаляются участки плёнки в предназначенных для обработки местах.
• Плита обрабатывается воздушно-абразивной струёй, которая выбивает частицы из камня.

Преимущества пескоструйной гравировки:

• Долговечность нанесённых изображений и надписей (почти как у ручной гравировки).
• Возможность обработки любой породы.

Недостатки:

• Высокая стоимость выполнения работ, длительная и дорогостоящая подготовка.
• Необходимость применения плоттера, который тоже отличается высокой стоимостью.
• Возможность создания только одного тона, что исключает нанесение сложных рисунков и портретов.

Гравирование надписей

Нанесение текста на поверхность является более простой с технологической точки зрения операцией, чем гравирование рисунков и портретов. Надпись обычно оформляется в одном тоне и имеет равномерный цвет по всей площади, без теней и полутонов. И действительно, если символы вырубаются скарпелью или наносятся с помощью гравировального станка, то никаких сложностей не возникает. Но когда шрифт выбивается гравировальной машинкой или пучками победитовых спиц, равномерность выделения надписи полностью зависит от навыков и умений мастера. Текст гравируют по предварительно подготовленному трафарету. Внутреннюю часть контура пробивают («закрашивают»).

Гравирование изображений

Создание рисунков – технологический процесс, требующий более сложной работы. Это объясняется небольшим количеством прямых линий и необходимостью воспроизведения множества оттенков чёрного и белого цветов. Также отдельные элементы рисунка могут не иметь чётких границ и для их выделения требуется выполнение более-менее плавных переходов. Труднее всего гравируется портрет. Кроме умения воплотить множество тонов, требуется прорисовка мельчайших деталей и штрихов (глаза, губы, волосы, тени), чтобы обеспечить максимальное сходство рисунка на камне с исходным изображением. В отличие от художника, использующего различные краски, гравёр может получить необходимые оттенки, полутона и светотени только одним способом – регулируя количество ударов металлических спиц или алмазной иглы по поверхности камня. Чем больше ударов сделано, тем светлее тон. При этом даже для цветных портретов опытные мастера выполняют чёрно-белую гравировку в полном объёме, чтобы изображение осталось полноценным, когда со временем краска потускнеет или выгорит.

Подходящие виды камней

Все виды камней поддаются гравировке, но чем выше мелкозернистость и однородность породы, тем лучше качество рисунка. Для нанесения узоров больше всего подходят полированные поверхности.

Наиболее популярные камни, используемые для гравировки:

Сферы применения

Гравировка по камню применяется в разных отраслях: ювелирная промышленность, изготовление сувениров, прикладное искусство, строительство, мукомольная промышленность (формирование канавок на каменных жерновах), оформление исторических памятников и мемориальных табличек, сфера ритуальных услуг. При этом у каждой конкретной технологии тоже есть своё применение:

• ручная преимущественно используется для гравирования драгоценных и поделочных камней;
• пескоструй – для обработки минералов твёрдостью до 9 баллов по шкале Мооса;
• ударная и лазерная чаще всего используются для нанесения изображений на надгробные плиты, подходят для твёрдых пород (6,5-9 баллов);
• лазерная – для оформления исторических памятников и мемориальных табличек.