Ke značení dřeva laserem se běžně používají CO₂ lasery. Dřevo jako organický materiál velmi dobře absorbuje infračervené záření CO₂ laseru. Laserové teplo spaluje dřevěný povrch, který tím tmavne (zuhelnatí), případně se odpaří do hloubky. Laser tak může na dřevo kreslit tmavé obrazce podobně jako to dělají vypalovací raznice, ale s mnohem vyšší přesností a rychlostí, a s možností automatizace.
Při laserovém značení dřeva lze docílit dvou hlavních efektů:
- Kontrastní tmavý popis bez výrazného reliéfu: Laser jen lehce opálí povrch, změní barvu dřeva na tmavě hnědou nebo černou, ale neodebere moc materiálu. To je vhodné pro značení nápisů, log nebo kódů, kdy stačí barevný kontrast a není potřeba hloubka.
- Gravírování (odebrání vrstvy): Při pomalejším posuvu nebo více průchodech laser odstraní vrchní vrstvu dřeva a zanechá prohlubeň. Při správném nastavení to lze udělat i bez očouzení okrajů značení. Laser odpaří materiál a případné zuhelnatění lze minimalizovat. Výsledkem je světlý vygravírovaný motiv (barva odkrytého dřeva) kontrastující s okolním tmavším povrchem, nebo naopak do hloubky vypálený tmavý motiv (pokud se materiál pálí i ve spodku rytiny). Kombinací lze dosáhnout i 3D efektů. Výsledný vzhled gravury ovlivňují i léta a strukturu dřeva, tmavší jarní dřevo se pálí jinak než letní hustší.
Vhodný typ laseru
Ke značení dřeva je jednoznačně vhodný CO₂ laser. Vlnová délka 10,6 µm spolehlivě ohřívá všechny běžné druhy dřeva (masiv, překližku, MDF…). V praxi se pro průmyslové aplikace používají výkonné CO₂ lasery s galvanometrickou hlavou, které mohou v zlomcích sekundy popsat např. celé víko palety. Naopak vláknový laser není pro dřevo ideální. Čisté dřevo má světlou barvu a na 1,06 µm vlnovou délku reaguje slabě (většina energie projde nebo se odrazí podobně jako u skla).
Vláknový laser by dokázal dřevo popálit, pokud by byl dostatečně výkonný a zaostřený, ale proces by byl neefektivní. Proto se pro značení dřeva ve výrobě nasazují téměř výhradně CO₂ systémy. Výjimkou je dřevěný díl potažený povrchovou vrstvou barvy či jiného filmu, nebo pokud je dřevo napuštěno tmavými pigmenty. Pak může i vláknový laser ve dřevě udělat stopu.
Doporučené parametry
Dřevo vyžaduje citlivé nastavení parametrů značení, protože se snadno přepaluje a také hrozí vznícení prachu nebo zplodin. Každí dřevo reaguje jinak a operátor tak musí ladit výkon a rychlost podle konkrétního materiálu. CO₂ laser se obvykle používá v pulsním režimu (pokud umožňuje Q-spínání, jinak nepřetržitě s pohybem). Výkon závisí na požadovaném efektu: pro povrchové označení palety stačí třeba 30–50W, pro řezání 10mm překližky je potřeba >100W.
Pokud jde o rychlost: u galvo hlavy může paprsek běhat i několik m/s, dřevo se pálí tak rychle, že stihne zanechat stopu i při rychlém přejezdu. Pomalý posuv způsobí hluboké vypálení. Například pro tmavý popis bez hloubky je vhodné nastavit vysokou rychlost skenu a střední výkon, aby se jen povrch ztmavil. Pro gravírování se zvolí pomalejší pohyb nebo vícenásobné skenování hustou mřížkou.
Dřevo při spalování uvolňuje kouř, který může znovu kondenzovat na povrchu a špinit materiál. Proto se někdy gravíruje s ofukem.
Výhody a nevýhody
Laserové vypalování do dřeva je bezpečné pro materiál, nehrozí praskání vlivem tlaku. Laser umožňuje značit i velmi jemné detaily, např. fotografie na překližce. Vysoký výkon CO₂ umožňuje kombinovat značení a řezání, kdy jedním strojem lze vyřezat dílec a zároveň ho popsat. Laser je tak ve dřevozpracujícím průmyslu velmi ceněn zejména pro svou produktivitu.
Nevýhodou je, že spalováním vzniká značné množství kouře a prachu. Je nutné účinné odsávání, jinak se stroj zanáší a díl může být očouzen. Také existuje riziko požáru (laser může zapálit odletující uhlíky), proto se tyto stroje musí hlídat.
Další nevýhoda je barva popisu: je většinou hnědočerná, což na tmavém dřevě není vidět. Světlé dřevo dává krásný kontrast, ale tmavé, např. ořechové dřevo už tolik ne. Tam by se hodil světlý popis, který však laser neumí. Řešením by v tomto případě byla jedině gravura do hloubky a vyplnění světlým materiálem.