Welches sind die besten Holzgravurtechniken, die man wählen kann?

Der Holzstich ist eine sehr alte künstlerische Technik. Die ersten Verwendungen dieser Technik, die Tausende von Jahren zurückreichen, werden auf die Antike datiert. Der Holzschnitt, der lange Zeit mit antiken Möbeln oder Reliefmalereien in Verbindung gebracht wurde, scheint ein Comeback zu erleben und ermöglicht immer originellere und trendigere Kreationen.

In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie CNC ein wichtiger Verbündeter in dieser süchtig machenden Technik ist, und um Ihnen den Einstieg zu erleichtern, haben wir auch eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Erstellung Ihres eigenen Druckstempels beigefügt.

Wir alle haben ein antikes Familienmöbelstück mit eingravierten Motiven vor Augen. Die Gravur ist eine der ältesten ornamentalen Techniken, aber die Verwendung dieser Technik ging weit darüber hinaus.

Die Gravur wurde verwendet, um Monogramme oder Familienwappen auf Möbelstücken anzubringen. Diese Möbelstücke, die ein echtes Symbol des Erbes sind, waren viel stabiler als die heutigen und wurden von Generation zu Generation weitergegeben.

Je nach Design konnte die Gravur eine symbolische Bedeutung haben. In einigen Kulturen war die Möbelgravur Teil der lokalen Handwerkstraditionen. Obwohl diese Technik scheinbar aus der Mode gekommen war, erlebt sie nun ein starkes Comeback, insbesondere dank der Objekte, die die Menschen personalisieren möchten.

In der heutigen Welt der Inneneinrichtung werden Gravuren verwendet, um originelle Kunstwerke oder dekorative Paneele zur Verschönerung von Innenräumen zu schaffen. Gebrauchsgegenstände oder Alltagsgegenstände wie Schmuckkästchen, Schatullen oder Bilderrahmen können mit dieser Technik personalisiert werden.

Das Gleiche gilt für die individuelle Gestaltung von Küchenutensilien wie Schneidebretter, Tabletts oder Kochlöffel.

Im gewerblichen Bereich kann die Gravur zur Herstellung von Schildern oder Werbegeschenken verwendet werden, um eine Marke zu bewerben.

Schließlich wird die Gravur immer noch zur Herstellung von Möbeln verwendet, jedoch in einer grafischeren Form, mit strukturierten Küchenschranktüren oder geometrischen Mustern, die viel modischer sind als die Pflanzenmotive, die man oft auf alten Möbeln findet.

Es gibt zwei verschiedene Arten der Gravur: die pyrographische Gravur, bei der das Material mit Feuer graviert wird, und die traditionellere „kalte“ Gravur, bei der Messer, Hohlmeißel oder Fräser zum Einsatz kommen.

Beide Techniken sind besonders interessant und können zur Verzierung einer Vielzahl von Objekten verwendet werden. Die Heißgravur ermöglicht eine feine Gravur und markiert das Material nur über wenige Millimeter, während die Kaltgravur mehr Fantasie und einen viel ausgeprägteren Reliefeffekt ermöglicht.

Heißgravur (Brandmalerei)

Die Brandmalerei eignet sich besonders gut für die individuelle Gestaltung von Objekten wie kleinen Gemälden, Untersetzern oder Schneidebrettern. Mit dieser speziellen Technik können auch Holzobjekte wie Holzlöffel oder sogar kleine Gegenstände wie Schmuck (Armbänder, Anhänger oder Holzringe) mit einem Relief versehen werden.

Die Brandmalerei ist die am weitesten verbreitete Technik zur Kennzeichnung von Holz. Wer hat sie nicht schon einmal ausprobiert? Heutzutage werden Laser immer häufiger eingesetzt, da sie hochpräzise Gravuren ermöglichen.

Parameter wie Laserleistung und -geschwindigkeit können angepasst werden, sodass sich sehr einfach eine Vielzahl von Effekten erzielen lassen, die mit einem Brandmalstichel viel schwieriger zu erzielen sind.

Kaltgravur

Die Kaltgravur hingegen kann zur Herstellung von Schildern oder Möbeln verwendet werden. Durch den Einsatz von Werkzeugen anstelle von Hitze entsteht ein hohes Maß an Relief, wobei das natürliche Aussehen des Holzes erhalten bleibt, anstatt wie bei der Lasergravur verbrannt zu werden, was dem Werk eine ganz neue Dimension verleiht.

Bei der „kalten“ Gravur gibt es zwei Darstellungsmöglichkeiten: Intaglio und Relief (Kamee). Die Verwendung von Begriffen aus der Schmuckbranche hilft bei der Visualisierung der Darstellung.

Bei der Intaglio-Gravur wird Material entfernt, um Einschnitte oder Vertiefungen in der Holzoberfläche zu erzeugen. Die Intaglio-Gravur eignet sich besonders für feine Elemente, die vor Abnutzung geschützt werden müssen, oder für Muster oder Text, die unter der Oberfläche des Materials erscheinen.

Diese Vertiefungen können mit Tinte, Farbe oder, was derzeit sehr beliebt ist, mit farbigem Harz hervorgehoben werden, um die Muster zu betonen.

Diese Art der Gravur wird auch im Druck verwendet, um Stanzformen herzustellen. Bei dieser als Xylografie bezeichneten Technik werden Bilder, Motive oder Texte in eine Holzplatte geschnitzt. Die Teile, die im Druck nicht zu sehen sind, die „Leerstellen“, werden ausgehöhlt. Das endgültige Motiv erscheint dann als Relief.

Nach Abschluss des Graviervorgangs wird die Tinte auf die Oberfläche der Platte, die als Matrix bezeichnet wird, aufgetragen und anschließend auf Papier aufgebracht. Die Tinte wird übertragen, um einen Druck zu erzeugen. Insbesondere bei Texten wird die Schrift spiegelverkehrt eingraviert, damit sie lesbar gedruckt werden kann.

Eine weitere sehr interessante Tiefdrucktechnik stammt aus Norwegen und Schweden.

Beim Kolrosing wird mit einem Messer eine leichte Kerbe in das Holz geritzt, die dann mit einem Pulver wie kontrastierendem Sägemehl, gemahlenem Kaffee oder Zimt gefüllt wird. Da diese Technik viel Zeit in Anspruch nimmt, eignet sie sich besonders für die Verzierung kleiner Gegenstände wie Holzlöffel, Untersetzer, Plektren und Haarbürsten.

Im Gegensatz dazu wird bei der Reliefgravur das Material um das Motiv herum entfernt, sodass es sich von der Grundfläche abhebt. Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung von Schildern, Dekorplatten und skulpturalen Möbeln verwendet. Reliefmuster sind exponierter als Tiefdruckmuster, zerbrechlicher und nutzen sich mit der Zeit ab.

Nachdem wir nun die verschiedenen Gravurmöglichkeiten kennen, wollen wir uns ansehen, wie diese Technik in der Werkstatt getestet werden kann. Seit der Einführung unseres Lasermoduls können Sie mit den CNC-Maschinen von Mekanika alle Gravurmöglichkeiten ausprobieren, sowohl die „Heißgravur“ als auch die „Kaltgravur“.

1. Die Vorteile der CNC- gegenüber der Handgravur

Die Verwendung einer CNC-Maschine bietet viele Vorteile. Dazu gehören die Präzision beim Schneiden und die Wiederholbarkeit.

Computergesteuerte Fräs-/Lasermaschinen sind äußerst präzise. Es ist möglich, nicht nur den Werkzeugweg auf den beiden horizontalen Achsen zu steuern, sondern auch die vertikale Achse zur Einstellung der Schnitttiefe.

Sobald die Datei erstellt wurde, kann das Muster schnell und unbegrenzt reproduziert werden, was die Produktivität steigert. Bei der Massenproduktion ermöglicht die Fräsmaschine die Gravur eines größeren Volumens in kürzerer Zeit.

Außerdem kann man während des Betriebs der CNC-Maschine andere Aufgaben erledigen, wie z. B. Aufträge verpacken oder neue Muster erstellen.

Die Vielseitigkeit der Maschine ermöglicht nicht nur die Erstellung einfacher Muster, sondern auch die Gravur viel komplexerer Texte oder Bilder mit vielen Details, die von Hand viele Stunden dauern würden oder von Hand einfach nicht möglich wären, wie z. B. das Kolorieren auf einer großen ebenen Fläche.

Wenn Sie den Umgang mit der CNC-Maschine erst einmal beherrschen, können Sie Gravuren einfach und intuitiv anfertigen, selbst wenn Sie gerade erst anfangen.

2. Welche Werkzeuge werden für die CNC-Gravur verwendet?

Wie wir bereits gesehen haben, können Sie mit dem Lasermodul das Holz mehr oder weniger tief markieren und dabei einer konvexen oder hohlen Form folgen, wenn das Objekt in 3D vorliegt.

Das Fräsmodul hingegen ist Ihr Verbündeter, wenn Sie mit den beiden kontrastierenden Darstellungen von Intaglio und Cameo spielen möchten. In diesem Artikel über das Gravieren beginnen wir mit einem kurzen Überblick über die Intaglio-Gravur, für die keine fortgeschrittenen Kenntnisse der 3D-Modellierung erforderlich sind, da es sich um die Erstellung eines Musters auf einem flachen Objekt handelt.

2.1. Holzgravur mit Standard-Schaftfräsern

Für die Tiefdruckgravur können Sie Standard-Schaftfräser (wie den in unserem Tutorial verwendeten) verwenden. Der Fräser entfernt das Material innerhalb des gewünschten Motivs oder Schriftzugs mithilfe der Taschenfunktion.

Der Großteil des Materials wird mit einem Schaftfräser mit großem Durchmesser entfernt, während die Feinarbeiten mit einem Fräser mit kleinerem Durchmesser ausgeführt werden können. So entstehen Reliefs mit 90°-Seiten, die beispielsweise mit Harz gefüllt werden können.

Der Nachteil bei der Verwendung eines geraden Fräsers besteht darin, dass bei feinen Details und Winkeln aufgrund der runden Form des Fräsers immer Material in den Ecken zurückbleibt.

Um diesem Nachteil entgegenzuwirken und so viel Material wie möglich zu entfernen, werden Fräser mit kleinem Durchmesser verwendet, aber die Bearbeitungszeit ist länger und die Oberfläche bleibt unverändert.

2.2. Holz mit einem Schaftfräser gravieren

Javelin-Schaftfräser werden hauptsächlich für feine Gravurarbeiten, Beschriftungen und präzise Details verwendet. Sie sind ideal für die Erstellung klarer Linien und feiner Muster.

2.3. Holzgravur mit einem V-Bit-Schaftfräser

V-Bit-Fräser werden für tiefe Gravuren und komplexe künstlerische Arbeiten verwendet. Sie sind ideal für die Erstellung dreidimensionaler Formen und detaillierter Skulpturen.

Schnitzfräser sind für eine andere spezielle Art der Holzbearbeitung gedacht. Sie werden auch als Schreibfräser, Biegefraeser, Fasenfräser oder Laserpunktfräser bezeichnet und es ist ein Vergnügen, ihnen bei der Arbeit zuzusehen. Die Muster werden ausgehöhlt und der Fräser hinterlässt eine schöne Fase.

Das Besondere an diesem Fräser ist, dass er einem anderen Pfad folgen muss als der gerade Fräser. Während ein gerader Fräser der Kontur eines Musters folgt, positioniert sich der V-förmige Fräser in der Mitte des Musters und höhlt es aus, wobei er mit der Schnitttiefe spielt.

Das bedeutet, dass sich der Cutter beim Schneiden entlang der Z-Achse auf und ab bewegt, was bei einem geraden Cutter nicht der Fall ist, der während seines gesamten Weges entlang des Musters die gleiche Schnitttiefe beibehält.

Nehmen wir das Beispiel einer Tropfenform: An der Spitze dieses Motivs dringt der Fräser nur wenige Millimeter in das Material ein, sodass die Spitze sehr detailliert ist. Um die abgerundete Form des Musters auszuhöhlen, dringt der Fräser viel tiefer in das Holz ein. Das Material wird vollständig aus dem Inneren des Musters entfernt, im Gegensatz zu einem runden Fräser, der Material in den Ecken zurücklassen würde.

In einem demnächst erscheinenden Artikel über die Schilderherstellung erfahren Sie mehr darüber.

1. G-Code in Autodesk Fusion 360 generieren

Jetzt ist es Zeit zu handeln!

Lasst uns eine Holzdruckform für den Holzschnitt erstellen!

Um das Muster zu erstellen, verwende ich CorelDRAW, aber Sie können auch Inkscape verwenden.

Ich zeichne, was ich drucken möchte, in diesem Fall eine Muschel. Dann zeichne ich ein Rechteck in der endgültigen Größe der Druckform, d. h. 78 x 97 mm.

Ich zentriere mein Design in diesem Rechteck. Dies wird die endgültige Form des Würfels sein, aber ich hätte auch die Konturen meines Designs beibehalten und so einen muschelförmigen Würfel erhalten können. Ich speichere alles im DXF-Format.

Weitere Einzelheiten finden Sie in diesem Video, in dem erklärt wird, wie man eine Zeichnung in eine 3D-Datei umwandelt, wobei der gesamte oben beschriebene Prozess wiederholt wird.

Ich beginne mit der Bearbeitung meiner Zeichnung im Skizzen-Tab der Fusion 360-Software. Ich importiere meine DXF-Datei. Ich extrudiere das Muster auf 18 mm, die volle Höhe des Holzblocks, in dem ich meine Matrize bearbeiten möchte. Das Rechteck wird auf 16 mm extrudiert, wobei ein Überhang von 2 mm verbleibt.

Ich wechsle zur Registerkarte „Fertigung“. Im Konfigurationsmenü kann ich die Ausrichtung meines Rohlings definieren, indem ich zuerst die Z-Achse und dann die X- oder Y-Achse auswähle. Auf der Registerkarte „Rohling“ kann ich dann die Größe der Platte auswählen, in der ich meine Matrize bearbeiten möchte.

Um die Verwaltung meines Bestands abzuschließen, setze ich den Blockpunkt in die linke untere Ecke meines Bestands, damit die Werte in meinem G-Code immer positiv sind.

Es ist an der Zeit, sich den Schneidedaten zuzuwenden. Ich beginne damit, alle meine Werkzeugparameter in die Bibliothek einzugeben . Ich habe einen 2-Zahn-Fischschwanzfräser mit Linksdrall und einem Durchmesser von 2 mm ausgewählt. Der kleine Durchmesser ermöglicht es mir, so viele Details wie möglich auf meiner Matrize zu haben.

Die Tatsache, dass der Fräser nach unten schneiden muss (nach links), führt zu einer besseren Oberflächengüte. Die Schnittgeschwindigkeit ist auf 880 mm/min eingestellt und die Spindeldrehzahl beträgt 20.000 U/min, was Ihnen überlassen bleibt.

Für meinen Ausschnitt muss ich Taschen mit einer Tiefe von 2 mm und einen vollständigen Ausschnitt erstellen. Im Reiter „Fertigung“ wähle ich die 2D-Taschenoperation aus. Ich beginne mit der Definition des Werkzeugs und wähle das Werkzeug aus, das ich gerade in meiner Bibliothek erstellt habe.

Ich wechsle zur Geometrie-Registerkarte und wähle die Flächen aus, die ich bearbeiten möchte.

In der Durchlauf-Registerkarte entferne ich das Aufmaß, aktiviere die Mehrfachtiefenbearbeitung und gebe 1 mm als Durchlauftiefe ein. Ich klicke auch auf die bidirektionale Option, die es dem Werkzeug ermöglicht, in beide Richtungen zu schneiden, anstatt jedes Mal zum Schneiden auf dieselbe Seite zurückkehren zu müssen, wodurch Zeit gespart wird.

Schließlich deaktiviere ich in der Link-Registerkarte die Eingabe- und Ausgabefelder.

Auf die gleiche Weise erstelle ich den Werkzeugweg für die Kontur meiner Matrix und teste alles durch Ausführen einer Simulation. Wenn alles in Ordnung ist, erstelle ich meinen G-Code, indem ich auf der Registerkarte „Aktion“ auf „Nachbearbeitung“ klicke.

Bei Bedarf können Sie sich auch ein zweites Video ansehen, in dem erklärt wird, wie man eine 3D-Datei in G-Code umwandelt.

2. Holzgravur auf der CNC-Maschine

Nach dem Einschalten der Maschine stecke ich den USB-Stick ein und suche nach meiner Datei. Ich synchronisiere die Position der Maschine mit der Software, indem ich auf das Home-Symbol klicke.

Als Nächstes ist es sehr wichtig, das Werkstück zu spannen, um Vibrationen zu vermeiden, die die Schnittqualität beeinträchtigen und das Werkzeug vorzeitig beschädigen könnten. Ich ziehe es vor, mein Werkstück direkt auf meine Maschine zu schrauben. Ich verwende Einsätze und Schrauben, die lang genug sind (Stärke des Werkstücks und Rand, um sicherzustellen, dass sie richtig in die Einsätze geschraubt werden).

Ich setze meinen Fräser in die Spindel ein. Ich definiere meine Z-Achse, indem ich den Werkzeugtaster unter den Fräser setze und auf das Symbol für die Höhenmessung klicke. Dann setze ich meinen Fräser in die obere linke Ecke meines Werkstücks und klicke auf das Symbol für die x- und y-Arbeitskoordinaten. Ich gehe um die Maschine herum, um sicherzustellen, dass sich auf meinem Arbeitstisch und den Maschinenbändern nichts im Weg des Werkzeugwegs befindet.

Ich überprüfe das Absaugsystem, setze mein Epi auf (das sanfte Geräusch einer Fräsmaschine ist etwas kraftvoll!) und bin dann bereit, mit der Bearbeitung zu beginnen.

Wir haben den gesamten Prozess erneut gefilmt. Das Video „Vorbereitung Ihrer Fräsmaschine“ ist auf unserem YouTube-Kanal verfügbar.

Beim Herausnehmen ist die Matrize perfekt. Der Abwärtsfräser hinterlässt eine sehr glatte Oberfläche. Nur zum Spaß habe ich sie kurz geschliffen.

Die Bearbeitung von Druckformen ist besonders schön anzusehen und für Anfänger sehr interessant. Beim Schneiden von Taschen mit einer Tiefe von 1 mm arbeitet die Maschine nicht zu schnell, was beruhigend ist.

Die Erstellung des G-Codes ist relativ einfach. Sobald die Form ausgeschnitten ist, sind die gestalterischen Möglichkeiten endlos. Je nach gewählter Tinte können Sie auf Papier, Karton oder Stoff drucken.

Es ist auch möglich, eine Form mit dem Logo Ihres Unternehmens für individuelle Verpackungen oder T-Shirts zu erstellen. Hier ist die Schalenform sehr einfach, aber je nach gewähltem Motiv kann die Form voller Details und Nuancen sein.

Ich habe meinen Würfel aus Drahtholz ausgeschnitten (das in diesem Format am einfachsten zu finden ist), aber für diejenigen unter Ihnen, die diese Technik ausprobieren und viele Details erhalten möchten, könnte es interessant sein, den Würfel aus Massivholz zu fräsen.