Wat zijn de beste houtgraveertechnieken om uit te kiezen?

Houtgravure is een zeer oude artistieke techniek. De eerste toepassingen van deze techniek gaan duizenden jaren terug en gaan vermoedelijk terug tot de Oudheid. Lang geassocieerd met antieke meubels of reliëfschilderijen, lijkt houtgraveren een comeback te maken, waardoor steeds originelere en trendy creaties mogelijk worden.
In dit artikel laten we je zien hoe CNC een belangrijke bondgenoot is in deze verslavende techniek en om je op weg te helpen hebben we ook een stap-voor-stap handleiding opgenomen om je eigen drukstempel te maken.

In dit artikel laten we je zien hoe CNC een belangrijke bondgenoot is in deze verslavende techniek en om je op weg te helpen hebben we ook een stap-voor-stap handleiding opgenomen om je eigen afdrukstempel te maken.

We hebben allemaal wel een oud familiemeubel in gedachten dat versierd is met gegraveerde motieven. Houtgravure is een van de oudste decoratietechnieken, maar het is niet beperkt tot familiehoutwerk.

In die tijd werd graveren gebruikt om monogrammen of het familiewapen op meubels aan te brengen. Deze meubelstukken, een echt symbool van erfgoed, waren veel steviger dan de huidige stukken en werden van generatie op generatie doorgegeven.

Afhankelijk van het ontwerp kon de gravure een symbolische betekenis hebben. In sommige culturen maakte het graveren van meubels deel uit van de plaatselijke ambachtelijke tradities. Hoewel deze techniek uit de mode leek te zijn, maakt ze nu een sterke comeback, vooral dankzij een groeiend verlangen om de voorwerpen om ons heen te personaliseren.

Vandaag de dag wordt graveren gebruikt om originele kunstwerken te maken of decoratieve panelen om interieurs te verfraaien. Ook gebruiks- of alledaagse voorwerpen zoals juwelendoosjes, kistjes of fotolijstjes worden steeds vaker met deze techniek gepersonaliseerd.

Hetzelfde geldt voor het personaliseren van keukengerei zoals snijplanken, dienbladen en houten lepels.

In de commerciële sector kan graveren worden gebruikt om borden of goodies te maken om je merk te promoten.

Tot slot wordt graveren nog steeds gebruikt om meubels te maken, maar in een meer grafische vorm, met gestructureerde of geometrisch gedessineerde keukenkastdeurtjes, veel modieuzer dan de plantenmotieven die vaak op de meubels van onze grootouders te vinden waren.

Er zijn twee verschillende soorten gravures: pyrogravures, waarbij vuur wordt gebruikt om het materiaal te graveren, en meer traditionele “koude” gravures, waarbij messen, gutsen of frezen worden gebruikt.

Beide technieken zijn bijzonder interessant en kunnen worden gebruikt om een verscheidenheid aan voorwerpen te versieren. Warm graveren maakt fijn graveren mogelijk en markeert het materiaal slechts over enkele millimeters, terwijl koud graveren meer fantasie en een veel geprononceerder reliëfeffect mogelijk maakt.

Heet graveren (pyrografie)

Pyrografie is bijzonder geschikt voor het personaliseren van voorwerpen zoals kleine schilderijen, onderzetters of snijplanken. Deze specifieke techniek kan ook worden gebruikt om houten voorwerpen in reliëf te bewerken, zoals houten lepels, of zelfs kleine voorwerpen zoals sieraden (armbanden, hangers of houten ringen).

Pyrografie is de meest gebruikte houtmarkeertechniek. Wie heeft het niet minstens één keer geprobeerd? Vandaag de dag worden lasers steeds algemener, waardoor het mogelijk wordt om zeer nauwkeurige gravures te maken.

Parameters zoals laservermogen en -snelheid kunnen worden aangepast, waardoor het mogelijk wordt om heel gemakkelijk een breed scala aan effecten te bereiken, wat veel moeilijker te bereiken is met een pyrograveur.

Koud graveren

Koud graveren daarentegen kan worden gebruikt om bewegwijzering of meubels te maken. Het gebruik van gereedschappen in plaats van hitte creëert een hoge mate van reliëf, terwijl het natuurlijke uiterlijk van het hout behouden blijft, in plaats van verbrand zoals bij lasergraveren, wat een geheel nieuwe dimensie aan het werk geeft.

Bij “koud” graveren zijn er twee weergaveopties: diepdruk en reliëf (camee). Het gebruik van juwelengerelateerde termen helpt om de weergave te visualiseren.

Bij plaatgraveren wordt materiaal verwijderd om insnijdingen of holtes in het oppervlak van het hout te maken. Intaglio graveren is vooral geschikt voor fijne elementen die beschermd moeten worden tegen slijtage, of voor patronen of tekst die onder het oppervlak van het materiaal verschijnen.

Deze holtes kunnen worden geaccentueerd met inkt, verf of, momenteel erg in de mode, gekleurde hars om de patronen te accentueren.

Dit type gravure wordt ook gebruikt in drukkerijen om stempelstempels te maken. Bij deze techniek, xylografie genoemd, worden afbeeldingen, motieven of tekst op een houten plank gekerfd. De delen die niet te zien zijn in de afdruk, de “blanco's”, worden uitgehold. Het uiteindelijke motief verschijnt dan in reliëf.

Als de gravure klaar is, wordt de inkt aangebracht op het oppervlak van de plank, de matrix genoemd, die vervolgens op papier wordt aangebracht. De inkt wordt overgebracht om een afdruk te maken. Vooral bij teksten worden de letters in spiegelbeeld gesneden, zodat ze leesbaar kunnen worden afgedrukt.

Een andere zeer interessante diepdruktechniek komt uit Noorwegen en Zweden.

Kolrosing bestaat uit het maken van een kleine inkeping in het hout met een mes, die vervolgens wordt opgevuld met een poeder zoals contrasterend zaagsel, gemalen koffie of kaneel. Omdat het aanbrengen van deze techniek veel tijd in beslag neemt, is het vooral geschikt voor het decoreren van kleine voorwerpen zoals houten lepels, onderzetters, plectrums en haarborstels.

Bij reliëfgraveren daarentegen wordt het materiaal rond het motief verwijderd, waardoor het loskomt van het basisoppervlak. Dit proces wordt vaak gebruikt om borden, decoratieve panelen en gebeeldhouwde meubels te maken. Reliëfmotieven zijn kwetsbaarder en zullen na verloop van tijd slijten.

Nu de verschillende graveermogelijkheden duidelijk zijn, laten we eens kijken hoe u deze techniek in de werkplaats kunt testen. Sinds de komst van onze lasermodule kunt u met de Mekanika CNC machines alle graveermogelijkheden uitproberen, zowel “warm” als “koud” graveren.

1. De voordelen van CNC boven handgraveren

Er zijn veel voordelen verbonden aan het gebruik van een CNC machine. Onder andere de snijprecisie en de reproduceerbaarheid.

Computergestuurde frees-/lasermachines zijn extreem nauwkeurig. Het is mogelijk om niet alleen het gereedschapspad op de twee horizontale assen te controleren, maar ook de verticale as voor het instellen van de snedediepte.

Als het bestand eenmaal is gemaakt, kan het patroon snel en oneindig worden gereproduceerd, wat de productiviteit verhoogt. Voor massaproductie kan met de freesmachine een groter volume gegraveerd worden in minder tijd.

Bovendien is het mogelijk om, terwijl de CNC draait, aan andere taken te werken, zoals het inpakken van orders of het maken van nieuwe patronen.

De veelzijdigheid van de machine maakt het niet alleen mogelijk om eenvoudige patronen te maken, maar ook om veel complexere teksten of afbeeldingen zeer gedetailleerd te graveren, wat in mensenhanden vele uren in beslag zou nemen, of wat met de hand gewoon niet mogelijk zou zijn, zoals kolroseren op een groot vlak oppervlak.

Als je eenmaal het gebruik van de CNC machine onder de knie hebt, kun je eenvoudig en intuïtief gravures maken, zelfs als je net begint.

2. Welke gereedschappen voor CNC graveren?

Zoals we eerder zagen, kunt u met graveren met de lasermodule het hout min of meer diep markeren en een bolle of holle vorm volgen als het object in 3D is.

De freesmodule daarentegen is je bondgenoot als je wilt spelen met de twee contrasterende weergaven van diepdruk en camee. In dit artikel over graveren beginnen we met een kort overzicht van diepdrukgraveren, waarvoor geen geavanceerde kennis van 3D-modelleren nodig is, omdat het gaat om het creëren van een patroon op een vlak voorwerp.

2.1. Hout graveren met standaard frezen

Voor plaatgraveren kun je standaard rechte frezen gebruiken (zoals degene die in onze tutorial wordt gebruikt). De frees verwijdert het materiaal binnen het gewenste motief of de gewenste belettering met behulp van de pocketfunctie.

Het grootste deel van het materiaal wordt verwijderd met een frees met een grote diameter, terwijl de afwerking kan gebeuren met een frees met een kleinere diameter. Hierdoor ontstaan reliëfs met kanten van 90° die bijvoorbeeld met hars kunnen worden gevuld.

Het nadeel van alleen een rechte frees is dat er bij fijne details en hoeken altijd materiaal in de hoeken achterblijft door de ronde vorm van de frees.

Om dit nadeel tegen te gaan en zoveel mogelijk materiaal te verwijderen, worden frezen met een kleine diameter gebruikt, maar de bewerkingstijd is langer en de afwerking blijft onveranderd.

2.2. Hout graveren met een spitse frees

Speerpuntfrezen worden vooral gebruikt voor fijn graveerwerk, belettering en precieze details. Ze zijn ideaal voor het creëren van strakke lijnen en fijne patronen.

2.3. Hout graveren met een V-bit frees

V-bit frezen worden gebruikt voor diep graveren en complex artistiek werk. Ze zijn ideaal voor het creëren van driedimensionale vormen en gedetailleerde sculpturen.

Snijfrezen hebben een andere specifieke manier om met hout te werken. Ook bekend als schrijffrezen, buigfrezen, afschuinfrezen, laserpuntfrezen, is het een plezier om deze frees aan het werk te zien. De patronen worden uitgehold en de frees laat een mooie afschuining achter.

Het speciale aan deze frees is dat hij een ander pad moet volgen dan de rechte frees. Waar een rechte frees de contour van een patroon volgt, plaatst de V-vormige frees zich in het midden van het patroon en holt het uit, waarbij hij speelt met de diepte van de snede.

Dit betekent dat de frees op en neer beweegt langs de Z-as terwijl hij snijdt, wat niet het geval is bij een rechte frees, die dezelfde snijdiepte behoudt over zijn hele pad langs het patroon.

Laten we het voorbeeld van een traanvorm nemen: aan de punt van dit motief gaat de frees maar een paar millimeter het materiaal in, dus de punt is heel gedetailleerd. Om de ronde vorm van het motief uit te hollen, dringt de frees veel dieper in het hout. Het materiaal wordt volledig aan de binnenkant van het patroon verwijderd, in tegenstelling tot een ronde frees die materiaal in de hoeken zou achterlaten.

Een volgend artikel over het maken van borden zal je hier meer over vertellen.

1. G-code genereren in Autodesk Fusion 360

Tijd voor actie!

Laten we een houten drukmatrijs voor xylografie maken!

Om het patroon te maken, gebruik ik CorelDRAW, maar je kunt ook Inkscape gebruiken.

Ik teken wat ik wil afdrukken, in dit geval een schelp. Daarna teken ik een rechthoek met de uiteindelijke grootte van de matrijs, d.w.z. 78 bij 97 mm.

Ik centreer mijn ontwerp in deze rechthoek. Dit wordt de uiteindelijke vorm van de matrijs, maar ik had er ook voor kunnen kiezen om de contouren van mijn ontwerp te volgen en zo een schelpvormige matrijs te krijgen. Ik sla alles op in DXF-formaat.

Bekijk voor meer details deze video waarin wordt uitgelegd hoe je een tekening omzet in een 3D-bestand, waarin het hele proces hierboven wordt herhaald.

Ik werk eerst aan mijn tekening in het schetstabblad van de Fusion 360-software. Ik importeer mijn DXF-bestand. Ik extrudeer het patroon op 18 mm, de volledige hoogte van het houtblok waarin ik mijn matrijs wil bewerken. De rechthoek wordt geëxtrudeerd op 16 mm, waardoor er 2 mm overhang overblijft.

Ik ga naar de tab Productie. In het configuratiemenu kan ik de oriëntatie van mijn matrijs bepalen door eerst de Z-as te selecteren en daarna de X- of Y-as. Op het tabblad blanco kan ik vervolgens de grootte van de printplaat kiezen waarin ik mijn matrijs ga bewerken.

Om het beheer van mijn matrijs af te ronden, stel ik het blokpunt in de linkerbenedenhoek van mijn matrijs in, zodat de waarden in mijn G-code altijd positief zijn.

Het is tijd om verder te gaan met de snijgegevens. Ik begin met het invoeren van al mijn gereedschapsparameters in de bibliotheek . Ik heb gekozen voor een linkse 2-tands fishtail frees met een diameter van 2 mm. De kleine diameter stelt me in staat om zoveel mogelijk detail op mijn matrijs te krijgen.

Het feit dat de frees naar beneden moet snijden (naar links snijden) zorgt voor een betere oppervlakteafwerking. De snijsnelheid is ingesteld op 880 mm/min en het spiltoerental is 20.000 tpm, wat je zelf kunt bepalen.

Voor mijn uitsnede moet ik zakken van 2 mm diep maken en een volledige uitsnede maken. Op het tabblad Bewerken kies ik de 2D kamerbewerking. Ik begin met het definiëren van het gereedschap en kies het gereedschap dat ik zojuist heb gemaakt uit mijn bibliotheek.

Ik ga naar het tabblad geometrie en selecteer de vlakken die ik wil bewerken.

Op het tabblad pass verwijder ik de materiaaltoeslag, activeer ik de meervoudige dieptebewerking en voer ik 1 mm in als passdiepte. Ik klik ook op de bidirectionele optie, waardoor het gereedschap in beide richtingen kan snijden in plaats van telkens naar dezelfde kant te moeten terugkeren om het snijden te starten, wat tijd bespaart.

Tenslotte deselecteer ik op het tabblad link de invoervakken en het uitvoervak.

Ik maak op dezelfde manier het gereedschapspad voor de contour van mijn matrix en test alles door een simulatie uit te voeren. Als alles in orde is, maak ik mijn G-code aan door te klikken op post-process in het tabblad action.

Indien nodig kun je ook een tweede video bekijken waarin wordt uitgelegd hoe je een 3D-bestand omzet in G-code.

2. Hout graveren op de CNC machine

Nadat ik de machine heb aangezet, steek ik de USB-sleutel in de machine en zoek ik mijn bestand. Ik synchroniseer de positie van de machine met de software door op het Home-pictogram te klikken.

Vervolgens is het heel belangrijk om het werkstuk vast te klemmen om trillingen te vermijden die de snijkwaliteit zouden kunnen verminderen en het gereedschap voortijdig zouden kunnen beschadigen. Ik geef er de voorkeur aan om mijn werkstuk direct op mijn martyr te schroeven. Ik gebruik inzetstukken en schroeven die lang genoeg zijn (dikte van het materiaal en marge om ervoor te zorgen dat ze correct in de inzetstukken worden geschroefd).

Ik installeer mijn frees in de spindel. Ik definieer mijn Z door de gereedschapstaster onder de frees te plaatsen en op het pictogram voor hoogtemeting te klikken. Vervolgens plaats ik mijn frees in de linkerbovenhoek van mijn materiaal en klik op het x- en y-werkcoördinatenpictogram. Ik loop rond de machine om te controleren of er niets in de weg zit van het gereedschapspad op mijn werktafel en machinebanden.

Ik controleer het afzuigsysteem, zet mijn epi op (het zachte geluid van een freesmachine is een beetje krachtig!) en dan ben ik klaar om te beginnen met bewerken.

We hebben het hele proces opnieuw gefilmd. De video “De freesmachine voorbereiden” is beschikbaar op ons YouTube-kanaal.

Bij het verlaten van de machine is de matrijs perfect. De naar beneden gerichte frees laat een zeer glad oppervlak achter. Voor de lol heb ik het even geschuurd.

Het bewerken van drukvormen is een lust voor het oog en heel interessant voor een beginner. Bij het snijden van pockets tot een diepte van 1 mm forceert de machine zichzelf niet, wat geruststellend is.

Het aanmaken van G-code is relatief eenvoudig. Zodra de matrijs is uitgesneden, zijn de creatieve mogelijkheden eindeloos. Afhankelijk van de gekozen inkt kun je afdrukken op papier, karton of stof.

Het is ook mogelijk om een matrijs te maken met het logo van je bedrijf, voor aangepaste verpakkingen of T-shirts. Hier is de schelpvorm heel eenvoudig, maar afhankelijk van het gekozen motief kan de matrijs vol details en nuances zijn.

Ik heb mijn matrijs uit draadhout gesneden (het makkelijkst te vinden in dit formaat), maar voor wie deze techniek wil uitproberen en veel detail wil, is het misschien interessant om de matrijs uit kopshout te bewerken.