Laserske proizvodne aktivnosti trenutno uključuju rezanje, zavarivanje, toplotnu obradu, oblaganje, taloženje pare, gravura, pljesni, obrezivanje, žarenje i stvrdnjavanje šoka. Laserski prerađivački procesi takmiče se i tehnički i ekonomski sa konvencionalnim i nekonvencionalnim proizvodnim procesima kao što su mehanička i termička obrada, lučno zavarivanje, elektrohemijsko i električno obrada za pražnjenje (EDM), abrazivna rezanja vode, rezanje plazmom i rezanje plazme.
Rezanje mlaznica za vodu je postupak koji se koristi za rezanje materijala pomoću vode pod pritiskom kao visokih 60.000 funti po kvadratnom inču (PSI). Često se voda miješa s abrazivom poput graneta koja omogućava više materijala da se čisto izrezi za zatvaranje tolerancija, kvadratno i sa dobrom završnom obradom. Vodeni mlaznice mogu rezati mnoge industrijske materijale, uključujući nehrđajućeg čelika, inconela, titana, aluminija, alatnih čelika, keramike, granita i oklopnog ploča. Ovaj proces stvara značajan buku.
Tablica koja slijedi sadrži usporedbu rezanja metala pomoću procesa rezanja CO2 lasera i procesa rezanja vode u industrijskoj obradi materijala.
§ Temeljne razlike u procesu
§ Tipični procesni aplikacije i upotreba
§ Početna ulaganja i prosječni operativni troškovi
§ Preciznost procesa
§ Sigurnosna razmatranja i operativno okruženje
Temeljne razlike u procesu
| Predmet | CO2 laser | Rezanje mlaznica za vodu |
| Metoda prenošenja energije | Svjetlo 10,6 m (daleko infracrveni raspon) | Voda |
| Izvor energije | Plinski laser | Pumpa visokog pritiska |
| Kako se energija prenosi | Snop vođeni ogledalima (leteća optika); Prijenos vlakana ne izvedivo za CO2 laseru | Kruta crijeva visokog pritiska prenose energiju |
| Kako se izrezani materijal protjeran | Plinski mlaz, plus dodatni materijal izlijeva materijal | Mlaz vode visokog pritiska iskazuje otpadni materijal |
| Udaljenost između mlaznice i materijala i maksimalna dopuštena tolerancija | Otprilike 0,2 "0,004", senzor udaljenosti, regulacija i z-osi | Otprilike 0,12 "0,04", senzor udaljenosti, regulacija i z-osovina potrebna |
| Postavljanje fizičkog stroja | Izvor lasera uvijek se nalazi unutar mašine | Radni prostor i pumpa mogu se naći odvojeno |
| Raspon veličina stola | 8 'x 4' do 20 'x 6,5' | 8 'x 4' do 13 'x 6,5' |
| Tipični izlaz snopa na obratku | 1500 do 2600 vata | 4 do 17 kilovata (4000 bara) |
Tipične procesne aplikacije i koristi
| Predmet | CO2 laser | Rezanje mlaznica za vodu |
| Tipičan proces koristi | Rezanje, bušenje, graviranje, ablacija, strukturiranje, zavarivanje | Rezanje, ablacija, strukturiranje |
| 3D rezanje materijala | Teško zbog krutih vodstva snopa i regulacije udaljenosti | Djelomično je moguće jer je zaostala energija iza radnog dijela uništena |
| Materijali koji mogu biti smanjeni postupkom | Svi metali (isključujući visoko reflektirajuće metale), sva plastika, staklo i drvo mogu se rezati | Svi materijali mogu se smanjiti tim procesom |
| Kombinacije materijala | Materijali sa različitim taliranjem mogu se jedva presečiti | Moguće, ali postoji opasnost od delaminacije |
| Sendvič konstrukcije sa šupljinama | Ovo nije moguće sa CO2 laserom | Ograničena sposobnost |
| Rezanje materijala sa limitiranim ili oštećenim pristupom | Retko je moguće zbog male udaljenosti i velike laserske glave za rezanje | Ograničeno zbog male udaljenosti između mlaznice i materijala |
| Svojstva rezanog materijala koji utječu na obradu | Apsorpcijske karakteristike materijala na 10,6m | Materijalna tvrdoća je ključni faktor |
| Debljina materijala na kojoj je rezanje ili obrada ekonomična | ~ 0.12 "do 0.4", ovisno o materijalu | ~ 0.4 "do 2.0" |
| Uobičajene prijave za ovaj proces | Rezanje ravnog lima od srednje debljine za obradu lima za obradu lima | Rezanje kamena, keramike i metala veće debljine |
Početna ulaganja i prosječni troškovi poslovanja
| Predmet | CO2 laser | Rezanje mlaznica za vodu |
| Potrebna je početna kapitalna ulaganja | 300.000 dolara sa pumpom od 20 kW i tablicom od 6,5 x 4 ' | 300.000 dolara + |
| Dijelovi koji će se istrošiti | Zaštitno staklo, plin mlaznice, plus i prašinu i filtre čestica | Mlaznica za vodu, mlaznica za fokusiranje i sve visokotlačne komponente kao što su ventili, crijeva i brtve |
| Prosječna potrošnja energije kompletnog sistema rezanja | Pretpostavimo 1500 vati co2laser: Električna upotreba energije: 24-40 kW Laserski gas (CO2, N2, on): 2-16 l / h Sečenje plina (O2, N2): 500-2000 l / h | Pretpostavimo pumpu od 20 kW: Električna upotreba energije: 22-35 kW Voda: 10 l / h Abrazivni: 36 kg / h Odlaganje rezanja otpada |
Preciznost procesa
| Predmet | CO2 laser | Rezanje mlaznica za vodu |
| Minimalna veličina rezanja | 0.006 ", ovisno o brzini rezanja | 0,02 " |
| Izrez na površini | Izrezana površina prikazat će prugu strukturu | Činiće se da će se rezana površina izrezati peska, ovisno o brzini rezanja |
| Stupanj rezanih ivica na potpuno paralelno | Dobro; povremeno će pokazati konusne ivice | Dobro; Postoji "repni" efekat u krivuljama u slučaju debljih materijala |
| Tolerancija na obradu | Otprilike 0,002 " | Otprilike 0,008 " |
| Stupanj zatrpan na rezu | Javlja se samo djelomično bušenje | Ne dolazi do bušenja |
| Termički stres materijala | U materijalu mogu se pojaviti deformacija, kaljenje i strukturne promjene | Ne dolazi do termičkog stresa |
| Snage koje djeluju na materijalu u smjeru plina ili vode za vodu tokom prerade | Plinski pritisak postavlja Problemi sa tankim Radni komadi, udaljenost ne može se održavati | Visoka: tanak, mali dijelovi mogu se tako obraditi samo na ograničen stupanj |
Sigurnosna razmatranja i operativno okruženje
| Predmet | CO2 laser | Rezanje mlaznica za vodu |
| Lična sigurnostZahtevi za opremu | Zaštitne naočale za zaštitu lasera nisu apsolutno neophodne | Zaštitne sigurnosne naočale, zaštita uha i zaštita od dodira sa mlazom vodenog tlaka |
| Izrada dima i prašine tokom obrade | Javlja se; Plastika i neke metalne legure mogu proizvesti otrovne gasove | Nije primenljivo za rezanje mlaznog mlaza |
| Zagađenje buke i opasnost | Vrlo nizak | Neobično visoko |
| Zahtjevi za čišćenje stroja zbog procesnog nereda | Nisko čišćenje | Visoko čišćenje |
| Rezanje otpada proizvedenog procesom | Rezanje otpada uglavnom je u obliku prašine koji zahtijevaju vakuum ekstrakciju i filtriranje | Velike količine rezanja otpada pojavljuju se zbog miješanja vode s abrazivima |