L'attività di fabricazione laser include attualmente taglio, saldatura, trattamenti termici, rivestimenti, deposizione di vapore, incisione, scritta, rifilatura, ricottura e indurimento per shock. I prucessi di fabricazione laser competenu sia tecnicamente sia economicamente cù i prucessi di fabricazione cunvinziunali è micca cunvinziunali, cum'è a machinazione meccanica è termica, saldatura à l'arcu, elettrochimica è meccanica a scarica elettrica (EDM), taglio di jet d'acqua abrasiva, taglio di plasma è taglio di fiamma.
U tagliu di jet d'acqua hè un prucessu utilizatu per cutà i materiali cù un jet d'acqua pressurizzata cum'è 60 000 pounds per square inch (psi). Spessu, l'acqua hè mischjata cù un abrasiu cum'è granata chì permette più materiali per esse tagliati in modu pulitu per chjude e tolleranze, in piazza è cù un bonu finitu di bordu. I ghjetti d'acqua sò capaci di taglià parechji materiali industriali cumpresi l'acciaio inossidabile, l'Inconel, u titaniu, l'aluminiu, l'acciaio per l'uttellu, a ceramica, u granitu è l'armatura. Stu prucessu genera un rumore significativu.
A tavula chì seguita cuntene un paragone di u taglio di metalli cù u prucessu di taglio laser CO2 è u prucessu di taglio di jet d'acqua in a trasfurmazioni di materiale industriale.
§ Differenzi di prucessu fundamentali
§ Applicazioni è usi di prucessu tipicu
§ L'investimentu iniziale è i costi operativi medii
§ Precisione di u prucessu
§ Considerazioni di sicurità è ambiente operativu
Differenzi di prucessu fundamentali
| Sugettu | laser Co2 | Taglio à jet d'acqua |
| Metudu di sparghje energia | Lumière 10,6 m (distance infrarouge lointain) | Acqua |
| Fonte di energia | Laser à gas | Pompa à alta pressione |
| Cumu l'energia hè trasmessa | Fascio guidatu da specchi (ottica volante); fibre-trasmissioni micca fattibile per laser CO2 | I tubi rigidi d'alta pressione trasmettenu l'energia |
| Cume u materiale tagliatu hè espulsu | U jet di gas, più u gasu supplementu espelle materiale | Un jet d'acqua à alta pressione espelle i rifiuti |
| Distanza trà uge è materiale è tolleranza massima permissibile | Circa 0.2″ 0.004″, sensore di distanza, regulazione è assi Z necessarii | Circa 0.12″ 0.04″, sensore di distanza, regulazione è assi Z necessarii |
| Configurazione di a macchina fisica | A fonte laser hè sempre situata in a macchina | A zona di travagliu è a pompa ponu esse situate separatamente |
| Gamma di dimensioni di tavulinu | 8′ x 4′ à 20′ x 6.5′ | 8′ x 4′ à 13′ x 6.5′ |
| Uscita tipica di fasciu à u pezzu di travagliu | 1500 à 2600 Watts | 4 à 17 kilowatts (4000 bar) |
Applicazioni è usi di prucessu tipicu
| Sugettu | laser Co2 | Taglio à jet d'acqua |
| Usi tipici di prucessu | Tagliatura, foratura, incisione, ablazione, strutturazione, saldatura | Tagliu, ablazione, strutturazione |
| Taglio di materiale 3D | Difficile per via di a guida rigida di u fasciu è a regulazione di a distanza | Parzialmente pussibule postu chì l'energia residuale daretu à a pezza hè distrutta |
| Materiali capaci di esse tagliati da u prucessu | Tutti i metalli (esclusi i metalli altamente riflettenti), tutti i plastichi, vetru è legnu ponu esse tagliati | Tutti i materiali ponu esse tagliati da stu prucessu |
| Cumbinazioni di materiale | I materiali cù diversi punti di fusione ponu appena tagliati | Possibile, ma ci hè un periculu di delaminazione |
| Strutture sandwich cù cavità | Questu ùn hè micca pussibule cù un laser CO2 | Abilità limitata |
| Cutting materials with liminted or impaired access | Raramenti pussibule per via di a piccula distanza è di a grande testa di taglio laser | Limitatu per a poca distanza trà a bocca è u materiale |
| Pruprietà di u materiale tagliatu chì influenzanu a trasfurmazioni | Caratteristiche di assorbimentu di u materiale à 10,6 m | A durezza di u materiale hè un fattore chjave |
| Spessore di materiale à quale u tagliu o trasfurmazioni hè economicu | ~ 0.12 "à 0.4" secondu u materiale | ~ 0,4 "à 2,0" |
| Applicazioni cumuni per stu prucessu | Taglio di lamiera d'acciaio piatta di spessore mediu per a trasfurmazioni di lami | Taglio di petra, ceramica è metalli di più grossu |
Investimentu iniziale è costi operativi medii
| Sugettu | laser Co2 | Taglio à jet d'acqua |
| Investimentu di capitale iniziale necessariu | $ 300,000 cù una pompa di 20 kW, è una tavola 6,5 'x 4' | 300 000 $ + |
| Pezzi chì s'usanu | Vetru protettivu, gas ugelli, più i filtri di polvera è di particelle | Ugello di jet d'acqua, ugello di focusing, è tutti i cumpunenti d'alta pressione cum'è valvole, tubi è guarnizioni |
| Cunsumu energeticu mediu di u sistema di taglio cumpletu | Assumi un laser CO2 1500 Watt: Usu di l'energia elettrica: 24-40 kW Gas laser (CO2, N2, He): 2-16 l/h Gas di taglio (O2, N2): 500-2000 l/h | Assumi una pompa di 20 kW: Usu di l'energia elettrica: 22-35 kW Acqua: 10 l/h Abrasive: 36 kg/h Eliminazione di i rifiuti di taglio |
Precisione di u prucessu
| Sugettu | laser Co2 | Taglio à jet d'acqua |
| Dimensione minima di a slit di taglio | 0.006″, secondu a velocità di taglio | 0.02″ |
| Tagliate l'aspettu di a superficia | A superficia tagliata mostrarà una struttura striata | A superficia tagliata pare chì hè stata sabbiata, secondu a velocità di taglio |
| Gradu di bordi tagliati à cumplettamente paralleli | Bene; occasionalmente dimustrarà bordi conici | Bene; ci hè un effettu "tailed" in curve in u casu di materiali più grossi |
| Tolleranza di trasfurmazioni | Circa 0,002″ | Circa 0,008″ |
| Gradu di burring nantu à u cut | Solu burring parziale si trova | Ùn ci hè micca burring |
| Stress termale di u materiale | Deformazione, tempera è cambiamenti strutturali ponu accade in u materiale | Ùn ci hè micca stress termicu |
| Forze chì agiscenu nantu à u materiale in direzzione di gasu o jet d'acqua durante u prucessu | Pressione di gas posa prublemi cù magre pezzi di travagliu, distanza ùn pò esse mantinutu | Altu: i pezzi sottili, chjuchi ponu dunque esse trattati solu à un gradu limitatu |
Considerazioni di sicurità è ambiente operativu
| Sugettu | laser Co2 | Taglio à jet d'acqua |
| Sicurezza persunaleesigenze di l'equipaggiu | I vetri di sicurezza di prutezzione laser ùn sò micca assolutamente necessarii | Occhiali di salvezza protettiva, prutezzione di l'orechja, è prutezzione contru u cuntattu cù u jet d'acqua d'alta pressione sò necessarii |
| Pruduzzione di fumu è polvera durante u prucessu | Si verifica; plastichi è certi ligami di metalli ponu pruduce gasi tossichi | Ùn hè micca applicabile per u tagliu di jet d'acqua |
| Inquinamentu di u rumore è periculu | Assai bassu | Inusualmente altu |
| Esigenze di pulizia di a macchina per via di u disordine di u prucessu | Pulizia bassa | Pulizia alta |
| Taglià i rifiuti pruduciuti da u prucessu | I rifiuti di taglio sò principarmenti in forma di polvera chì necessitanu l'estrazione di vacuum è filtrazione | Grandi quantità di rifiuti di taglio si verificanu per via di mischjà l'acqua cù abrasivi |