Mae gweithgareddau gweithgynhyrchu laser ar hyn o bryd yn cynnwys torri, weldio, trin â gwres, cladin, dyddodiad anwedd, ysgythru, sgribio, trimio, anelio, a chaledu sioc. Mae prosesau gweithgynhyrchu laser yn cystadlu'n dechnegol ac yn economaidd â phrosesau gweithgynhyrchu confensiynol ac anghonfensiynol megis peiriannu mecanyddol a thermol, weldio arc, electrocemegol, a pheiriannu rhyddhau trydan (EDM), torri jet dŵr sgraffiniol, torri plasma a thorri fflam.
Mae torri jet dŵr yn broses a ddefnyddir i dorri deunyddiau gan ddefnyddio jet o ddŵr dan bwysedd mor uchel â 60,000 pwys fesul modfedd sgwâr (psi). Yn aml, mae'r dŵr yn cael ei gymysgu â garnet sgraffiniol sy'n galluogi torri mwy o ddeunyddiau'n lân i gau goddefiannau, yn sgwâr ac â gorffeniad ymyl da. Mae jetiau dŵr yn gallu torri llawer o ddeunyddiau diwydiannol gan gynnwys dur di-staen, Inconel, titaniwm, alwminiwm, dur offer, cerameg, gwenithfaen, a phlât arfwisg. Mae'r broses hon yn cynhyrchu sŵn sylweddol.
Mae'r tabl sy'n dilyn yn cynnwys cymhariaeth o dorri metel gan ddefnyddio'r broses torri laser CO2 a phroses torri jet dŵr mewn prosesu deunyddiau diwydiannol.
§ Gwahaniaethau prosesau sylfaenol
§ Cymwysiadau a defnyddiau proses nodweddiadol
§ Buddsoddiad cychwynnol a chostau gweithredu cyfartalog
§ Manwl y broses
§ Ystyriaethau diogelwch a'r amgylchedd gweithredu
Gwahaniaethau proses sylfaenol
| Pwnc | Co2 laser | Torri jet dŵr |
| Dull o roi egni | Golau 10.6 m (amrediad isgoch pell) | Dwfr |
| Ffynhonnell egni | Nwy laser | Pwmp pwysedd uchel |
| Sut mae egni'n cael ei drosglwyddo | Trawst wedi'i arwain gan ddrychau (opteg hedfan); peidio â throsglwyddo ffibr ymarferol ar gyfer laser CO2 | Mae pibellau pwysedd uchel anhyblyg yn trosglwyddo'r egni |
| Sut mae deunydd wedi'i dorri'n cael ei ddiarddel | Jet nwy, ynghyd â deunydd diarddel nwy ychwanegol | Mae jet dŵr pwysedd uchel yn diarddel deunydd gwastraff |
| Pellter rhwng ffroenell a deunydd a goddefgarwch uchaf a ganiateir | Tua 0.2 ″ 0.004 ″, synhwyrydd pellter, rheoleiddio ac echel Z yn angenrheidiol | Tua 0.12 ″ 0.04 ″, synhwyrydd pellter, rheoleiddio ac echel Z yn angenrheidiol |
| Gosodiad peiriant corfforol | Ffynhonnell laser bob amser wedi'i lleoli y tu mewn i'r peiriant | Gellir lleoli'r ardal waith a'r pwmp ar wahân |
| Amrediad o feintiau tabl | 8′ x 4′ i 20′ x 6.5′ | 8′ x 4′ i 13′ x 6.5′ |
| Allbwn trawst nodweddiadol yn y gweithle | 1500 i 2600 Wat | 4 i 17 cilowat (4000 bar) |
Cymwysiadau a defnyddiau proses nodweddiadol
| Pwnc | Co2 laser | Torri jet dŵr |
| Defnyddiau proses nodweddiadol | Torri, drilio, ysgythru, abladiad, strwythuro, weldio | Torri, abladiad, strwythuro |
| Torri deunydd 3D | Anodd oherwydd canllawiau trawst anhyblyg a rheoleiddio pellter | Yn rhannol bosibl gan fod egni gweddilliol y tu ôl i'r darn gwaith yn cael ei ddinistrio |
| Deunyddiau y gellir eu torri gan y broses | Gellir torri pob metel (ac eithrio metelau adlewyrchol iawn), pob plastig, gwydr a phren | Gellir torri'r holl ddeunyddiau gan y broses hon |
| Cyfuniadau deunydd | Prin y gellir torri deunyddiau â gwahanol ymdoddbwyntiau | Yn bosibl, ond mae perygl o ddadlamineiddio |
| Strwythurau brechdanau gyda cheudodau | Nid yw hyn yn bosibl gyda laser CO2 | Gallu cyfyngedig |
| Torri deunyddiau gyda mynediad cyfyngedig neu ddiffygiol | Anaml y bo modd oherwydd pellter bach a'r pen torri laser mawr | Yn gyfyngedig oherwydd y pellter bach rhwng y ffroenell a'r deunydd |
| Priodweddau'r deunydd torri sy'n dylanwadu ar brosesu | Nodweddion amsugno deunydd yn 10.6m | Mae caledwch deunydd yn ffactor allweddol |
| Trwch deunydd lle mae torri neu brosesu yn ddarbodus | ~ 0.12 ″ i 0.4 ″ yn dibynnu ar ddeunydd | ~0.4 ″ i 2.0 ″ |
| Ceisiadau cyffredin ar gyfer y broses hon | Torri dur dalen fflat o drwch canolig ar gyfer prosesu metel dalen | Torri cerrig, cerameg, a metelau mwy trwchus |
Buddsoddiad cychwynnol a chostau gweithredu cyfartalog
| Pwnc | Co2 laser | Torri jet dŵr |
| Angen buddsoddiad cyfalaf cychwynnol | $300,000 gyda phwmp 20 kW, a bwrdd 6.5′ x 4′ | $300,000+ |
| Rhannau a fydd yn treulio | Gwydr amddiffynnol, nwy nozzles, ynghyd â llwch a'r hidlyddion gronynnau | ffroenell jet dŵr, ffroenell ffocysu, a'r holl gydrannau pwysedd uchel fel falfiau, pibellau a morloi |
| Defnydd ynni cyfartalog system dorri gyflawn | Tybiwch laser CO2 1500 Watt: Defnydd pŵer trydanol: 24-40 kW Nwy laser (CO2, N2, He): 2-16 l/a Torri nwy (O2, N2): 500-2000 l/h | Tybiwch bwmp 20 kW: Defnydd pŵer trydanol: 22-35 kW Dŵr: 10 l/h Sgraffinio: 36 kg/h Gwaredu gwastraff torri |
Manwl y broses
| Pwnc | Co2 laser | Torri jet dŵr |
| Maint lleiaf yr hollt torri | 0.006 ″, yn dibynnu ar gyflymder torri | 0.02 ″ |
| Torri ymddangosiad wyneb | Bydd arwyneb torri yn dangos strwythur rhychiog | Mae'n ymddangos bod yr arwyneb torri wedi'i chwythu â thywod, yn dibynnu ar y cyflymder torri |
| Gradd yr ymylon wedi'u torri i fod yn gwbl gyfochrog | Da; o bryd i'w gilydd bydd yn dangos ymylon conigol | Da; mae effaith “gynffonog” mewn cromliniau yn achos deunyddiau mwy trwchus |
| Goddefgarwch prosesu | Tua 0.002″ | Tua 0.008 ″ |
| Gradd o burring ar y toriad | Dim ond pyliau rhannol sy'n digwydd | Nid oes unrhyw burring yn digwydd |
| Straen thermol o ddeunydd | Gall anffurfiad, tymeru a newidiadau strwythurol ddigwydd yn y deunydd | Nid oes unrhyw straen thermol yn digwydd |
| Grymoedd sy'n gweithredu ar ddeunydd i gyfeiriad jet nwy neu ddŵr wrth brosesu | Pwysedd nwy yn peri problemau gyda tenau workpieces, pellter ni ellir ei gynnal | Uchel: felly dim ond i raddau cyfyngedig y gellir prosesu rhannau tenau, bach |
Ystyriaethau diogelwch a'r amgylchedd gweithredu
| Pwnc | Co2 laser | Torri jet dŵr |
| Diogelwch personolgofynion offer | Nid yw sbectol diogelwch amddiffyn laser yn gwbl angenrheidiol | Mae angen sbectol ddiogelwch amddiffynnol, amddiffyniad clust, ac amddiffyniad rhag cysylltiad â jet dŵr pwysedd uchel |
| Cynhyrchu mwg a llwch wrth brosesu | Yn digwydd; gall plastigion a rhai aloion metel gynhyrchu nwyon gwenwynig | Ddim yn berthnasol ar gyfer torri jet dŵr |
| Llygredd sŵn a pherygl | Isel iawn | Anarferol o uchel |
| Gofynion glanhau peiriannau oherwydd llanast proses | Glanhau isel | Uchel glanhau |
| Torri gwastraff a gynhyrchir gan y broses | Mae torri gwastraff yn bennaf ar ffurf llwch sy'n gofyn am echdynnu gwactod a hidlo | Mae llawer iawn o wastraff torri yn digwydd oherwydd cymysgu dŵr â sgraffinyddion |