Laserte tootmistegevused hõlmavad praegu lõikamist, keevitamist, kuumtöötlust, katteid, aurude sadestamist, graveeringut, kritseldamist, kärpimist, lõõmutamist ja šoki kõvenemist. Laseri tootmisprotsessid konkureerivad nii tehniliselt kui ka majanduslikult tavapäraste ja mittekonventsionaalsete tootmisprotsessidega, nagu mehaaniline ja termiline töötlemine, kaarekeevitamine, elektrokeemiline ja elektrilahenduse töötlemine (EDM), abrasiivse veega libisemine, plasma lõikamine ja leegi lõikamine.
Veelennukite lõikamine on protsess, mida kasutatakse materjalide lõikamiseks, kasutades survestatud vee reaktiivlennukit, mis on kõrge 60 000 naela ruuttolli (psi) kohta. Sageli segatakse vesi abrasiiviga nagu granaat, mis võimaldab rohkem materjale puhtalt lõigata, et tolerantsid sulgeda, otse ja hea serva viimistlusega. Veelennukid on võimelised lõikama palju tööstuslikke materjale, sealhulgas roostevabast terasest, Inconeli, titaanist, alumiiniumi, tööriistaterasest, keraamikast, graniidist ja soomusplaati. See protsess tekitab märkimisväärset müra.
Järgnev tabel sisaldab metalli lõikamise võrdlust, kasutades CO2 laserlõikamisprotsessi ja veejoa lõikamisprotsessi tööstusliku materjali töötlemisel.
§ Põhiprotsessi erinevused
§ Tüüpilised protsessirakendused ja kasutusalad
§ Esialgsed investeeringud ja keskmised tegevuskulud
§ Protsessi täpsus
§ Ohutuse kaalutlused ja töökeskkond
Põhiprotsesside erinevused
| Subjekt | CO2 laser | Veejoa lõikamine |
| Energia andmise meetod | Valgus 10,6 m (kauge infrapunavahemik) | Vesi |
| Energiaallikas | Gaaslaser | Kõrgsurvepump |
| Kuidas energiat edastatakse | Tala, mida juhivad peeglid (lendav optika); kiudaine ülekandmine mitte teostatav CO2 laseri jaoks | Jäiga kõrgsurvevoolikud edastavad energiat |
| Kuidas lõigatud materjal välja saadetakse | Gaasilennuk, lisaks täiendav gaas väljutab materjali | Kõrgsurve veejoaga väljutab jäätmematerjali |
| Düüsi ja materjali vaheline kaugus ning maksimaalne lubatud tolerants | Ligikaudu 0,2 ″ 0,004 ″, vajalik vahemaa andur, regulatsioon ja z-telg | Ligikaudu 0,12 ″ 0,04 ″, vajalik vahemaa andur, regulatsioon ja z-telg |
| Füüsiline masina seadistamine | Laserallikas asub alati masinas | Tööala ja pump saab asuda eraldi |
| Tabelisuurused | 8 ′ x 4 ′ kuni 20 ′ x 6,5 ′ | 8 ′ x 4 ′ kuni 13 ′ x 6,5 ′ |
| Tüüpiline tala väljund tooriku juures | 1500 kuni 2600 vatti | 4–17 kilovatti (4000 baari) |
Tüüpilised protsessirakendused ja kasutusalad
| Subjekt | CO2 laser | Veejoa lõikamine |
| Tüüpiline protsess kasutab | Lõikamine, puurimine, graveerimine, ablatsioon, struktureerimine, keevitamine | Lõikamine, ablatsioon, struktureerimine |
| 3D -materjali lõikamine | Raske jäiga tala juhendamise ja kauguse reguleerimise tõttu | Osaliselt võimalik, kuna tooriku taga olev jääkienergia hävitatakse |
| Materjalid, mida protsess on võimalik lõigata | Kõik metallid (välja arvatud väga peegeldavad metallid), kõiki plastid, klaasi ja puitu saab lõigata | Kõik materjalid saab selle protsessi abil lõigata |
| Materiaalsed kombinatsioonid | Erinevate sulamistemperatuuridega materjale saab vaevu lõigata | Võimalik, kuid delaminatsiooni oht on |
| Õõnsustega võileivakonstruktsioonid | See pole CO2 laseriga võimalik | Piiratud võime |
| Lõikamismaterjalid, millel on limiinitud või halvenenud juurdepääs | Harva võimalik väikese vahemaa ja suure laserlõikepea tõttu | Piiratud, kuna düüsi ja materjali vahel on väike vahemaa |
| Töötlemist mõjutavad materjali omadused | Materjali neeldumisomadused 10,6m juures | Materiaalne kõvadus on võtmetegur |
| Materjali paksus, kus lõikamine või töötlemine on ökonoomne | ~ 0,12 ″ kuni 0,4 ″ sõltuvalt materjalist | ~ 0,4 ″ kuni 2,0 ″ |
| Selle protsessi tavalised rakendused | Keskmise paksusega lameda lehe terase lõikamine lehtmetalli töötlemiseks | Kivi lõikamine, keraamika ja suurema paksusega metallid |
Esialgsed investeeringud ja keskmised tegevuskulud
| Subjekt | CO2 laser | Veejoa lõikamine |
| Nõutav alginvesteering | 300 000 dollarit koos 20 kW pumbaga ja 6,5 ′ x 4 ′ laud | 300 000 dollarit+ |
| Osad, mis kuluvad | Kaitseklaas, gaas pihustid, lisaks nii tolm kui ka osakeste filtrid | Veelennuki otsik, teravustamine ja kõik kõrgsurvekomponendid, näiteks ventiilid, voolikud ja tihendid |
| Täieliku lõikamissüsteemi keskmine energiatarbimine | Oletame, et 1500 -vatine CO2LAser: Elektrienergia kasutamine: 24-40 kW Lasergaas (CO2, N2, He): 2-16 L/H Gaasi lõikamine (O2, N2): 500-2000 L/H | Oletame, et 20 kW pump: Elektrienergia kasutamine: 22-35 KW Vesi: 10 l/h Abrasiiv: 36 kg/h Jäätmete lõikamise kõrvaldamine |
Protsessi täpsus
| Subjekt | CO2 laser | Veejoa lõikamine |
| Lõikepilu minimaalne suurus | 0,006 ″, sõltuvalt lõikamiskiirusest | 0,02 ″ |
| Lõika pinna välimus | Lõigatud pind näitab triibulist struktuuri | Lõikepind näib olevat liivapritsitud, sõltuvalt lõikekiirusest |
| Lõigatud servade aste täiesti paralleelseks | Hea; aeg -ajalt demonstreerib koonilisi servi | Hea; Paksemate materjalide korral on kõverates “sabaline” efekt |
| Töötlemistaluvus | Ligikaudu 0,002 ″ | Ligikaudu 0,008 ″ |
| Lõige | Kohtub ainult osaline burning | Burningut ei toimu |
| Materjali termiline pinge | Materjalis võivad tekkida deformatsioon, karastus ja struktuurimuutused | Termilist stressi ei teki |
| Materjalil olevad jõud gaasi- või veejoa suunas töötlemise ajal | Gaasirõhk poseerib probleemid õhukesega toonid, vahemaa ei saa säilitada | Kõrge: õhukesed, väikesed osad saab seega töödelda ainult piiratud astme |
Ohutuse kaalutlused ja töökeskkond
| Subjekt | CO2 laser | Veejoa lõikamine |
| Isiklik turvalisusseadme nõuded | Laserkaitse kaitseklaasid pole tingimata vajalikud | Vaja on kaitsekaitseprille, kõrvakaitset ja kaitset kõrge rõhuga veejoaga kokkupuute eest |
| Suitsu ja tolmu tootmine töötlemise ajal | Toimub; Plastikud ja mõned metallisulamid võivad toota mürgiseid gaase | Ei kehti veejoa lõikamisel |
| Mürasaaste ja oht | Väga madal | Ebaharilikult kõrge |
| Masina puhastamise nõuded, mis on tingitud protsessijassist | Madal koristamine | Kõrge koristamine |
| Protsessiga toodetud jäätmete lõikamine | Jäätmete lõikamine on peamiselt tolmu, mis nõuab vaakumiekstratsiooni ja filtreerimist | Suures koguses lõikejäätmeid tekivad vee segamise tõttu abrasiividega |