فعالیت های تولید لیزر در حال حاضر شامل برش ، جوشکاری ، تصفیه گرما ، روکش ، رسوب بخار ، حکاکی ، کتیبه ، پیرایش ، بازپخت و سخت شدن شوک است. فرآیندهای تولید لیزر از نظر فنی و اقتصادی با فرآیندهای تولید معمولی و غیر متعارف مانند ماشینکاری مکانیکی و حرارتی ، جوشکاری قوس ، ماشینکاری الکتروشیمیایی و تخلیه الکتریکی (EDM) ، برش جت آب ساینده ، برش پلاسما و برش شعله رقابت می کنند.
برش جت آب فرایندی است که برای برش مواد با استفاده از جت آب تحت فشار به عنوان 60،000 پوند در هر اینچ مربع (PSI) استفاده می شود. غالباً ، آب با ساینده مانند گارنت مخلوط می شود که باعث می شود مواد بیشتری به صورت تمیز و تمیز ، به طور مربع و با یک لبه خوب برش داده شوند. جت های آب قادر به بریدن بسیاری از مواد صنعتی از جمله فولاد ضد زنگ ، اینفل ، تیتانیوم ، آلومینیوم ، فولاد ابزار ، سرامیک ، گرانیت و صفحه زره پوش هستند. این فرآیند سر و صدای قابل توجهی ایجاد می کند.
جدول زیر شامل مقایسه برش فلز با استفاده از فرآیند برش لیزر CO2 و فرآیند برش جت آب در پردازش مواد صنعتی است.
france تفاوت فرایند اساسی
applications برنامه های فرآیند معمولی و استفاده
§ سرمایه گذاری اولیه و متوسط هزینه های عملیاتی
§ دقت فرآیند
ملاحظات ایمنی و محیط عملیاتی
تفاوتهای اساسی فرایند
| موضوع | لیزر CO2 | برش جت آب |
| روش انتقال انرژی | نور 10.6 متر (محدوده مادون قرمز دور) | اب |
| منبع انرژی | لیزر گاز | پمپ فشار بالا |
| چگونه انرژی منتقل می شود | پرتو هدایت شده توسط آینه ها (Optics پرواز) ؛ انتقال فیبر نیست برای لیزر CO2 امکان پذیر است | شیلنگهای فشرده فشار بالا انرژی را منتقل می کنند |
| چگونه مواد برش اخراج می شوند | جت گاز ، به علاوه مواد اضافی گاز | جت آب با فشار بالا مواد زائد را بیرون می کشد |
| فاصله بین نازل و ماده و تحمل حداکثر مجاز | تقریباً 0.2 ″ 0.004 ″ ، سنسور فاصله ، تنظیم و محور z لازم است | تقریباً 0.04 ″ 0.04 ″ ، سنسور فاصله ، تنظیم و محور z لازم است |
| تنظیم دستگاه فیزیکی | منبع لیزر همیشه در داخل دستگاه قرار دارد | محل کار و پمپ می تواند به طور جداگانه واقع شود |
| دامنه اندازه جدول | 8 ′ x 4 ′ تا 20 ′ x 6.5 | 8 ′ x 4 ′ تا 13 ′ x 6.5 |
| خروجی پرتوی معمولی در قطعه کار | 1500 تا 2600 وات | 4 تا 17 کیلووات (4000 بار) |
برنامه ها و استفاده های فرآیند معمولی
| موضوع | لیزر CO2 | برش جت آب |
| فرآیند معمولی استفاده می کند | برش ، حفاری ، حکاکی ، فرسایش ، ساختار ، جوشکاری | برش ، فرسایش ، ساختار |
| برش مواد سه بعدی | به دلیل راهنمایی پرتو سفت و سخت و تنظیم فاصله دشوار است | تا حدی امکان پذیر است زیرا انرژی باقیمانده در پشت قطعه کار از بین می رود |
| مواد قادر به بریدن فرآیند | تمام فلزات (به استثنای فلزات بسیار بازتابنده) ، تمام پلاستیک ، شیشه و چوب را می توان برش داد | تمام مواد را می توان با این فرآیند برش داد |
| ترکیبات مادی | مواد با نقاط ذوب مختلف به سختی قابل برش هستند | ممکن است ، اما خطر لایه لایه شدن وجود دارد |
| سازه های ساندویچ با حفره | این با لیزر CO2 امکان پذیر نیست | توانایی محدود |
| برش مواد با دسترسی پر زرق و برق یا اختلال | به ندرت به دلیل فاصله کوچک و سر برش بزرگ لیزر ممکن است | محدود به دلیل فاصله اندک بین نازل و مواد |
| خواص مواد بریده شده که بر پردازش تأثیر می گذارد | خصوصیات جذب مواد در 10.6 متر | سختی مواد یک عامل اصلی است |
| ضخامت ماده ای که در آن برش یا پردازش اقتصادی است | ~ 0.12 ″ تا 0.4 ″ بسته به مواد | 0.4 ″ تا 2.0 |
| برنامه های مشترک برای این فرآیند | برش فولاد ورق مسطح با ضخامت متوسط برای پردازش ورق فلز | برش سنگ ، سرامیک و فلزات با ضخامت بیشتر |
سرمایه گذاری اولیه و متوسط هزینه های عملیاتی
| موضوع | لیزر CO2 | برش جت آب |
| سرمایه گذاری اولیه سرمایه مورد نیاز است | 300000 دلار با پمپ 20 کیلو وات و یک جدول 6.5 ′ x 4. | 300000 دلار+ |
| قطعاتی که از بین می روند | شیشه محافظ ، گاز نازل ها ، به علاوه هر دو گرد و غبار و فیلترهای ذرات | نازل جت آب ، نازل تمرکز و تمام اجزای فشار قوی مانند دریچه ها ، شیلنگ ها و مهر و موم ها |
| مصرف متوسط انرژی سیستم برش کامل | یک CO2LASER 1500 وات را فرض کنید: استفاده از انرژی الکتریکی: 24-40 کیلو وات گاز لیزر (CO2 ، N2 ، او): 2-16 لیتر در ساعت برش گاز (O2 ، N2): 500-2000 لیتر در ساعت | یک پمپ 20 کیلو وات را فرض کنید: استفاده از انرژی الکتریکی: 22-35 کیلو وات آب: 10 لیتر در ساعت ساینده: 36 کیلوگرم در ساعت دفع ضایعات |
دقت فرایند
| موضوع | لیزر CO2 | برش جت آب |
| حداقل اندازه شکاف برش | 0.006 ″ ، بسته به سرعت برش | 0.02 |
| ظاهر سطح را برش دهید | سطح برش یک ساختار مخروط را نشان می دهد | به نظر می رسد که سطح برش بسته به سرعت برش ، ماسه زده شده است |
| درجه لبه های برش به طور کامل موازی | خوب گاهی اوقات لبه های مخروطی را نشان می دهد | خوب در مورد مواد ضخیم تر اثر "دم" در منحنی ها وجود دارد |
| تحمل | تقریباً 0.002 | تقریباً 0.008 |
| درجه دفن در برش | فقط دفن جزئی رخ می دهد | هیچ آبرسانی رخ نمی دهد |
| استرس حرارتی مواد | تغییر شکل ، دچار تعدیل و تغییرات ساختاری ممکن است در مواد رخ دهد | هیچ استرس حرارتی رخ نمی دهد |
| نیروهایی که بر روی مواد در جهت گاز یا جت آب در هنگام پردازش عمل می کنند | فشار گاز به وجود می آید مشکلات نازک قطعه های کاری ، فاصله نمی توان حفظ کرد | بالا: بنابراین قطعات نازک و کوچک فقط می توانند تا حد محدود پردازش شوند |
ملاحظات ایمنی و محیط عملیاتی
| موضوع | لیزر CO2 | برش جت آب |
| امنیت شخصیتجهیزات | عینک ایمنی محافظت از لیزر کاملاً لازم نیست | عینک ایمنی محافظ ، محافظت از گوش و محافظت در برابر تماس با جت آب با فشار زیاد مورد نیاز است |
| تولید دود و گرد و غبار در هنگام پردازش | اتفاق می افتد پلاستیک و برخی از آلیاژهای فلزی ممکن است گازهای سمی تولید کنند | برای برش جت آب قابل استفاده نیست |
| آلودگی و خطر | خیلی کم | غیرمعمول زیاد |
| الزامات تمیز کردن دستگاه به دلیل ظروف سرباز یا مسافر | کم تمیز کردن | تمیز کردن |
| برش زباله های تولید شده توسط این فرآیند | برش زباله عمدتاً به صورت گرد و غبار است که نیاز به استخراج خلاء و فیلتر دارد | مقادیر زیادی از ضایعات برش به دلیل مخلوط کردن آب با ساینده ها رخ می دهد |