Laservalmistustoimintaan sisältyy tällä hetkellä leikkaaminen, hitsaus, lämmönkäsittely, verhous, höyryn laskeutuminen, kaiverrus, kirjoittaminen, trimmaus, hehkutus ja iskun kovettuminen. Laservalmistusprosessit kilpailevat sekä teknisesti että taloudellisesti tavanomaisten ja epätavanomaisten valmistusprosessien, kuten mekaanisen ja lämpökoneiden, kaarihitsauksen, sähkökemiallisen ja sähköisen purkamisen koneistuksen (EDM), hioma vesisuihkun leikkaamisen, plasman leikkaamisen ja liekin leikkaamisen kanssa.
Vesisuihkuleikkaus on prosessi, jota käytetään materiaalien leikkaamiseen paineistetun veden suihkulla korkeina 60 000 puntaa neliötuumaa kohti (psi). Usein vesi sekoitetaan hioma -granaatin kanssa, joka mahdollistaa enemmän materiaaleja leikata puhtaasti toleranssien sulkemiseksi, suoraan ja hyvällä reunalla. Vesisuihkut kykenevät leikkaamaan monia teollisuusmateriaaleja, kuten ruostumattomasta teräksestä, inconelista, titaanista, alumiinista, työkaluterästä, keramiikasta, graniitista ja panssarilevystä. Tämä prosessi tuottaa merkittävää melua.
Seuraava taulukko sisältää vertailun metallileikkauksesta CO2 -laserleikkausprosessin ja vesisuihkun leikkausprosessin avulla teollisuusmateriaalien käsittelyssä.
§ Perusprosessierot
§ Tyypilliset prosessisovellukset ja käytöt
§ Alkuperäinen sijoitus ja keskimääräiset käyttökustannukset
§ Prosessin tarkkuus
§ Turvallisuusnäkökohdat ja toimintaympäristö
Perusprosessierot
| Kohde | CO2 -laser | Vesisuihku |
| Menetelmä energian antamiseksi | Valo 10,6 m (kaukainen infrapuna -alue) | Vettä |
| Energialähde | Kaasulaser | Korkeapainepumppu |
| Kuinka energiaa välitetään | Peilien ohjaama palkki (lentävä optiikka); kuidunsiirto ei CO2 -laserille toteutettavissa | Jäykät korkeapainet letkut välittävät energiaa |
| Kuinka leikattu materiaali karkotetaan | Kaasu suihkutus sekä ylimääräinen kaasu karkottaa materiaalia | Korkeapaine vesisuihku karkottaa jätemateriaalin |
| Etäisyys suuttimen ja materiaalin ja maksimaalisen sallitun toleranssin välillä | Noin 0,2 ″ 0,004 ″, etäisyysanturi, säätely ja Z-akseli | Noin 0,12 ″ 0,04 ″, etäisyysanturi, säätely ja Z-akseli |
| Fyysinen koneen kokoonpano | Laserlähde, joka sijaitsee aina koneen sisällä | Työalue ja pumppu voivat sijaita erikseen |
| Pöytäkokoja | 8 ′ x 4 ′ - 20 ′ x 6,5 ′ | 8 ′ x 4 ′ - 13 ′ x 6,5 ′ |
| Tyypillinen säteen lähtö työkappaleen | 1500 - 2600 wattia | 4–17 kilowattia (4000 bar) |
Tyypilliset prosessisovellukset ja käyttötarkoitukset
| Kohde | CO2 -laser | Vesisuihku |
| Tyypillinen prosessi käyttää | Leikkaus, poraus, kaiverrus, ablaatio, jäsentäminen, hitsaus | Leikkaus, ablaatio, jäsentäminen |
| 3D -materiaalin leikkaus | Vaikea jäykän säteen ohjauksen ja etäisyyden sääntelyn vuoksi | Osittain mahdollista, koska työkappaleen takana oleva jäännösenergia tuhoutuu |
| Materiaalit voidaan leikata prosessin avulla | Kaikki metallit (lukuun ottamatta erittäin heijastavia metalleja), kaikki muovit, lasi ja puu voidaan leikata | Kaikki materiaalit voidaan leikata tällä prosessilla |
| Materiaalikombinaatiot | Materiaalit, joilla on erilaiset sulatuspisteet, voidaan tuskin leikata | Mahdollinen, mutta delaminaation vaara on |
| Onteloiden voileipärakenteet | Tämä ei ole mahdollista CO2 -laserilla | Rajoitettu kyky |
| Leikkausmateriaalit, joilla on limint- tai heikentynyt pääsy | Harvoin mahdollista pienen etäisyyden ja suuren laserleikkauksen takia | Rajoitettu suuttimen ja materiaalin välisen pienen etäisyyden vuoksi |
| Käsittelyjä koskevan leikkausmateriaalin ominaisuudet | Materiaalin imeytymisominaisuudet 10,6 metriä | Materiaali kovuus on avaintekijä |
| Materiaalin paksuus, jossa leikkaaminen tai käsittely on taloudellista | ~ 0,12 ″ - 0,4 ″ materiaalista riippuen | ~ 0,4 ″ - 2,0 ″ |
| Yleiset sovellukset tähän prosessiin | Keskipitkän paksuisen levyn leikkaus ohutlevyjen käsittelyyn | Kivien, keramiikan ja metallien leikkaaminen suurempi paksuus |
Alkuinvestointi ja keskimääräiset käyttökustannukset
| Kohde | CO2 -laser | Vesisuihku |
| Alkuperäinen pääomasijoitus vaaditaan | 300 000 dollaria 20 kW: n pumppulla ja 6,5 ′ x 4 ′ -pöydällä | 300 000 dollaria+ |
| Osat, jotka kuluvat | Suojalaki, kaasu suuttimet sekä sekä pöly että hiukkassuodattimet | Vesisuutin, keskittyvä suutin ja kaikki korkeapaineiset komponentit, kuten venttiilit, letkut ja tiivisteet |
| Keskimääräinen energiankulutus täydellisestä leikkuujärjestelmästä | Oletetaan 1500 watin CO2laser: Sähkövirran käyttö: 24-40 kW Laserkaasu (CO2, N2, He): 2-16 l/h Kaasun leikkaus (O2, N2): 500-2000 l/h | Oletetaan 20 kW: n pumppu: Sähkövirran käyttö: 22-35 kW Vesi: 10 l/h Hioma: 36 kg/h Leikkausjätteiden hävittäminen |
Prosessin tarkkuus
| Kohde | CO2 -laser | Vesisuihku |
| Leikkausrakojen vähimmäiskoko | 0,006 ″ leikkausnopeudesta riippuen | 0,02 ″ |
| Leikata pinnan ulkonäkö | Leikkauspinta osoittaa rajatun rakenteen | Leikkauspinta näyttää olevan hiekkapuhaltettu leikkausnopeudesta riippuen |
| Leikkausreunojen aste täysin yhdensuuntaiseksi | Hyvä; Toisinaan esittelee kartiomaiset reunat | Hyvä; Käyrissä on ”hännän” vaikutus paksumpien materiaalien tapauksessa |
| Käsittelytoleranssi | Noin 0,002 ″ | Noin 0,008 ″ |
| Leikkausaste leikkauksessa | Vain osittainen haudutus tapahtuu | Burringia ei tapahdu |
| Materiaalin lämpörasitus | Materiaalissa voi tapahtua muodonmuutos, karkaisu ja rakenteelliset muutokset | Lämpörasitusta ei tapahdu |
| Materiaaliin toimivia voimia kaasun tai vesisuihkun suuntaan prosessoinnin aikana | Kaasunpaine aiheuttaa Ongelmia ohut työkappaleet, etäisyys ei voida ylläpitää | Korkea: ohuet, pienet osat voidaan siten käsitellä vain rajoitetusti |
Turvallisuusnäkökohdat ja toimintaympäristö
| Kohde | CO2 -laser | Vesisuihku |
| Henkilökohtainen turvallisuuslaitevaatimukset | Lasersuojausturvalasit eivät ole ehdottoman välttämättömiä | Suojaavat turvalasit, korvasuojaus ja suojaus kosketusta vastaan korkeapainevesisuihkulla tarvitaan |
| Savun ja pölyn tuotanto prosessoinnin aikana | Tapahtuu; Muovit ja jotkut metalliseokset voivat tuottaa myrkyllisiä kaasuja | Ei sovelleta vesisuihkujen leikkaamiseen |
| Melun pilaantuminen ja vaara | Erittäin matala | Epätavallisen korkea |
| Koneen puhdistusvaatimukset prosessin sotkusta johtuen | Siivous | Siivous |
| Prosessin tuottaman jätteiden leikkaaminen | Jätteiden leikkaus on pääasiassa pölyn muodossa, joka vaatii tyhjiön uuttamista ja suodattamista | Veden sekoittamisesta hioma -aineiden sekoittamisesta tapahtuu suuria määriä leikkausjätteitä |