Aktivnosti lasera trenutno uključuju rezanje, zavarivanje, toplinsko obradu, obloge, taloženje pare, graviranje, pisanje, obrezivanje, žarenje i otvrdnjavanje udaraca. Laserski proizvodni procesi tehnički i ekonomski natječu se konvencionalnim i nekonvencionalnim proizvodnim procesima kao što su mehanička i termička obrada, lučno zavarivanje, elektrokemijska i električna obrada pražnjenja (EDM), rezanje mlaza vode, rezanje plazme i rezanje plamena.
Rezanje mlaza vode je postupak koji se koristi za rezanje materijala pomoću mlaznice vode pod tlakom kao visokih 60 000 funti po kvadratnom inču (PSI). Često se voda miješa s abrazivnim granatama koji omogućava da se čisto izreže više materijala kako bi se zatvorile tolerancije, izravno i s dobrim rubnim završetkom. Vodene mlaznice mogu rezati mnoge industrijske materijale, uključujući nehrđajući čelik, annel, titanium, aluminij, čelik s alatom, keramiku, granit i oklopnu ploču. Ovaj postupak stvara značajnu buku.
Tablica koja slijedi sadrži usporedbu rezanja metala pomoću postupka rezanja CO2 i postupka rezanja vode u industrijskoj obradi materijala.
§ Temeljne razlike u procesu
§ Tipične procesne aplikacije i upotrebe
§ Početna ulaganja i prosječni operativni troškovi
§ Preciznost procesa
§ Sigurnosna razmatranja i operativno okruženje
Temeljne razlike u procesu
| Subjekt | Co2 laser | Rezanje vode |
| Način prenošenja energije | Svjetlo 10,6 m (daleko infracrveni raspon) | Voda |
| Izvor energije | Plinski laser | Pumpa visokog pritiska |
| Kako se prenosi energija | Snop vođen ogledalima (leteća optika); vlaknasti prijenos ne izvedivo za CO2 laser | Kruta crijeva visokog pritiska prenose energiju |
| Kako se izbacuje izrezani materijal | Plinski mlaz, plus dodatni materijal za protjerivanje plina | Voda visokog pritiska protjera otpadni materijal |
| Udaljenost između mlaznice i materijala i maksimalna dopuštena tolerancija | Približno 0,2 ″ 0,004 ″, senzor udaljenosti, regulacija i z-osi potrebni su | Potrebni su otprilike 0,12 ″ 0,04 ″, senzor udaljenosti, regulacija i z-osi Z |
| Postavljanje fizičkog stroja | Laserski izvor uvijek smješten unutar stroja | Radno područje i pumpa mogu se smjestiti odvojeno |
| Raspon veličina tablice | 8 'x 4' do 20 'x 6,5' | 8 'x 4' do 13 'x 6,5' |
| Tipični izlaz snopa na obrađenju | 1500 do 2600 vata | 4 do 17 kilovata (4000 bara) |
Tipične procesne aplikacije i upotrebe
| Subjekt | Co2 laser | Rezanje vode |
| Tipični postupak koristi | Rezanje, bušenje, graviranje, ablacija, strukturiranje, zavarivanje | Rezanje, ablacija, strukturiranje |
| 3D rezanje materijala | Teško zbog krutih smjernica snopa i regulacije udaljenosti | Djelomično moguće budući da se uništava zaostala energija koja stoji iza obrada |
| Materijali koji se mogu smanjiti postupkom | Svi metali (isključujući visoko reflektirajuće metale), mogu se izrezati sva plastika, staklo i drvo | Svi materijali mogu se smanjiti ovim postupkom |
| Kombinacije materijala | Materijali s različitim točkama topljenja jedva se mogu rezati | Moguće, ali postoji opasnost od odvađenja |
| Strukture sendviča s šupljinama | To nije moguće s CO2 laserom | Ograničena sposobnost |
| Rezanje materijala s limesanim ili oslabljenim pristupom | Rijetko moguće zbog male udaljenosti i velike glave za rezanje lasera | Ograničeno zbog male udaljenosti između mlaznice i materijala |
| Svojstva rezanog materijala koji utječu na obradu | Apsorpcijske karakteristike materijala na 10,6m | Materijalna tvrdoća je ključni faktor |
| Debljina materijala pri kojoj je rezanje ili obrada ekonomična | ~ 0,12 ″ do 0,4 ″, ovisno o materijalu | ~ 0,4 ″ do 2,0 ″ |
| Uobičajene aplikacije za ovaj postupak | Rezanje čelika ravnog lima srednje debljine za obradu lima | Rezanje kamena, keramike i metala veće debljine |
Početna investicija i prosječni operativni troškovi
| Subjekt | Co2 laser | Rezanje vode |
| Potrebna su početna kapitalna investicija | 300 000 dolara s pumpom od 20 kW i tablicom 6,5 ′ x 4 ' | 300 000 USD+ |
| Dijelovi koji će se istrošiti | Zaštitno staklo, plin mlaznice, plus i prašina i filtri za čestice | Mlaznica za vodu, mlaznica za fokusiranje i sve komponente visokog pritiska poput ventila, crijeva i brtvila |
| Prosječna potrošnja energije kompletnog sustava rezanja | Pretpostavimo 1500 W Co2Laser: Upotreba električne energije: 24-40 kW Laserski plin (CO2, N2, HE): 2-16 l/h Rezanje plina (O2, N2): 500-2000 l/h | Pretpostavimo pumpu od 20 kW: Upotreba električne energije: 22-35 kW Voda: 10 l/h Abraziv: 36 kg/h Odlaganje rezanja otpada |
Preciznost procesa
| Subjekt | Co2 laser | Rezanje vode |
| Minimalna veličina rezanja proreza | 0,006 ″, ovisno o brzini rezanja | 0,02 ″ |
| Izrezati izgled površine | Izrezana površina prikazat će prugaste strukture | Izgledat će da je izrezana površina bila napuhana pijeskom, ovisno o brzini rezanja |
| Stupanj rezanih rubova do potpuno paralelnog | Dobro; povremeno će pokazati stožaste rubove | Dobro; Postoji "repni" učinak u krivuljama u slučaju debljih materijala |
| Tolerancija obrade | Približno 0,002 ″ | Približno 0,008 ″ |
| Stupanj bure na rezu | Događa se samo djelomično proboj | Ne dolazi do buke |
| Toplinski napon materijala | Deformacije, kalje i strukturne promjene mogu se dogoditi u materijalu | Ne dolazi do toplinskog naprezanja |
| Sile koje djeluju na materijal u smjeru plina ili vode tijekom prerade | Poziva tlak plina Problemi s tankim radovi, udaljenost ne može se održavati | Visoko: Tanki, mali dijelovi se stoga mogu obraditi samo do ograničenog stupnja |
Sigurnosna razmatranja i radno okruženje
| Subjekt | Co2 laser | Rezanje vode |
| Osobna sigurnostZahtjevi za opremu | Sigurnosne naočale za lasersku zaštitu nisu apsolutno potrebne | Potrebne su zaštitne sigurnosne naočale, zaštita uha i zaštita od kontakta s mlazom vodenog tlaka |
| Proizvodnja dima i prašine tijekom prerade | Javlja se; Plastika i neke metalne legure mogu proizvesti toksične plinove | Nije primjenjivo za rezanje mlaznice vode |
| Zagađenje buke i opasnost | Vrlo nizak | Neobično visok |
| Zahtjevi za čišćenje stroja zbog nereda procesa | Malo čišćenje | Visoko čišćenje |
| Rezanje otpada proizvedenog postupkom | Rezanje otpada uglavnom je u obliku prašine koji zahtijeva vakuum ekstrakciju i filtriranje | Velike količine rezanja otpada nastaju zbog miješanja vode s abrazivima |