A lézergyártási tevékenységek jelenleg a vágás, a hegesztés, a hőkezelés, a burkolat, a gőzlerakódás, a gravírozás, a írás, a vágás, a lágyítás és a sokk megkeményedése. A lézergyártási folyamatok technikailag és gazdasági szempontból egyaránt versenyeznek a hagyományos és nem konvencionális gyártási folyamatokkal, mint például a mechanikus és hő megmunkálás, ívhegesztés, elektrokémiai és elektromos kisülési megmunkálás (EDM), csiszoló vízsugaras vágás, plazma vágás és lángvágás.
A vízsugaras vágás egy olyan eljárás, amelyet az anyagok vágására használnak egy nyomás alatt álló vízsugarat, mint magas 60 000 font / négyzet hüvelyk (psi). A vizet gyakran összekeverik egy olyan csiszolóanyaggal, mint a gránát, amely lehetővé teszi, hogy több anyag tisztán vágjon be a toleranciák bezárásához, egyértelműen és jó szélével. A víz fúvókák képesek számos ipari anyag vágására, beleértve a rozsdamentes acél, az inconel, a titán, az alumínium, a szerszám acél, a kerámia, a gránit és a páncéllemez. Ez a folyamat jelentős zajt vált ki.
A következő táblázat tartalmazza a fémvágás összehasonlítását a CO2 lézercsökkentési eljárással és a vízsugaras vágási eljárással az ipari anyagfeldolgozás során.
§ Alapvető folyamatbeli különbségek
§ Tipikus folyamat alkalmazások és felhasználások
§ A kezdeti befektetés és az átlagos működési költségek
§ A folyamat pontossága
§ Biztonsági megfontolások és működési környezet
Alapvető folyamatbeli különbségek
| Téma | CO2 lézer | Vízsugaras vágás |
| Energia átadásának módja | Könnyű 10,6 m (messze infravörös tartomány) | Víz |
| Energiaforrás | Földgáz lézer | Nagynyomású szivattyú |
| Hogyan terjed az energia | A tükrök vezetésével (repülő optika); A szálátvitel nem megvalósítható a CO2 lézerhez | A merev, nagynyomású tömlők továbbítják az energiát |
| Hogyan kiutasítják a vágott anyagot | Gázsugaras, plusz további gázkibocsátó anyag | A nagynyomású vízsugaras kiüríti a hulladékanyagot |
| A fúvóka és az anyag közötti távolság és a maximális megengedhető tolerancia | Körülbelül 0,2 ″ 0,004 ″, távolságérzékelő, szabályozás és Z-tengely szükséges | Körülbelül 0,12 ″ 0,04 ″, távolságérzékelő, szabályozás és z-tengely szükséges |
| Fizikai gép beállítása | A lézerforrás mindig a gépen belül található | A munkaterület és a szivattyú külön helyezhető el |
| Asztalméret -tartomány | 8 ′ x 4 ′ - 20 ′ x 6,5 ′ | 8 ′ x 4 ′ - 13 ′ x 6,5 ′ |
| Tipikus sugárkimenet a munkadarabon | 1500–2600 watt | 4–17 kilowatt (4000 bar) |
Tipikus folyamat alkalmazások és felhasználások
| Téma | CO2 lézer | Vízsugaras vágás |
| Tipikus folyamathasználat | Vágás, fúrás, gravírozás, abláció, strukturálás, hegesztés | Vágás, abláció, strukturálás |
| 3D anyagvágás | Nehéz a merev gerenda irányítás és a távolság szabályozása miatt | Részben lehetséges, mivel a munkadarab mögött lévő maradék energia megsemmisül |
| A folyamat által kivágható anyagok | Az összes fém (a nagyon fényvisszaverő fémek kivételével), az összes műanyag, az üveg és a fa kivágható | Minden anyag vágható ezzel a folyamatsal |
| Anyagi kombinációk | A különböző olvadási pontokkal rendelkező anyagokat alig lehet vágni | Lehetséges, de fennáll a delamináció veszélye |
| Szendvicsszerkezetek üregekkel | Ez nem lehetséges CO2 lézerrel | Korlátozott képesség |
| Vágóanyagok korlátozott vagy károsodott hozzáféréssel | Ritkán lehetséges a kis távolság és a nagy lézervágófej miatt | Korlátozott a fúvóka és az anyag közötti kis távolság miatt |
| A vágott anyag tulajdonságai, amelyek befolyásolják a feldolgozást | Az anyag abszorpciós jellemzői 10,6 méteren | Az anyagi keménység kulcsfontosságú tényező |
| Anyag vastagsága, amelyen a vágás vagy a feldolgozás gazdaságos | ~ 0,12 ″ - 0,4 ″, az anyagtól függően | ~ 0,4 ″ - 2,0 ″ |
| Közös alkalmazások erre a folyamatra | A lapos acélból készült, közepes vastagságú, fémlemez feldolgozáshoz történő vágása | Kő vágása, kerámia és nagyobb vastagfémek |
Kezdeti befektetés és átlagos működési költségek
| Téma | CO2 lézer | Vízsugaras vágás |
| Kezdeti tőkebefektetés szükséges | 300 000 dollár 20 kW -os szivattyúval és egy 6,5 ′ x 4 ′ | 300 000 USD+ |
| Alkatrészek, amelyek elhasználódnak | Védőpohár, gáz fúvókák, plusz mind por, mind a részecskeszűrők | Vízsugaras fúvóka, fókuszáló fúvóka és minden nagynyomású alkatrész, például szelepek, tömlők és tömítések |
| A teljes vágó rendszer átlagos energiafogyasztása | Tegyük fel egy 1500 wattos co2laser -t: Elektromos energiafelhasználás: 24–40 kW Lézergáz (CO2, N2, HE): 2-16 L/H Vágógáz (O2, N2): 500-2000 L/H | Tegyük fel egy 20 kW -os szivattyút: Elektromos energiafelhasználás: 22-35 kw Víz: 10 L/H Csiszoló: 36 kg/h A vágóhulladék ártalmatlanítása |
Folyamat pontossága
| Téma | CO2 lézer | Vízsugaras vágás |
| A vágóharkolás minimális mérete | 0,006 ″, a vágási sebességtől függően | 0,02 ″ |
| Levágott felületi megjelenés | A vágott felület csíkos szerkezetet mutat | Úgy tűnik, hogy a vágott felület homokfúvottnak tűnik, a vágási sebességtől függően |
| A vágott élek mértéke teljesen párhuzamosan | Jó; Időnként a kúpos széleket demonstrálja | Jó; Vastagabb anyagok esetén a görbékben „farkas” hatás van |
| Feldolgozási tolerancia | Körülbelül 0,002 ″ | Körülbelül 0,008 ″ |
| A vágás fokozata a vágáson | Csak a részleges burkolás történik | Nincsenek elrontás |
| Anyaghűtőfeszültség | Az anyagban deformáció, edzés és szerkezeti változások fordulhatnak elő | Nem fordul elő hőkormányzati stressz |
| A feldolgozás során gáz- vagy vízsugaras anyagra ható erők a gáz- vagy vízsugaras irányban | Gáznyomás -pózok Vékony problémák munkadarabok, távolság Nem lehet fenntartani | Magas: A vékony, kis alkatrészek tehát csak korlátozott mértékben lehet feldolgozni |
Biztonsági szempontok és működési környezet
| Téma | CO2 lézer | Vízsugaras vágás |
| Személyes biztonságfelszerelési követelmények | A lézervédelem biztonsági szemüvegei nem feltétlenül szükségesek | Szükség van védőbiztonsági szemüvegre, fülvédőre és védelemre a nagynyomású vízsugaras kapcsolattartás ellen |
| Füst és por előállítása a feldolgozás során | Előfordul; A műanyag és néhány fémötvözet mérgező gázokat termelhet | Nem alkalmazható a vízsugaras vágáshoz |
| Zajszennyezés és veszély | Nagyon alacsony | Szokatlanul magas |
| Géptisztítási követelmények a folyamat rendetlenség miatt | Alacsony tisztítás | Nagy tisztítás |
| A folyamat által előállított hulladékvágó hulladék | A hulladék vágása elsősorban por formájában történik, amely vákuumkivonást és szűrést igényel | Nagy mennyiségű vágási hulladék fordul elő a víz és a csiszolóanyagok keverése miatt |