Қазіргі уақытта лазерлік өндіріске кесу, дәнекерлеу, термиялық өңдеу, қаптау, бу тұндыру, ою, сызу, кесу, күйдіру және соққымен шыңдау кіреді. Лазерлік өндіріс процестері механикалық және термиялық өңдеу, доғалық дәнекерлеу, электрохимиялық және электр разрядты өңдеу (EDM), абразивті су ағынымен кесу, плазмалық кесу және жалынмен кесу сияқты дәстүрлі және дәстүрлі емес өндіріс процестерімен техникалық және экономикалық жағынан бәсекелеседі.
Су ағынымен кесу - бұл бір шаршы дюймге 60 000 фунт (psi) болатын қысымды су ағыны арқылы материалдарды кесу үшін қолданылатын процесс. Көбінесе су гранат тәрізді абразивпен араласады, бұл көбірек материалдарды төзімділіктерді жабу үшін таза кесуге мүмкіндік береді, төртбұрышты және жақсы жиегі бар. Су ағындары тот баспайтын болат, Инконел, титан, алюминий, аспаптық болат, керамика, гранит және құрыш тақтайшаларын қоса алғанда, көптеген өнеркәсіптік материалдарды кесуге қабілетті. Бұл процесс айтарлықтай шу шығарады.
Төмендегі кестеде өнеркәсіптік материалды өңдеуде CO2 лазерлік кесу процесі мен су ағынымен кесу процесін қолданатын металды кесуді салыстыру бар.
§ Негізгі процесс айырмашылықтары
§ Типтік технологиялық қолданбалар мен қолданулар
§ Бастапқы инвестиция және орташа операциялық шығындар
§ Процестің дәлдігі
§ Қауіпсіздік ережелері және жұмыс ортасы
Процестердің негізгі айырмашылықтары
| Тақырып | Co2 лазері | Су ағынымен кесу |
| Энергияны беру әдісі | Жарық 10,6 м (алыс инфрақызыл диапазон) | Су |
| Энергия көзі | Газ лазері | Жоғары қысымды сорғы |
| Энергия қалай беріледі | Айналармен басқарылатын сәуле (ұшатын оптика); талшықты өткізбейді CO2 лазері үшін жарамды | Қатты жоғары қысымды шлангтар энергияны тасымалдайды |
| Кесілген материал қалай шығарылады | Газ ағыны және қосымша газ материалды шығарады | Жоғары қысымды су ағыны қалдықтарды сыртқа шығарады |
| Саптама мен материал арасындағы қашықтық және максималды рұқсат етілген төзімділік | Шамамен 0,2″ 0,004″, қашықтық сенсоры, реттеу және Z осі қажет | Шамамен 0,12″ 0,04″, қашықтық сенсоры, реттеу және Z осі қажет |
| Физикалық машинаны орнату | Лазер көзі әрқашан құрылғының ішінде орналасқан | Жұмыс аймағы мен сорғыны бөлек орналастыруға болады |
| Үстел өлшемдерінің ауқымы | 8′ x 4′ – 20′ x 6,5′ | 8′ x 4′ – 13′ x 6,5′ |
| Дайындамадағы әдеттегі сәуле шығару | 1500-ден 2600 ваттқа дейін | 4 - 17 киловатт (4000 бар) |
Типтік процесс қолданбалары мен қолданулары
| Тақырып | Co2 лазері | Су ағынымен кесу |
| Типтік процесті қолдану | Кесу, бұрғылау, ою, абляция, құрылымдау, дәнекерлеу | Кесу, абляция, құрылымдау |
| 3D материалды кесу | Қатты сәуленің бағытталуына және қашықтықты реттеуге байланысты қиын | Ішінара мүмкін, өйткені дайындаманың артындағы қалдық энергия жойылады |
| Процесс арқылы кесуге болатын материалдар | Барлық металдарды (өте шағылысатын металдарды қоспағанда), барлық пластиктерді, шыныларды және ағаштарды кесуге болады | Бұл процесс арқылы барлық материалдарды кесуге болады |
| Материалдық комбинациялар | Әртүрлі балқу температурасы бар материалдарды әрең кесуге болады | Мүмкін, бірақ деламинация қаупі бар |
| Қуыстары бар сэндвич құрылымдары | Бұл CO2 лазерімен мүмкін емес | Мүмкіндігі шектеулі |
| Шектеулі немесе мүмкіндігі шектеулі материалдарды кесу | Аз қашықтыққа және үлкен лазерлік кесу басына байланысты сирек мүмкін | Саптама мен материал арасындағы аз қашықтыққа байланысты шектеулі |
| Өңдеуге әсер ететін кесілген материалдың қасиеттері | 10,6 м-де материалдың сіңіру сипаттамалары | Материалдың қаттылығы негізгі фактор болып табылады |
| Кесу немесе өңдеу үнемді болатын материалдың қалыңдығы | Материалға байланысты ~0,12-0,4″ | ~0,4-2,0″ |
| Бұл процеске арналған жалпы қолданбалар | Қаңылтыр өңдеу үшін орташа қалыңдықтағы жалпақ табақты болатты кесу | Тастарды, керамикаларды және үлкенірек металдарды кесу |
Бастапқы инвестиция және орташа операциялық шығындар
| Тақырып | Co2 лазері | Су ағынымен кесу |
| Бастапқы капитал салымы қажет | 20 кВт сорғымен және 6,5′ x 4′ үстелімен 300 000 доллар | $300 000+ |
| Тозатын бөлшектер | Қорғаныс шыны, газ саптамалар, сонымен қатар шаң мен бөлшектер сүзгілері | Су ағынды саптама, фокустау саптамасы және клапандар, шлангтар және тығыздағыштар сияқты барлық жоғары қысымды құрамдас бөліктер |
| Толық кесу жүйесінің орташа энергия шығыны | 1500 Вт CO2 лазерін делік: Электр қуатын пайдалану: 24-40 кВт Лазерлік газ (CO2, N2, He): 2-16 л/сағ Кесу газы (O2, N2): 500-2000 л/сағ | 20 кВт сорғыны алайық: Электр қуатын пайдалану: 22-35 кВт Су: 10 л/сағ Абразивті: 36 кг/сағ Кесетін қалдықтарды кәдеге жарату |
Процестің дәлдігі
| Тақырып | Co2 лазері | Су ағынымен кесу |
| Кесу саңылауының ең аз мөлшері | 0,006 дюйм, кесу жылдамдығына байланысты | 0,02 дюйм |
| Кесілген беттің көрінісі | Кесілген бет жолақты құрылымды көрсетеді | Кесілген бет кесу жылдамдығына байланысты құм себілген сияқты болады |
| Толық параллельге дейінгі кесілген жиектер дәрежесі | Жақсы; кейде конустық жиектерді көрсетеді | Жақсы; қалыңырақ материалдарда қисық сызықтарда «құйрықты» әсер бар |
| Өңдеуге төзімділік | Шамамен 0,002 дюйм | Шамамен 0,008 дюйм |
| Кесілген жердің саңылау дәрежесі | Тек ішінара саңылау пайда болады | Ешқандай дақ пайда болмайды |
| Материалдың термиялық кернеуі | Материалда деформация, шынықтыру және құрылымдық өзгерістер болуы мүмкін | Термиялық стресс болмайды |
| Өңдеу кезінде материалға газ немесе су ағыны бағытында әсер ететін күштер | Газ қысымы жұқа проблемалар дайындамалар, қашықтық сақтау мүмкін емес | Жоғары: жұқа, кішкентай бөлшектерді тек шектеулі дәрежеде өңдеуге болады |
Қауіпсіздік ережелері және жұмыс ортасы
| Тақырып | Co2 лазері | Су ағынымен кесу |
| Жеке қауіпсіздікжабдыққа қойылатын талаптар | Лазерлік қорғаныс көзілдірігі мүлдем қажет емес | Қорғаныс көзілдірігі, құлақты қорғау және жоғары қысымды су ағынымен жанасудан қорғау қажет |
| Өңдеу кезінде түтін мен шаңның пайда болуы | Пайда болады; пластмассалар мен кейбір металл қорытпалары улы газдар шығаруы мүмкін | Су ағынымен кесу үшін қолданылмайды |
| Шудың ластануы және қауіптілігі | Өте төмен | Ерекше жоғары |
| Технологиялық тәртіпсіздікке байланысты машинаны тазалау талаптары | Төмен тазалау | Жоғары тазалау |
| Процесс нәтижесінде пайда болатын қалдықтарды кесу | Кесу қалдықтары негізінен вакуумды алуды және сүзуді қажет ететін шаң түрінде болады | Кесетін қалдықтардың көп мөлшері суды абразивтермен араластыру нәтижесінде пайда болады |