Лазер үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаа нь одоогоор зүсэх, гагнах, дулааны боловсруулалт хийх, бүрэх, ууршуулах, сийлбэрлэх, зурах, шүргэх, зөөлрүүлэх, шокоор хатууруулах зэрэг орно. Лазерын үйлдвэрлэлийн процессууд нь механик болон дулааны боловсруулалт, нуман гагнуур, цахилгаан химийн болон цахилгаан ялгадас боловсруулах (EDM), зүлгүүрийн усны тийрэлтэт зүсэлт, плазмын зүсэлт, дөл огтлох зэрэг уламжлалт болон уламжлалт бус үйлдвэрлэлийн процессуудтай техникийн болон эдийн засгийн хувьд өрсөлддөг.
Усны тийрэлтэт зүсэлт нь нэг квадрат инч тутамд 60,000 фунт (psi) өндөр даралттай ус ашиглан материалыг огтлох процесс юм. Ихэнхдээ усыг анар шиг зүлгүүртэй хольдог бөгөөд ингэснээр илүү олон материалыг хүлцэлийг ойртуулахын тулд цэвэрхэн, дөрвөлжин, сайн ирмэгээр зүсэх боломжийг олгодог. Усны тийрэлтэт онгоц нь зэвэрдэггүй ган, Инконел, титан, хөнгөн цагаан, багажны ган, керамик, боржин чулуу, хуяг хавтан зэрэг олон төрлийн үйлдвэрлэлийн материалыг огтлох чадвартай. Энэ процесс нь их хэмжээний дуу чимээ үүсгэдэг.
Дараах хүснэгтэд үйлдвэрлэлийн материал боловсруулахад CO2 лазер зүсэх процесс болон усны тийрэлтэт огтлох үйл явцыг ашиглан металл огтлох харьцуулалтыг агуулна.
§ Процессын үндсэн ялгаа
§ Процессын ердийн хэрэглээ, хэрэглээ
§ Анхны хөрөнгө оруулалт ба ашиглалтын дундаж зардал
§ Процессын нарийвчлал
§ Аюулгүй байдлын асуудал ба үйл ажиллагааны орчин
Процессын үндсэн ялгаа
| Сэдэв | Co2 лазер | Усны тийрэлтэт зүсэлт |
| Эрчим хүч дамжуулах арга | Гэрэл 10.6 м (алсын хэт улаан туяаны хүрээ) | Ус |
| Эрчим хүчний эх үүсвэр | Хийн лазер | Өндөр даралтын насос |
| Эрчим хүч хэрхэн дамждаг | Толин тусгалаар удирддаг цацраг (нисдэг оптик); шилэн дамжуулалт биш CO2 лазерын хувьд боломжтой | Өндөр даралтын хатуу хоолой нь энергийг дамжуулдаг |
| Зүссэн материалыг хэрхэн гадагшлуулдаг | Хийн тийрэлтэт онгоц, нэмэлт хий нь материалыг гадагшлуулдаг | Өндөр даралттай усны тийрэлтэт онгоц хаягдал материалыг гадагшлуулдаг |
| Цорго ба материалын хоорондох зай ба зөвшөөрөгдөх хамгийн их хүлцэл | Ойролцоогоор 0.2″ 0.004″, зайны мэдрэгч, зохицуулалт болон Z тэнхлэг шаардлагатай | Ойролцоогоор 0.12″ 0.04″, зайны мэдрэгч, зохицуулалт болон Z тэнхлэг шаардлагатай |
| Физик машины тохиргоо | Лазерын эх үүсвэр нь үргэлж машин дотор байрладаг | Ажлын талбай болон насосыг тусад нь байрлуулж болно |
| Хүснэгтийн хэмжээсийн хүрээ | 8′ x 4′ - 20′ x 6.5′ | 8′ x 4′ - 13′ x 6.5′ |
| Ажлын хэсэг дэх ердийн цацрагийн гаралт | 1500-аас 2600 ватт хүртэл | 4-17 киловатт (4000 бар) |
Процессын ердийн хэрэглээ ба хэрэглээ
| Сэдэв | Co2 лазер | Усны тийрэлтэт зүсэлт |
| Процессын ердийн хэрэглээ | Зүсэх, өрөмдөх, сийлбэрлэх, абляци хийх, бүтэцжүүлэх, гагнах | Зүсэх, арилгах, бүтэцжүүлэх |
| 3D материалыг огтлох | Цацрагийн хатуу чиглүүлэлт ба зайны зохицуулалтаас болж хүндрэлтэй | Ажлын хэсгийн ард үлдсэн энерги устсан тул хэсэгчлэн боломжтой |
| Процессоор зүсэх боломжтой материал | Бүх металлыг (өндөр тусгалтай металлаас бусад), бүх хуванцар, шил, модыг огтолж болно | Энэ процессоор бүх материалыг огтолж болно |
| Материалын хослолууд | Өөр өөр хайлах цэгтэй материалыг бараг огтолж чаддаггүй | Боломжтой, гэхдээ давхардал үүсэх аюултай |
| Хөндийтэй сэндвич бүтэц | Энэ нь CO2 лазерын хувьд боломжгүй юм | Хязгаарлагдмал чадвар |
| Хязгаарлагдмал эсвэл хүртээмжтэй материалыг огтлох | Бага зай, том лазер хайчлах толгойн улмаас ховор боломжтой | Цорго болон материалын хоорондох зай бага тул хязгаарлагдмал |
| Боловсруулалтад нөлөөлдөг зүссэн материалын шинж чанарууд | 10.6м-ийн материалын шингээлтийн шинж чанар | Материалын хатуулаг нь гол хүчин зүйл юм |
| Зүсэх, боловсруулах нь хэмнэлттэй материалын зузаан | Материалаас хамааран ~0.12″ - 0.4″ | ~0.4"-ээс 2.0" |
| Энэ процесст зориулсан нийтлэг програмууд | Хуудас металл боловсруулах дунд зэргийн зузаантай хавтгай ган хайчлах | Чулуу, керамик, илүү зузаан металл хайчлах |
Анхны хөрөнгө оруулалт ба ашиглалтын дундаж зардал
| Сэдэв | Co2 лазер | Усны тийрэлтэт зүсэлт |
| Анхны хөрөнгийн хөрөнгө оруулалт шаардлагатай | 20 кВт-ын насос, 6.5' x 4' хүснэгттэй 300,000 доллар | $300,000+ |
| Элэгдэх хэсгүүд | Хамгаалалтын шил, хий хушуу, дээр нь тоос, тоосонцор шүүлтүүр хоёулаа | Усны тийрэлтэт цорго, фокусын цорго, хавхлага, хоолой, лац зэрэг өндөр даралтын бүх эд ангиуд |
| Бүрэн зүсэх системийн дундаж эрчим хүчний зарцуулалт | 1500 ваттын CO2 лазер гэж үзье: Цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ: 24-40 кВт Лазер хий (CO2, N2, He): 2-16 л/ц Таслах хий (O2, N2): 500-2000 л/ц | 20 кВт-ын насос гэж үзье. Цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээ: 22-35 кВт Ус: 10 л/ц Зүлгүүр: 36 кг/цаг Зүссэн хог хаягдлыг зайлуулах |
Процессын нарийвчлал
| Сэдэв | Co2 лазер | Усны тийрэлтэт зүсэлт |
| Зүссэн зүсэлтийн хамгийн бага хэмжээ | 0.006 инч, зүсэх хурдаас хамаарна | 0.02" |
| Гадаргууг зүсэх | Зүссэн гадаргуу нь судалтай бүтэцтэй болно | Зүссэн гадаргуу нь зүсэлтийн хурдаас хамааран элсээр цацагдсан мэт харагдана |
| Зүссэн ирмэгийн зэрэг нь бүрэн параллель болно | Сайн; үе үе конус хэлбэрийн ирмэгийг харуулах болно | Сайн; Зузаан материалын хувьд муруйд "сүүлт" нөлөө бий |
| Боловсруулалтын хүлцэл | Ойролцоогоор 0.002 ″ | Ойролцоогоор 0.008 ″ |
| Зүссэн хэсгийн гөлгөр байдлын зэрэг | Зөвхөн хэсэгчилсэн хагарал үүсдэг | Үрэлт үүсэхгүй |
| Материалын дулааны стресс | Материалын хэв гажилт, хэв гажилт, бүтцийн өөрчлөлтүүд гарч болно | Дулааны стресс үүсэхгүй |
| Боловсруулах явцад хий эсвэл усны урсгалын чиглэлд материалд үйлчлэх хүч | Хийн даралт нимгэнтэй холбоотой асуудлууд ажлын хэсэг, зай хадгалах боломжгүй | Өндөр: нимгэн, жижиг хэсгүүдийг зөвхөн хязгаарлагдмал хэмжээгээр боловсруулах боломжтой |
Аюулгүй байдлын асуудал ба үйл ажиллагааны орчин
| Сэдэв | Co2 лазер | Усны тийрэлтэт зүсэлт |
| Хувийн аюулгүй байдалтоног төхөөрөмжийн шаардлага | Лазер хамгаалалтын нүдний шил заавал байх албагүй | Хамгаалалтын хамгаалалтын шил, чихний хамгаалалт, өндөр даралтын усны тийрэлтэт шүршихээс хамгаалах шаардлагатай |
| Боловсруулах явцад утаа, тоосжилт үүсэх | Байдаг; хуванцар болон зарим металлын хайлш нь хорт хий үүсгэж болзошгүй | Усны тийрэлтэт огтлолтод хамаарахгүй |
| Дуу чимээний бохирдол, аюул | Маш бага | Ер бусын өндөр |
| Процессын эмх замбараагүй байдлаас шалтгаалан машин цэвэрлэх шаардлага | Бага цэвэрлэгээ | Өндөр цэвэрлэгээ |
| Процессын явцад үүссэн хог хаягдлыг огтлох | Зүсэх хог хаягдал нь голчлон тоос хэлбэрээр байдаг бөгөөд энэ нь вакуум шахах, шүүх шаардлагатай байдаг | Ус зүлгүүртэй холилдсоны улмаас их хэмжээний зүсэх хог хаягдал үүсдэг |