Laserproductie -activiteiten omvatten momenteel snijden, lassen, warmtebehandeling, bekleding, dampafzetting, gravure, scribing, trimmen, gloeien en schokharding. Laserprocessen concurreren zowel technisch als economisch met conventionele en niet -conventionele productieprocessen zoals mechanische en thermische bewerking, booglassen-, elektrochemische en elektrische ontladingsbewerking (EDM), schuurwateren jet snijden, plasma snijden en vlammen snijden.
Waterstraalknippen is een proces dat wordt gebruikt om materialen te snijden met een straal van water als hoog 60.000 pond per vierkante inch (psi). Vaak wordt het water gemengd met een schurend zoals granaat waarmee meer materialen netjes kunnen worden gesneden om toleranties te sluiten, vierkant en met een goede randafwerking. Waterjets kunnen veel industriële materialen snijden, waaronder roestvrij staal, inconel, titanium, aluminium, gereedschapsstaal, keramiek, graniet en pantserplaat. Dit proces genereert aanzienlijke ruis.
De volgende tabel bevat een vergelijking van metaalknippen met behulp van het CO2 -lasersnijproces en het waterstraalsnijproces bij de verwerking van industriële materiaal.
§ Fundamentele procesverschillen
§ Typische procestoepassingen en -gebruik
§ Initiële investering en gemiddelde bedrijfskosten
§ Precisie van proces
§ Veiligheidsoverwegingen en operationele omgeving
Fundamentele procesverschillen
| Onderwerp | CO2 -laser | Waterstraal snijden |
| Methode om energie te geven | Licht 10,6 m (verre infraroodbereik) | Water |
| Energiebron | Gaslaser | Hogedrukpomp |
| Hoe energie wordt overgedragen | Bundel geleid door spiegels (vliegende optiek); Vezel-transmissie niet Haalbaar voor CO2 -laser | Rigide hogedrukslangen verzenden de energie |
| Hoe gesneden materiaal wordt uitgezet | Gasstraal, plus extra gas verdrijft materiaal | Een hogedrukwaterstraal verdrijft afvalmateriaal |
| Afstand tussen mondstuk en materiaal en maximaal toelaatbare tolerantie | Ongeveer 0,2 ″ 0,004 ″, afstandssensor, regulering en z-as nodig | Ongeveer 0,12 ″ 0,04 ″, afstandssensor, regulering en z-as nodig |
| Fysieke machine-opstelling | Laserbron altijd in de machine gelegen | Het werkgebied en de pomp kunnen zich afzonderlijk bevinden |
| Bereik van tabelgroottes | 8 ′ x 4 ′ tot 20 ′ x 6,5 ′ | 8 ′ x 4 ′ tot 13 ′ x 6,5 ′ |
| Typische straaluitgang op het werkstuk | 1500 tot 2600 watt | 4 tot 17 kilowatt (4000 bar) |
Typische procestoepassingen en -gebruik
| Onderwerp | CO2 -laser | Waterstraal snijden |
| Typisch procesgebruik | Knippen, boren, graveren, ablatie, structureren, lassen | Snijden, ablatie, structureren |
| 3D -materiaal snijden | Moeilijk vanwege de rigide bundelbegeleiding en de regulering van de afstand | Gedeeltelijk mogelijk omdat resterende energie achter het werkstuk wordt vernietigd |
| Materialen kunnen door het proces worden gesneden | Alle metalen (exclusief zeer reflecterende metalen), kunnen alle kunststoffen, glas en hout worden gesneden | Alle materialen kunnen door dit proces worden gesneden |
| Materiële combinaties | Materialen met verschillende smeltpunten kunnen nauwelijks worden gesneden | Mogelijk, maar er is een gevaar voor delaminatie |
| Sandwichstructuren met holtes | Dit is niet mogelijk met een CO2 -laser | Beperkt vermogen |
| Materialen snijden met liminted of verminderde toegang | Zelden mogelijk vanwege kleine afstand en de grote lasersnijkop | Beperkt vanwege de kleine afstand tussen het mondstuk en het materiaal |
| Eigenschappen van het gesneden materiaal dat de verwerking beïnvloedt | Absorptie -eigenschappen van materiaal bij 10,6 m | Materiële hardheid is een sleutelfactor |
| Materiële dikte waarbij snijden of verwerking economisch is | ~ 0,12 ″ tot 0,4 ″ afhankelijk van materiaal | ~ 0,4 ″ tot 2,0 ″ |
| Veel voorkomende toepassingen voor dit proces | Snijden van plat plaatstaal van gemiddelde dikte voor het verwerken van plaatmetalen | Snijden van steen, keramiek en metalen van grotere dikte |
Initiële investeringen en gemiddelde bedrijfskosten
| Onderwerp | CO2 -laser | Waterstraal snijden |
| Initiële kapitaalinvesteringen vereist | $ 300.000 met een pomp van 20 kW en een tabel van 6,5 ′ x 4 ′ | $ 300.000+ |
| Onderdelen die verslijten | Beschermend glas, gas Nozzles, plus zowel stof als de deeltjesfilters | Waterstraalmondstuk, concentreermondstuk en alle hogedrukcomponenten zoals kleppen, slangen en afdichtingen |
| Gemiddeld energieverbruik van volledig snijsysteem | Ga uit van een CO2Laser van 1500 watt: Elektrisch vermogensverbruik: 24-40 kW Lasergas (CO2, N2, HE): 2-16 L/H Gas snijden (O2, N2): 500-2000 L/H | Ga uit van een pomp van 20 kW: Elektrisch vermogensverbruik: 22-35 kW Water: 10 L/H Schuurmiddel: 36 kg/h Verwijdering van afvalverspilling |
Precisie van proces
| Onderwerp | CO2 -laser | Waterstraal snijden |
| Minimale grootte van de snijsplitsing | 0,006 ″, afhankelijk van de snijsnelheid | 0,02 ″ |
| Snijd het uiterlijk van het oppervlak | Snijd oppervlak zal een gestreepte structuur vertonen | Het snijoppervlak lijkt te zijn geslagen, afhankelijk van de snijsnelheid |
| Mate van snijranden om volledig parallel te parallel | Goed; Af en toe zal conische randen demonstreren | Goed; Er is een "staart" effect in bochten in het geval van dikkere materialen |
| Verwerkingstolerantie | Ongeveer 0,002 ″ | Ongeveer 0,008 ″ |
| Mate van burring op de snee | Er treedt slechts gedeeltelijke burring op | Er is geen burring |
| Thermische spanning van materiaal | Vervorming, tempersen en structurele veranderingen kunnen in het materiaal optreden | Er treedt geen thermische spanning op |
| Krachten die werken op materiaal in de richting van gas of waterstraal tijdens de verwerking | Gasdruk poseert Problemen met dun werkstukken, afstand kan niet worden gehandhaafd | Hoog: dunne, kleine onderdelen kunnen dus alleen in beperkte mate worden verwerkt |
Veiligheidsoverwegingen en operationele omgeving
| Onderwerp | CO2 -laser | Waterstraal snijden |
| Persoonlijke veiligheidUit apparatuurvereisten | Laserbeveiliging Veiligheidsbril is niet absoluut noodzakelijk | Beschermende veiligheidsbril, oorbeveiliging en bescherming tegen contact met hogedrukwaterstraal zijn nodig |
| Productie van rook en stof tijdens de verwerking | Doet zich voor; plastic en sommige metaallegeringen kunnen giftige gassen produceren | Niet van toepassing op het snijden van waterstraal |
| Ruisvervuiling en gevaar | Erg laag | Ongewoon hoog |
| Machine -reinigingseisen door processen | Laag opruimen | Hoog opruimen |
| Afval afsnijden geproduceerd door het proces | Snijdenafval is voornamelijk in de vorm van stof dat vacuümextractie en filtering vereist | Grote hoeveelheden snijafval treden op als gevolg van het mengen van water met schuurmiddelen |