Laserske proizvodne dejavnosti trenutno vključujejo rezanje, varjenje, toplotno obdelavo, obloge, odlaganje hlapov, graviranje, pisanje, obrezovanje, žarjenje in utrjevanje udarcev. Laserski proizvodni procesi tekmujejo tako tehnično kot ekonomsko z običajnimi in nekonvencionalnimi proizvodnimi postopki, kot so mehanska in toplotna obdelava, ločni varjenje, elektrokemično in električno obdelavo odvajanja (EDM), abrazivno rezanje vodnih curkov, rezanje plazme in rezanje plazma.
Rezanje vodnih curkov je postopek, ki se uporablja za rezanje materialov z uporabo curka vode pod tlakom, ki je visokih 60.000 funtov na kvadratni palec (PSI). Pogosto se voda meša z abrazivnim, kot je granat, ki omogoča, da se več materialov čisto razreže, da zapre tolerance, kvadratno in z dobrim robom. Vodni letali so sposobni rezati številne industrijske materiale, vključno z nerjavnim jeklom, inconelom, titanom, aluminijem, orodjem jeklo, keramiko, granitom in oklepom. Ta postopek ustvarja velik hrup.
Tabela, ki sledi, vsebuje primerjavo rezanja kovin z uporabo procesa laserskega rezanja CO2 in procesa rezanja vodnih cutov pri obdelavi industrijskih materialov.
§ Temeljne razlike v procesu
§ Tipične aplikacije in uporabe
§ Začetne naložbe in povprečni poslovni stroški
§ Natančnost postopka
§ Varnostni premisleki in operativno okolje
Temeljne razlike v procesu
| Tema | CO2 laser | Rezanje vodnih curkov |
| Metoda prenašanja energije | Svetloba 10,6 m (daleč infrardeča območja) | Voda |
| Vir energije | Plinski laser | Visokotlačna črpalka |
| Kako se prenaša energija | Snop, ki ga vodijo ogledala (leteča optika); Vlakna-prenos ne izvedljivo za laser CO2 | Toge cevi z visokim tlakom prenašajo energijo |
| Kako je izpuščen material | Plinski curek in dodatni material za odtise plinov | Vodni curek z visokim pritiskom odganja odpadne materiale |
| Razdalja med šobo in materialom ter največjo dovoljeno toleranco | Približno 0,2 ″ 0,004 ″, senzor razdalje, regulacija in osi Z | Približno 0,12 ″ 0,04 ″, senzor razdalje, regulacija in osi Z |
| Fizična nastavitev stroja | Laserski vir, ki je vedno nameščen v stroju | Delovna površina in črpalka se lahko nahajata ločeno |
| Obseg velikosti tabele | 8 'x 4' do 20 'x 6,5' | 8 'x 4' do 13 'x 6,5' |
| Tipičen izhod snopa na obdelovancu | 1500 do 2600 vatov | 4 do 17 kilovatov (4000 barov) |
Tipične aplikacije in uporabe
| Tema | CO2 laser | Rezanje vodnih curkov |
| Tipična uporaba procesa | Rezanje, vrtanje, graviranje, ablacija, strukturiranje, varjenje | Rezanje, ablacija, strukturiranje |
| 3D rezanje materiala | Težko zaradi togega vodenja žarka in ureditve razdalje | Delno je možno, ker je preostala energija za obdelovat uničena |
| Materiali, ki jih lahko postopek razreže | Vse kovine (razen zelo odsevnih kovin), vse plastike, steklo in les lahko režete | Vse materiale je mogoče razrezati s tem postopkom |
| Materialne kombinacije | Materiale z različnimi talnimi točkami je komaj razrezati | Možno, vendar obstaja nevarnost razpletanja |
| Sendvičeve strukture s votlinami | To ni mogoče z laserjem CO2 | Omejena sposobnost |
| Rezalni materiali z omejenim ali oslabljenim dostopom | Redko mogoče zaradi majhne razdalje in velike laserske rezalne glave | Omejena zaradi majhne razdalje med šobo in materialom |
| Lastnosti rezanega materiala, ki vplivajo na obdelavo | Absorpcijske značilnosti materiala na 10,6 m | Materialna trdota je ključni dejavnik |
| Debelina materiala, pri kateri je rezanje ali predelava ekonomična | ~ 0,12 ″ do 0,4 ″, odvisno od materiala | ~ 0,4 ″ do 2,0 ″ |
| Skupne aplikacije za ta postopek | Rezanje jekla z ravnim pločevino srednje debeline za obdelavo pločevine | Rezanje kamna, keramike in kovin večje debeline |
Začetne naložbe in povprečni obratovalni stroški
| Tema | CO2 laser | Rezanje vodnih curkov |
| Potrebne so začetne kapitalske naložbe | 300.000 USD z 20 kW črpalko in tabelo 6,5 ′ x 4 ' | 300.000 USD+ |
| Deli, ki se bodo obrabili | Zaščitno steklo, plin Šobe, plus tako prah in filtri za delce | Šoba z vodnimi curki, fokusna šoba in vse visokotlačne komponente, kot so ventili, cevi in tesnila |
| Povprečna poraba energije celotnega rezalnega sistema | Predpostavimo 1500 vatov co2laser: Uporaba električne energije: 24-40 kW Laserski plin (CO2, N2, HE): 2-16 l/h Rezanje plina (O2, N2): 500-2000 L/H. | Predpostavimo 20 kW črpalko: Uporaba električne energije: 22-35 kW Voda: 10 l/h Abrazivno: 36 kg/h Odlaganje rezanja odpadkov |
Natančnost postopka
| Tema | CO2 laser | Rezanje vodnih curkov |
| Najmanjša velikost rezalne reže | 0,006 ″, odvisno od hitrosti rezanja | 0,02 ″ |
| Izrezan videz površine | Rezana površina bo pokazala progasto strukturo | Zdi se, da je rezana površina peskana, odvisno od hitrosti rezanja |
| Stopnja rezanih robov do popolnoma vzporedna | Dobro; Občasno bodo pokazali stožčaste robove | Dobro; V krivuljah je v primeru debelejših materialov "repi" učinek |
| Toleranca za obdelavo | Približno 0,002 ″ | Približno 0,008 ″ |
| Stopnja bujanja na rezu | Pojavi se samo delno burne | Ne pride do trka |
| Toplotni stres materiala | V materialu se lahko pojavijo deformacije, kaljenje in strukturne spremembe | Ne pride do toplotnega stresa |
| Sile, ki med predelavo delujejo na material v smeri plina ali vodnega letala | Pozira tlaka na plin težave s tanko obdelovanci, razdalja ni mogoče vzdrževati | Visoko: tanke, majhne dele je tako v omejeni meri samo obdelano |
Varnostni vidiki in delovno okolje
| Tema | CO2 laser | Rezanje vodnih curkov |
| Osebna varnostZahteve za opremo | Očala za varnost z lasersko zaščito niso nujno potrebna | Zaščitna varnostna očala, zaščita ušes in zaščita pred stikom z visokim tlačnim vodnim curek so |
| Proizvodnja dima in prahu med predelavo | Se zgodi; Plastika in nekatere kovinske zlitine lahko proizvajajo strupene pline | Ni uporabno za rezanje vodnih curkov |
| Onesnaženje in nevarnost hrupa | Zelo nizko | Nenavadno visok |
| Zahteve za čiščenje stroja zaradi nereda | Nizko čiščenje | Visoko čiščenje |
| Rezanje odpadkov, ki jih proizvede postopek | Rezanje odpadkov je predvsem v obliki prahu, ki zahteva odvzem in filtriranje vakuuma | Velike količine rezalnih odpadkov se pojavijo zaradi mešanja vode z abrazivi |