Активности производње ласера тренутно обухватају сечење, заваривање, топлотну обраду, облагање, таложење паром, гравирање, урезивање, обрезивање, жарење и ударно очвршћавање. Ласерски производни процеси се такмиче и технички и економски са конвенционалним и неконвенционалним производним процесима као што су механичка и термичка обрада, електролучно заваривање, електрохемијска и обрада са електричним пражњењем (ЕДМ), абразивно сечење воденим млазом, плазма сечење и сечење пламеном.
Резање воденим млазом је процес који се користи за сечење материјала помоћу млаза воде под притиском до 60.000 фунти по квадратном инчу (пси). Често је вода помешана са абразивним материјалом попут граната који омогућава да се више материјала сече чисто како би се затвориле толеранције, правоугаоно и са добром завршном обрадом ивица. Млазнице воде могу да секу многе индустријске материјале укључујући нерђајући челик, инконел, титанијум, алуминијум, алатни челик, керамику, гранит и оклопну плочу. Овај процес ствара значајну буку.
Табела која следи садржи поређење сечења метала коришћењем ЦО2 ласерског процеса сечења и процеса резања воденим млазом у индустријској преради материјала.
§ Основне процесне разлике
§ Типичне процесне примене и употребе
§ Почетна инвестиција и просечни оперативни трошкови
§ Прецизност процеса
§ Безбедносна питања и радно окружење
Фундаменталне разлике процеса
| Предмет | Цо2 ласер | Резање воденим млазом |
| Начин давања енергије | Светлост 10,6 м (далеки инфрацрвени опсег) | Вода |
| Извор енергије | Гасни ласер | Пумпа високог притиска |
| Како се енергија преноси | Зрака вођена огледалима (летећа оптика); влакно-пренос не изводљиво за ЦО2 ласер | Чврста црева високог притиска преносе енергију |
| Како се исечени материјал избацује | Гасни млаз, плус додатни гас избацује материјал | Млаз воде под високим притиском избацује отпадни материјал |
| Удаљеност између млазнице и материјала и максимална дозвољена толеранција | Приближно 0,2″ 0,004″, сензор удаљености, регулација и З-оса су неопходни | Приближно 0,12″ 0,04″, сензор удаљености, регулација и З-оса су неопходни |
| Физичко подешавање машине | Извор ласера се увек налази унутар машине | Радни простор и пумпа могу се налазити одвојено |
| Распон величина столова | 8′ к 4′ до 20′ к 6,5′ | 8′ к 4′ до 13′ к 6,5′ |
| Типичан излаз снопа на радном предмету | 1500 до 2600 вати | 4 до 17 киловата (4000 бара) |
Типичне процесне примене и употребе
| Предмет | Цо2 ласер | Резање воденим млазом |
| Типична употреба процеса | Сечење, бушење, гравирање, аблација, структурирање, заваривање | Сечење, аблација, структурирање |
| 3Д сечење материјала | Тешко због крутог вођења зрака и регулације удаљености | Делимично могуће јер је преостала енергија иза радног комада уништена |
| Материјали који се могу резати поступком | Сви метали (осим метала са високом рефлексијом), сва пластика, стакло и дрво могу се резати | Овим поступком се могу резати сви материјали |
| Комбинације материјала | Материјали са различитим тачкама топљења једва се могу резати | Могуће, али постоји опасност од раслојавања |
| Сендвич структуре са шупљинама | Ово није могуће са ЦО2 ласером | Ограничена способност |
| Сечење материјала са ограниченим или отежаним приступом | Ретко могуће због мале удаљености и велике главе за ласерско сечење | Ограничено због мале удаљености између млазнице и материјала |
| Особине резаног материјала које утичу на обраду | Упијајуће карактеристике материјала на 10,6м | Тврдоћа материјала је кључни фактор |
| Дебљина материјала при којој је сечење или обрада економично | ~0,12″ до 0,4″ у зависности од материјала | ~0,4″ до 2,0″ |
| Уобичајене апликације за овај процес | Сечење равног челичног лима средње дебљине за обраду лима | Сечење камена, керамике и метала веће дебљине |
Почетна инвестиција и просечни оперативни трошкови
| Предмет | Цо2 ласер | Резање воденим млазом |
| Потребна почетна капитална инвестиција | 300.000 долара са пумпом од 20 кВ и столом од 6,5′ к 4′ | $300,000+ |
| Делови који ће се истрошити | Заштитно стакло, гас млазнице, плус и филтери за прашину и честице | Млазница воденог млаза, млазница за фокусирање и све компоненте високог притиска као што су вентили, црева и заптивке |
| Просечна потрошња енергије комплетног система за сечење | Претпоставимо ЦО2 ласер од 1500 вати: Употреба електричне енергије: 24-40 кВ Ласерски гас (ЦО2, Н2, Хе): 2-16 л/х Гас за резање (О2, Н2): 500-2000 л/х | Претпоставимо пумпу од 20 кВ: Употреба електричне енергије: 22-35 кВ Вода: 10 л/х Абразив: 36 кг/х Одлагање отпада од резања |
Прецизност процеса
| Предмет | Цо2 ласер | Резање воденим млазом |
| Минимална величина прореза за сечење | 0,006″, у зависности од брзине сечења | 0,02″ |
| Изглед површине реза | Резана површина ће показати пругасту структуру | Чини се да је површина реза пескарена, у зависности од брзине сечења |
| Степен одсечених ивица до потпуно паралелних | Добро; повремено ће показати конусне ивице | Добро; постоји ефекат „репа“ у кривинама у случају дебљих материјала |
| Толеранција обраде | Приближно 0,002″ | Приближно 0,008″ |
| Степен удубљења на резу | Долази само до делимичног гребања | Не долази до гребања |
| Термичко напрезање материјала | У материјалу се могу појавити деформације, каљење и структурне промене | Не долази до топлотног стреса |
| Силе које делују на материјал у правцу гасног или воденог млаза током обраде | Позе притиска гаса проблеми са танким обрадак, растојање не може се одржати | Висока: танки, мали делови се стога могу обрадити само у ограниченом степену |
Безбедносна питања и радно окружење
| Предмет | Цо2 ласер | Резање воденим млазом |
| Лична безбедностзахтеви опреме | Заштитне наочаре за заштиту од ласера нису апсолутно неопходне | Потребне су заштитне наочаре, заштита за уши и заштита од контакта са млазом воде под високим притиском |
| Производња дима и прашине током обраде | Да ли се дешава; пластика и неке легуре метала могу произвести токсичне гасове | Није применљиво за сечење воденим млазом |
| Загађење буком и опасност | Веома ниско | Необично висока |
| Захтеви за машинско чишћење због нереда у процесу | Ниско чишћење | Високо чишћење |
| Резање отпада који настаје овим процесом | Отпад од резања је углавном у облику прашине која захтева вакуум екстракцију и филтрирање | Велике количине отпада од резања настају због мешања воде са абразивима |