Laservervaardigingsaktiwiteite sluit tans sny, sweis, hittebehandeling, bekleding, dampafsetting, gravering, kraswerk, afsny, uitgloeiing en skokverharding in. Laservervaardigingsprosesse ding beide tegnies en ekonomies mee met konvensionele en nie-konvensionele vervaardigingsprosesse soos meganiese en termiese bewerking, boogsweis, elektrochemiese en elektriese ontladingsbewerking (EDM), skuurwaterstraalsny, plasmasny en vlamsny.
Waterstraalsny is 'n proses wat gebruik word om materiale te sny met 'n straal water onder druk van soveel as 60 000 pond per vierkante duim (psi). Dikwels word die water gemeng met 'n skuurmiddel soos granaat wat dit moontlik maak om meer materiale skoon te sny tot noue toleransies, vierkantig en met 'n goeie randafwerking. Waterstrale is in staat om baie industriële materiale te sny, insluitend vlekvrye staal, Inconel, titanium, aluminium, gereedskapstaal, keramiek, graniet en pantserplaat. Hierdie proses genereer aansienlike geraas.
Die tabel wat volg, bevat 'n vergelyking van metaalsny met behulp van die CO2-lasersnyproses en die waterstraalsnyproses in industriële materiaalverwerking.
§ Fundamentele prosesverskille
§ Tipiese prosestoepassings en -gebruike
§ Aanvanklike belegging en gemiddelde bedryfskoste
§ Presisie van proses
§ Veiligheidsoorwegings en bedryfsomgewing
Fundamentele prosesverskille
| Onderwerp | CO2-laser | Waterstraalsny |
| Metode van energietoevoer | Lig 10.6 m (verre infrarooi reikwydte) | Water |
| Bron van energie | Gaslaser | Hoëdrukpomp |
| Hoe energie oorgedra word | Straal gelei deur spieëls (vlieënde optika); vesel-oordrag nie haalbaar vir CO2-laser | Vaste hoëdrukslange dra die energie oor |
| Hoe gesnyde materiaal uitgestoot word | Gasstraal, plus bykomende gas verdryf materiaal | 'n Hoëdrukwaterstraal dryf afvalmateriaal uit |
| Afstand tussen spuitstuk en materiaal en maksimum toelaatbare toleransie | Ongeveer 0.2″ 0.004″, afstandsensor, regulering en Z-as nodig | Ongeveer 0.12″ 0.04″, afstandsensor, regulering en Z-as nodig |
| Fisiese masjienopstelling | Laserbron altyd binne die masjien geleë | Die werkarea en pomp kan afsonderlik geleë wees |
| Reeks tafelgroottes | 8′ x 4′ tot 20′ x 6.5′ | 8′ x 4′ tot 13′ x 6.5′ |
| Tipiese straaluitset by die werkstuk | 1500 tot 2600 Watt | 4 tot 17 kilowatt (4000 bar) |
Tipiese prosestoepassings en gebruike
| Onderwerp | CO2-laser | Waterstraalsny |
| Tipiese prosesgebruike | Sny, boor, gravering, ablasie, strukturering, sweiswerk | Sny, ablasie, strukturering |
| 3D-materiaal sny | Moeilik as gevolg van rigiede balkgeleiding en die regulering van afstand | Gedeeltelik moontlik aangesien oorblywende energie agter die werkstuk vernietig word |
| Materiaal wat deur die proses gesny kan word | Alle metale (uitgesluit hoogs weerkaatsende metale), alle plastiek, glas en hout kan gesny word | Alle materiale kan deur hierdie proses gesny word |
| Materiaalkombinasies | Materiale met verskillende smeltpunte kan skaars gesny word | Moontlik, maar daar is 'n gevaar van delaminasie |
| Toebroodjiestrukture met holtes | Dit is nie moontlik met 'n CO2-laser nie | Beperkte vermoë |
| Sny van materiale met beperkte of verswakte toegang | Selde moontlik as gevolg van klein afstand en die groot lasersnykop | Beperk as gevolg van die klein afstand tussen die spuitstuk en die materiaal |
| Eienskappe van die gesnyde materiaal wat verwerking beïnvloed | Absorpsie-eienskappe van materiaal op 10.6m | Materiaalhardheid is 'n sleutelfaktor |
| Materiaaldikte waar sny of verwerking ekonomies is | ~0.12″ tot 0.4″ afhangende van die materiaal | ~0.4″ tot 2.0″ |
| Algemene toepassings vir hierdie proses | Sny van plat plaatstaal van medium dikte vir plaatmetaalverwerking | Sny van klip, keramiek en metale van groter dikte |
Aanvanklike belegging en gemiddelde bedryfskoste
| Onderwerp | CO2-laser | Waterstraalsny |
| Aanvanklike kapitaalbelegging benodig | $300,000 met 'n 20 kW pomp en 'n 6.5′ x 4′ tafel | $300,000+ |
| Onderdele wat sal verslyt | Beskermende glas, gas spuitstukke, plus beide stof- en deeltjiefilters | Waterstraalspuitstuk, fokusspuitstuk en alle hoëdrukkomponente soos kleppe, slange en seëls |
| Gemiddelde energieverbruik van die volledige snystelsel | Neem aan 'n 1500 Watt CO2-laser: Elektriese kragverbruik: 24-40 kW Lasergas (CO2, N2, He): 2-16 l/u Snygas (O2, N2): 500-2000 l/h | Neem aan 'n 20 kW pomp: Elektriese kragverbruik: 22-35 kW Water: 10 l/u Skuurmiddel: 36 kg/h Verwydering van snyafval |
Presisie van proses
| Onderwerp | CO2-laser | Waterstraalsny |
| Minimum grootte van die snygleuf | 0.006″, afhangende van snyspoed | 0.02″ |
| Snyoppervlakvoorkoms | Snyoppervlak sal 'n gestreepte struktuur toon | Die snyoppervlak sal lyk asof dit sandgeblaas is, afhangende van die snyspoed |
| Graad van snykante tot heeltemal parallel | Goed; sal soms koniese rande toon | Goed; daar is 'n "stert"-effek in kurwes in die geval van dikker materiale |
| Verwerkingstoleransie | Ongeveer 0.002″ | Ongeveer 0.008″ |
| Graad van braamvorming op die snit | Slegs gedeeltelike braming vind plaas | Geen braamvorming vind plaas nie |
| Termiese spanning van materiaal | Vervorming, tempering en strukturele veranderinge kan in die materiaal voorkom | Geen termiese spanning vind plaas nie |
| Kragte wat tydens verwerking op materiaal inwerk in die rigting van gas- of waterstraal | Gasdruk veroorsaak probleme met dun werkstukke, afstand kan nie gehandhaaf word nie | Hoog: dun, klein dele kan dus slegs tot 'n beperkte mate verwerk word |
Veiligheidsoorwegings en bedryfsomgewing
| Onderwerp | CO2-laser | Waterstraalsny |
| Persoonlike veiligheidtoerustingvereistes | Laserbeskermingsbril is nie absoluut noodsaaklik nie | Beskermende veiligheidsbrille, gehoorbeskerming en beskerming teen kontak met hoëdrukwaterstrale is nodig. |
| Produksie van rook en stof tydens verwerking | Kom wel voor; plastiek en sommige metaallegerings kan giftige gasse produseer | Nie van toepassing op waterstraalsny nie |
| Geraasbesoedeling en gevaar | Baie laag | Buitengewoon hoog |
| Masjien skoonmaakvereistes as gevolg van prosesmors | Lae skoonmaak | Hoë skoonmaak |
| Vermindering van afval wat deur die proses geproduseer word | Snyafval is hoofsaaklik in die vorm van stof wat vakuum-onttrekking en -filtrering benodig. | Groot hoeveelhede snyafval ontstaan as gevolg van die vermenging van water met skuurmiddels |