Lazer istehsal fəaliyyətlərinə hazırda kəsmə, qaynaq, istiliklə işləmə, üzləmə, buxarla çökdürmə, oyma, yazı, kəsmə, tavlama və şokla bərkidilmə daxildir. Lazer istehsal prosesləri həm texniki, həm də iqtisadi cəhətdən mexaniki və istilik emalı, qövs qaynağı, elektrokimyəvi və elektrik boşaltma emalı (EDM), aşındırıcı su şırnağı ilə kəsmə, plazma kəsmə və alovla kəsmə kimi ənənəvi və qeyri-ənənəvi istehsal prosesləri ilə rəqabət aparır.
Su şırnaqlı kəsmə, kvadrat düym üçün 60.000 funt (psi) yüksək təzyiqli su şırnaqlı material istifadə edərək materialları kəsmək üçün istifadə olunan bir prosesdir. Çox vaxt su, daha çox materialın təmiz şəkildə kəsilməsinə imkan verən, tolerantlıqları bağlayan, düzbucaqlı və yaxşı kənar örtüklü aşındırıcı maddə ilə qarışdırılır. Su şırnaqları paslanmayan polad, Inconel, titan, alüminium, alət poladı, keramika, qranit və zireh lövhəsi də daxil olmaqla bir çox sənaye materialını kəsməyə qadirdir. Bu proses əhəmiyyətli səs-küy yaradır.
Aşağıdakı cədvəldə sənaye material emalında CO2 lazer kəsmə prosesi və su jet kəsmə prosesindən istifadə edərək metal kəsmənin müqayisəsi verilmişdir.
§ Əsas proses fərqləri
§ Tipik proses tətbiqləri və istifadələri
§ İlkin investisiya və orta əməliyyat xərcləri
§ Prosesin dəqiqliyi
§ Təhlükəsizlik mülahizələri və iş mühiti
Əsas proses fərqləri
| Mövzu | CO2 lazeri | Su jetinin kəsilməsi |
| Enerji ötürmə üsulu | İşıq 10.6 m (uzaq infraqırmızı diapazon) | Su |
| Enerji mənbəyi | Qaz lazeri | Yüksək təzyiqli nasos |
| Enerji necə ötürülür | Güzgülərlə idarə olunan şüa (uçan optika); fiber-ötürücü deyil CO2 lazeri üçün mümkündür | Sərt yüksək təzyiqli şlanqlar enerjini ötürür |
| Kəsilmiş material necə çıxarılır | Qaz axını, üstəgəl əlavə qaz materialı xaric edir | Yüksək təzyiqli su jet tullantıları xaric edir |
| Buruqla material arasındakı məsafə və icazə verilən maksimum tolerantlıq | Təxminən 0,2″ 0,004″, məsafə sensoru, tənzimləmə və Z oxu tələb olunur | Təxminən 0,12″ 0,04″, məsafə sensoru, tənzimləmə və Z oxu tələb olunur |
| Fiziki maşın quruluşu | Lazer mənbəyi həmişə maşının içərisində yerləşir | İş sahəsi və nasos ayrıca yerləşdirilə bilər |
| Masa ölçülərinin çeşidi | 8′ x 4′-dan 20′ x 6.5′-a qədər | 8′ x 4′-dan 13′ x 6.5′-a qədər |
| İş parçasında tipik şüa çıxışı | 1500 ilə 2600 Vatt arasında | 4 ilə 17 kilovat (4000 bar) |
Tipik proses tətbiqləri və istifadələri
| Mövzu | CO2 lazeri | Su jetinin kəsilməsi |
| Tipik proses istifadələri | Kəsmə, qazma, oyma, ablasiya, strukturlaşdırma, qaynaq | Kəsmə, ablasiya, strukturlaşdırma |
| 3D material kəsmə | Sərt şüa rəhbərliyi və məsafənin tənzimlənməsi səbəbindən çətindir | İş parçasının arxasındakı qalıq enerji məhv olduğundan qismən mümkündür |
| Proseslə kəsilə bilən materiallar | Bütün metallar (yüksək əks etdirən metallar istisna olmaqla), bütün plastiklər, şüşə və ağac kəsilə bilər | Bu proseslə bütün materiallar kəsilə bilər |
| Material kombinasiyaları | Fərqli ərimə nöqtələrinə malik materiallar çətinliklə kəsilə bilər | Mümkündür, amma delaminasiya təhlükəsi var |
| Boşluqları olan sendviç konstruksiyaları | CO2 lazeri ilə bu mümkün deyil | Məhdud qabiliyyət |
| Məhdud və ya maneəli girişi olan materialların kəsilməsi | Kiçik məsafə və böyük lazer kəsmə başlığı səbəbindən nadir hallarda mümkündür | Burun və material arasındakı kiçik məsafə səbəbindən məhduddur |
| Kəsilmiş materialın emalına təsir edən xüsusiyyətləri | 10.6 m-də materialın udma xüsusiyyətləri | Materialın sərtliyi əsas amildir |
| Kəsmə və ya emalın iqtisadi cəhətdən sərfəli olduğu material qalınlığı | Materialdan asılı olaraq ~0,12″ ilə 0,4″ arasında dəyişir | ~0.4″-dən 2.0″-ə qədər |
| Bu proses üçün ümumi tətbiqlər | Lövhə metal emalı üçün orta qalınlıqda düz təbəqə poladın kəsilməsi | Daha qalın daş, keramika və metalların kəsilməsi |
İlkin investisiya və orta əməliyyat xərcləri
| Mövzu | CO2 lazeri | Su jetinin kəsilməsi |
| İlkin kapital qoyuluşu tələb olunur | 20 kVt-lıq nasos və 6.5′ x 4′ ölçülü masa ilə birlikdə 300.000 dollar | 300.000 dollardan çox |
| Aşınacaq hissələr | Qoruyucu şüşə, qaz burunlar, üstəgəl həm toz, həm də hissəcik filtrləri | Su şırnağı başlığı, fokuslama başlığı və klapanlar, şlanqlar və möhürlər kimi bütün yüksək təzyiqli komponentlər |
| Tam kəsmə sisteminin orta enerji istehlakı | 1500 Vattlıq CO2 lazerini fərz edək: Elektrik enerjisindən istifadə: 24-40 kVt Lazer qazı (CO2, N2, He): 2-16 l/saat Kəsici qaz (O2, N2): 500-2000 l/saat | 20 kVt gücündə bir nasos düşünün: Elektrik enerjisindən istifadə: 22-35 kVt Su: 10 l/saat Aşındırıcı: 36 kq/saat Kəsmə tullantılarının utilizasiyası |
Prosesin dəqiqliyi
| Mövzu | CO2 lazeri | Su jetinin kəsilməsi |
| Kəsici yarığın minimum ölçüsü | Kəsmə sürətindən asılı olaraq 0.006 düym | 0.02 düym |
| Kəsilmiş səthin görünüşü | Kəsilmiş səth zolaqlı bir quruluş göstərəcək | Kəsmə sürətindən asılı olaraq, kəsilmiş səth qumla cilalanmış kimi görünəcək |
| Kəsilmiş kənarların dərəcəsi tamamilə paraleldir | Yaxşı; bəzən konik kənarlar nümayiş etdirəcək | Yaxşı; daha qalın materiallar halında əyrilərdə "quyruqlu" effekt var |
| Emal tolerantlığı | Təxminən 0.002 düym | Təxminən 0.008 düym |
| Kəsikdə qazıntı dərəcəsi | Yalnız qismən basma baş verir | Heç bir deşilmə baş vermir |
| Materialın istilik gərginliyi | Materialda deformasiya, temperləmə və struktur dəyişiklikləri baş verə bilər | Termal stress baş vermir |
| Emal zamanı qaz və ya su axını istiqamətində materiala təsir edən qüvvələr | Qaz təzyiqi pozaları nazikliklə bağlı problemlər iş parçaları, məsafə saxlanıla bilməz | Yüksək: nazik, kiçik hissələr yalnız məhdud dərəcədə emal edilə bilər |
Təhlükəsizlik mülahizələri və iş mühiti
| Mövzu | CO2 lazeri | Su jetinin kəsilməsi |
| Şəxsi təhlükəsizlikavadanlıq tələbləri | Lazer qoruyucu eynəklər mütləq lazım deyil | Qoruyucu təhlükəsizlik eynəkləri, qulaq qoruyucuları və yüksək təzyiqli su şırnağı ilə təmasdan qorunma tələb olunur |
| Emal zamanı tüstü və tozun əmələ gəlməsi | Baş verir; plastiklər və bəzi metal ərintiləri zəhərli qazlar əmələ gətirə bilər | Su jetinin kəsilməsi üçün tətbiq edilmir |
| Səs-küy çirklənməsi və təhlükə | Çox aşağı | Qeyri-adi dərəcədə yüksək |
| Proses qarışıqlığı səbəbindən maşın təmizləmə tələbləri | Aşağı təmizlik | Yüksək təmizlik |
| Proses nəticəsində yaranan tullantıların kəsilməsi | Kəsmə tullantıları əsasən toz şəklində olur və vakuumla çıxarılma və süzülmə tələb edir | Aşındırıcı maddələrlə suyun qarışdırılması nəticəsində çoxlu miqdarda kəsici tullantı əmələ gəlir |