У цяперашні час лазерная вытворчасць уключае рэзку, зварку, тэрмічную апрацоўку, плакаванне, асаджэнне з паравой фазы, гравіроўку, надрэзку, абрэзку, адпал і ўдарную загартоўку. Лазерныя вытворчыя працэсы канкуруюць як тэхнічна, так і эканамічна з традыцыйнымі і нетрадыцыйнымі вытворчымі працэсамі, такімі як механічная і тэрмічная апрацоўка, дугавая зварка, электрахімічная і электраэрозійная апрацоўка (EDM), абразіўная гідраабразіўная рэзка, плазменная рэзка і газавая рэзка.
Гідраабразіўная рэзка — гэта працэс, які выкарыстоўваецца для разразання матэрыялаў з выкарыстаннем бруі вады пад ціскам да 60 000 фунтаў на квадратны цаля (psi). Часта вада змешваецца з абразівам, такім як гранат, што дазваляе рэзаць больш матэрыялаў чыста, з блізкімі допускамі, прама і з добрай аздабленнем краёў. Гідраабразіўныя рэзкі здольныя рэзаць многія прамысловыя матэрыялы, у тым ліку нержавеючую сталь, інконель, тытан, алюміній, інструментальную сталь, кераміку, граніт і бранявую пласціну. Гэты працэс стварае значны шум.
У наступнай табліцы прыведзена параўнанне рэзкі металу з выкарыстаннем працэсу рэзкі CO2-лазерам і працэсу рэзкі гідрабруёй у прамысловай апрацоўцы матэрыялаў.
§ Фундаментальныя адрозненні ў працэсах
§ Тыповыя прымяненні і выкарыстання працэсаў
§ Пачатковыя інвестыцыі і сярэднія эксплуатацыйныя выдаткі
§ Дакладнасць працэсу
§ Меркаванні бяспекі і ўмовы эксплуатацыі
Фундаментальныя адрозненні ў працэсах
| Тэма | CO2-лазер | Рэзка гідрабруем |
| Спосаб перадачы энергіі | Святло 10,6 м (далёкі інфрачырвоны дыяпазон) | Вада |
| Крыніца энергіі | Газавы лазер | Помпа высокага ціску |
| Як перадаецца энергія | Прамень накіроўваецца люстэркамі (лятаючая оптыка); перадача па валаконнай канструкцыі не магчыма для CO2-лазера | Жорсткія шлангі высокага ціску перадаюць энергію |
| Як выкідваецца разрэзаны матэрыял | Газавая бруя, а таксама дадатковы газ выціскаюць матэрыял | Бруя вады пад высокім ціскам выкідвае адходы |
| Адлегласць паміж соплам і матэрыялам і максімальна дапушчальнае адхіленне | Прыблізна 0,2″ 0,004″, неабходны датчык адлегласці, рэгуляванне і вось Z | Прыблізна 0,12″ 0,04″, неабходны датчык адлегласці, рэгуляванне і вось Z |
| Фізічная налада машыны | Лазерная крыніца заўсёды знаходзіцца ўнутры машыны | Рабочая зона і помпа могуць быць размешчаны асобна |
| Дыяпазон памераў стала | ад 8′ х 4′ да 20′ х 6,5′ | ад 8′ х 4′ да 13′ х 6,5′ |
| Тыповы выхад прамяня на апрацоўваную дэталь | ад 1500 да 2600 Вт | ад 4 да 17 кілават (4000 бар) |
Тыповыя прымянення і выкарыстання працэсаў
| Тэма | CO2-лазер | Рэзка гідрабруем |
| Тыповыя спосабы выкарыстання | Рэзка, свідраванне, гравіроўка, абляцыя, структураванне, зварка | Рэзка, абляцыя, структураванне |
| 3D-рэзка матэрыялаў | Складанасці з-за жорсткага накіравання прамяня і рэгулявання адлегласці | Часткова магчыма, бо рэшткавая энергія за дэталлю знішчаецца |
| Матэрыялы, якія можна рэзаць у працэсе | Можна рэзаць усе металы (акрамя высокаадбівальных металаў), усе віды пластмас, шкло і дрэва | Усе матэрыялы можна рэзаць гэтым спосабам |
| Камбінацыі матэрыялаў | Матэрыялы з рознымі тэмпературамі плаўлення амаль не паддаюцца рэзцы | Магчыма, але ёсць небяспека адслойвання |
| Сэндвіч-канструкцыі з пустэчамі | З CO2-лазерам гэта немагчыма | Абмежаваныя здольнасці |
| Рэзка матэрыялаў з абмежаваным або абцяжараным доступам | Рэдка магчыма з-за невялікай адлегласці і вялікай лазернай рэжучай галоўкі | Абмежавана з-за невялікай адлегласці паміж соплам і матэрыялам |
| Уласцівасці разрэзанага матэрыялу, якія ўплываюць на апрацоўку | Паглынальныя характарыстыкі матэрыялу на вышыні 10,6 м | Цвёрдасць матэрыялу - ключавы фактар |
| Таўшчыня матэрыялу, пры якой рэзка або апрацоўка з'яўляецца эканамічна выгаднай | ~0,12″ да 0,4″ у залежнасці ад матэрыялу | ~0,4″ да 2,0″ |
| Распаўсюджаныя прымяненні для гэтага працэсу | Рэзка плоскай ліставай сталі сярэдняй таўшчыні для апрацоўкі ліставога металу | Рэзка каменя, керамікі і металаў большай таўшчыні |
Пачатковыя інвестыцыі і сярэднія эксплуатацыйныя выдаткі
| Тэма | CO2-лазер | Рэзка гідрабруем |
| Патрабуюцца першапачатковыя капіталаўкладанні | 300 000 долараў ЗША з помпай магутнасцю 20 кВт і сталом памерам 6,5 футаў х 4 футы | 300 000+ долараў ЗША |
| Дэталі, якія зношваюцца | Ахоўнае шкло, газ фарсункі, а таксама фільтры для пылу і часціц | Водаструменевая фарсунка, факусуючая фарсунка і ўсе кампаненты высокага ціску, такія як клапаны, шлангі і ўшчыльняльнікі |
| Сярэдняе спажыванне энергіі ўсёй сістэмай рэзкі | Дапусцім, CO2-лазер магутнасцю 1500 Вт: Спажыванне электрычнай энергіі: 24-40 кВт Лазерны газ (CO2, N2, He): 2-16 л/г Рэжучы газ (O2, N2): 500-2000 л/г | Дапусцім, помпа магутнасцю 20 кВт: Спажыванне электрычнай энергіі: 22-35 кВт Вада: 10 л/г Абразіў: 36 кг/г Утылізацыя адходаў рэзкі |
Дакладнасць працэсу
| Тэма | CO2-лазер | Рэзка гідрабруем |
| Мінімальны памер рэжучай шчыліны | 0,006 цалі, у залежнасці ад хуткасці рэзання | 0,02 цалі |
| Знешні выгляд паверхні разрэзу | Паверхня разрэзу будзе мець паласатую структуру | У залежнасці ад хуткасці рэзання паверхня разрэзу будзе выглядаць так, быццам яе апрацоўвалі пяском |
| Ступень абрэзкі да поўнай паралельнасці | Добра; часам будуць дэманстравацца канічныя краі | Добра; у выпадку больш тоўстых матэрыялаў назіраецца эфект «хваста» ў крывых |
| Дапушчальнасць апрацоўкі | Прыблізна 0,002 цалі | Прыблізна 0,008 цалі |
| Ступень задзірын на разрэзе | Узнікае толькі частковае задзіранне | Задзірын не ўзнікае |
| Тэрмічнае напружанне матэрыялу | У матэрыяле могуць адбыцца дэфармацыя, адпачынак і структурныя змены | Тэрмічнага напружання не ўзнікае |
| Сілы, якія дзейнічаюць на матэрыял у напрамку струменя газу або вады падчас апрацоўкі | Позы ціску газу праблемы з худым дэталі, адлегласць нельга падтрымліваць | Высокі: тонкія, дробныя дэталі могуць быць апрацаваны толькі ў абмежаванай ступені |
Меркаванні бяспекі і ўмовы эксплуатацыі
| Тэма | CO2-лазер | Рэзка гідрабруем |
| Асабістая бяспекапатрабаванні да абсталявання | Ахоўныя акуляры для лазернай абароны неабавязковыя | Неабходныя ахоўныя акуляры, сродкі для слыху і абарона ад кантакту з вадой пад высокім ціскам |
| Утварэнне дыму і пылу падчас апрацоўкі | Сустракаецца; пластмасы і некаторыя металічныя сплавы могуць вылучаць таксічныя газы | Не падыходзіць для гідраабразіўнай рэзкі |
| Шумавое забруджванне і небяспека | Вельмі нізкі | Незвычайна высокі |
| Патрабаванні да ачысткі машын з-за беспарадку ў працэсе | Нізкая ўборка | Высокая ступень уборкі |
| Скарачэнне адходаў, якія ўтвараюцца ў працэсе | Адходы рэзкі ў асноўным уяўляюць сабой пыл, які патрабуе вакуумнай адсмоктвання і фільтрацыі. | Вялікая колькасць адходаў рэзкі ўтвараецца з-за змешвання вады з абразівамі. |