Actualment, les activitats de fabricació làser inclouen el tall, la soldadura, el tractament tèrmic, el revestiment, la deposició de vapor, el gravat, el traçat, el retall, el recuit i l'enduriment per cops.Els processos de fabricació làser competeixen tant tècnicament com econòmicament amb els processos de fabricació convencionals i no convencionals, com ara el mecanitzat mecànic i tèrmic, la soldadura per arc, el mecanitzat electroquímic i de descàrrega elèctrica (EDM), el tall per raig d'aigua abrasiu, el tall per plasma i el tall amb flama.
El tall per raig d'aigua és un procés que s'utilitza per tallar materials amb un raig d'aigua a pressió de 60.000 lliures per polzada quadrada (psi).Sovint, l'aigua es barreja amb un abrasiu com el granat que permet tallar més materials amb netedat per tancar toleràncies, de forma recta i amb un bon acabat de vora.Els dolls d'aigua són capaços de tallar molts materials industrials, com ara acer inoxidable, Inconel, titani, alumini, acer per a eines, ceràmica, granit i placa de blindatge.Aquest procés genera un soroll important.
La taula que segueix conté una comparació del tall de metall mitjançant el procés de tall per làser CO2 i el procés de tall per raig d'aigua en el processament de materials industrials.
§ Diferències fonamentals de processos
§ Aplicacions i usos típics del procés
§ Inversió inicial i costos mitjans d'explotació
§ Precisió del procés
§ Consideracions de seguretat i entorn operatiu
Diferències fonamentals de processos
| Assignatura | Làser de CO2 | Tall per raig d'aigua |
| Mètode d'impartició d'energia | Llum 10,6 m (rang infrarojo llunyà) | Aigua |
| Font d'energia | Làser de gas | Bomba d'alta pressió |
| Com es transmet l'energia | Feix guiat per miralls (òptica voladora);transmissió de fibra no factible per a làser de CO2 | Les mànegues rígides d'alta pressió transmeten l'energia |
| Com s'expulsa el material tallat | El raig de gas, més el gas addicional expulsa material | Un raig d'aigua a alta pressió expulsa el material de rebuig |
| Distància entre broquet i material i tolerància màxima permesa | Aproximadament 0,2″ 0,004″, sensor de distància, regulació i eix Z necessaris | Aproximadament 0,12″ 0,04″, sensor de distància, regulació i eix Z necessaris |
| Configuració física de la màquina | Font làser sempre situada dins de la màquina | La zona de treball i la bomba es poden situar per separat |
| Gamma de mides de taules | 8′ x 4′ a 20′ x 6,5′ | 8′ x 4′ a 13′ x 6,5′ |
| Sortida de biga típica a la peça de treball | 1500 a 2600 watts | 4 a 17 quilowatts (4000 bar) |
Aplicacions i usos típics del procés
| Assignatura | làser de CO2 | Tall per raig d'aigua |
| Usos típics del procés | Tall, perforació, gravat, ablació, estructuració, soldadura | Tall, ablació, estructuració |
| Tall de material 3D | Difícil a causa de la guia rígida del feix i la regulació de la distància | Parcialment possible ja que l'energia residual darrere de la peça es destrueix |
| Materials que es poden tallar pel procés | Es poden tallar tots els metalls (excepte els metalls altament reflectants), tots els plàstics, el vidre i la fusta | Amb aquest procés es poden tallar tots els materials |
| Combinacions de materials | Els materials amb diferents punts de fusió amb prou feines es poden tallar | Possible, però hi ha perill de delaminació |
| Estructures sandvitx amb cavitats | Això no és possible amb un làser de CO2 | Capacitat limitada |
| Materials de tall amb accés limitat o deteriorat | Poques vegades és possible a causa de la petita distància i el gran capçal de tall làser | Limitat a causa de la petita distància entre el broquet i el material |
| Propietats del material tallat que influeixen en el processament | Característiques d'absorció del material a 10,6 m | La duresa del material és un factor clau |
| Gruix del material en què el tall o el processament és econòmic | ~ 0,12 "a 0,4" segons el material | ~0,4" a 2,0" |
| Aplicacions habituals per a aquest procés | Tall de xapa plana d'acer de gruix mitjà per al processament de xapa | Tall de pedra, ceràmica i metalls de major gruix |
Inversió inicial i costos mitjans d'explotació
| Assignatura | làser de CO2 | Tall per raig d'aigua |
| Inversió de capital inicial necessària | 300.000 dòlars amb una bomba de 20 kW i una taula de 6,5 'x 4' | 300.000 $ o més |
| Parts que es desgastaran | Vidre protector, gas broquets, a més dels filtres de pols i de partícules | Broquet de raig d'aigua, broquet d'enfocament i tots els components d'alta pressió com ara vàlvules, mànegues i segells |
| Consum mitjà d'energia del sistema de tall complet | Suposem un làser de CO2 de 1500 watts: Ús d'energia elèctrica: 24-40 kW Gas làser (CO2, N2, He): 2-16 l/h Gas de tall (O2, N2): 500-2000 l/h | Suposem una bomba de 20 kW: Ús d'energia elèctrica: 22-35 kW Aigua: 10 l/h Abrasiu: 36 kg/h Eliminació de residus de tall |
Precisió del procés
| Assignatura | làser de CO2 | Tall per raig d'aigua |
| Mida mínima de la ranura de tall | 0,006″, depenent de la velocitat de tall | 0,02 polzades |
| Aspecte de la superfície tallada | La superfície tallada mostrarà una estructura estriada | La superfície de tall semblarà haver estat amb sorra, depenent de la velocitat de tall |
| Grau de tall de les vores completament paral·leles | bo;ocasionalment mostrarà vores còniques | bo;hi ha un efecte "cua" a les corbes en el cas de materials més gruixuts |
| Tolerància de processament | Aproximadament 0,002″ | Aproximadament 0,008″ |
| Grau de rebaba al tall | Només es produeix una rebavada parcial | No es produeix cap rebaba |
| Estrès tèrmic del material | Es poden produir deformacions, tremps i canvis estructurals en el material | No es produeix cap estrès tèrmic |
| Forces que actuen sobre el material en direcció del raig de gas o aigua durant el processament | Poses de pressió de gas problemes amb prim peces de treball, distància no es pot mantenir | Alt: per tant, les peces petites i primes només es poden processar en un grau limitat |
Consideracions de seguretat i entorn operatiu
| Assignatura | làser de CO2 | Tall per raig d'aigua |
| Seguretat personalrequisits dels equips | Les ulleres de seguretat de protecció làser no són absolutament necessàries | Es necessiten ulleres de seguretat protectores, protecció auditiva i protecció contra el contacte amb raigs d'aigua a alta pressió |
| Producció de fum i pols durant el processament | Es produeix;els plàstics i alguns aliatges metàl·lics poden produir gasos tòxics | No s'aplica al tall per raig d'aigua |
| Contaminació acústica i perill | Molt fluix | Inusualment alt |
| Requisits de neteja de la màquina a causa de l'embolic del procés | Neteja baixa | Neteja alta |
| Retall de residus produïts pel procés | Els residus de tall es troben principalment en forma de pols que requereix extracció al buit i filtrat | Es produeixen grans quantitats de residus de tall a causa de la barreja d'aigua amb abrasius |