L'attività di fabricazione laser includenu attualmente u tagliu, a saldatura, u trattamentu termicu, u rivestimentu, a deposizione di vapore, l'incisione, a tracciatura, a rifilatura, a ricottura è l'indurimentu per scossa. I prucessi di fabricazione laser sò in cumpetizione sia tecnica sia ecunomica cù i prucessi di fabricazione cunvinziunali è micca cunvinziunali cum'è a machinazione meccanica è termica, a saldatura à arcu, l'elettrochimica è a machinazione per scarica elettrica (EDM), u tagliu à gettu d'acqua abrasivu, u tagliu à plasma è u tagliu à fiamma.
U tagliu à gettu d'acqua hè un prucessu adupratu per taglià i materiali cù un gettu d'acqua pressurizzata finu à 60.000 libbre per pollice quadratu (psi). Spessu, l'acqua hè mischiata cù un abrasivu cum'è u granatu chì permette di taglià più materiali in modu nettu cù tolleranze strette, in modu quadratu è cù una bona finitura di u bordu. I getti d'acqua sò capaci di taglià parechji materiali industriali, cumpresi l'acciaiu inox, l'Inconel, u titaniu, l'aluminiu, l'acciaiu per utensili, a ceramica, u granitu è e piastre di armatura. Stu prucessu genera un rumore significativu.
A tavula chì seguita cuntene una paragone di u tagliu di metalli cù u prucessu di tagliu laser CO2 è u prucessu di tagliu à gettu d'acqua in a trasfurmazione di materiali industriali.
§ Differenze fundamentali di prucessu
§ Applicazioni è usi tipici di u prucessu
§ Investimentu iniziale è costi operativi medi
§ Precisione di u prucessu
§ Cunsiderazioni di sicurezza è ambiente operativu
Differenze fundamentali di prucessu
| Sughjettu | Laser CO2 | Tagliu à gettu d'acqua |
| Metudu di trasmette energia | Luce 10,6 m (portata infrarossa luntana) | Acqua |
| Fonte d'energia | Laser à gasu | Pompa d'alta pressione |
| Cumu si trasmette l'energia | Fasciu guidatu da specchi (ottica volante); trasmissione in fibra micca fattibile per u laser CO2 | I tubi rigidi d'alta pressione trasmettenu l'energia |
| Cumu u materiale tagliatu hè espulsu | U gettu di gasu, più u gasu supplementu espelle u materiale | Un gettu d'acqua à alta pressione espelle u materiale di scarto |
| Distanza trà l'ugellu è u materiale è tolleranza massima permessa | Circa 0,2″ 0,004″, sensore di distanza, regulazione è asse Z necessarii | Circa 0,12″ 0,04″, sensore di distanza, regulazione è asse Z necessarii |
| Cunfigurazione fisica di a macchina | A fonte laser hè sempre situata in a macchina | A zona di travagliu è a pompa ponu esse situate separatamente |
| Gamma di dimensioni di tavulinu | 8′ x 4′ à 20′ x 6,5′ | 8′ x 4′ à 13′ x 6,5′ |
| Pruduzzione tipica di u fasciu à u pezzu di travagliu | 1500 à 2600 Watt | Da 4 à 17 kilowatt (4000 bar) |
Applicazioni è usi tipici di u prucessu
| Sughjettu | Laser CO2 | Tagliu à gettu d'acqua |
| Usi tipici di u prucessu | Tagliu, perforazione, incisione, ablazione, strutturazione, saldatura | Tagliu, ablazione, strutturazione |
| Tagliu di materiale 3D | Difficile per via di a guida rigida di u fasciu è di a regulazione di a distanza | Parzialmente pussibule postu chì l'energia residuale daretu à a pezza hè distrutta |
| Materiali chì ponu esse tagliati da u prucessu | Tutti i metalli (escludendu i metalli assai riflettenti), tutti i plastichi, u vetru è u legnu ponu esse tagliati | Tutti i materiali ponu esse tagliati da questu prucessu |
| Cumbinazioni di materiali | I materiali cù punti di fusione diversi ponu esse appena tagliati | Pussibile, ma ci hè un periculu di delaminazione |
| Strutture sandwich cù cavità | Questu ùn hè micca pussibule cù un laser CO2 | Capacità limitata |
| Taglià materiali cù accessu limitatu o impeditu | Raramente pussibule per via di a piccula distanza è di a grande testa di taglio laser | Limitatu per via di a piccula distanza trà l'ugellu è u materiale |
| Proprietà di u materiale tagliatu chì influenzanu a trasfurmazione | Caratteristiche d'assorbimentu di u materiale à 10,6 m | A durezza di u materiale hè un fattore chjave |
| Spessore di u materiale à u quale u tagliu o a trasfurmazione hè ecunomicu | ~ 0,12″ à 0,4″ secondu u materiale | ~0,4″ à 2,0″ |
| Applicazioni cumuni per questu prucessu | Tagliu di lamiere d'acciaio piane di spessore mediu per a lavorazione di lamiere | Tagliu di petra, ceramica è metalli di più spessore |
Investimentu iniziale è costi operativi medi
| Sughjettu | Laser CO2 | Tagliu à gettu d'acqua |
| Investimentu di capitale iniziale necessariu | $300,000 cù una pompa di 20 kW, è una tavola di 6,5′ x 4′ | $300,000+ |
| Parti chì si consumeranu | Vetru di prutezzione, gasu ugelli, più i filtri di polvere è di particelle | Ugello à gettu d'acqua, ugello di focalizazione è tutti i cumpunenti d'alta pressione cum'è valvole, tubi è guarnizioni |
| Cunsumu mediu d'energia di u sistema di tagliu cumpletu | Supponemu un laser CO2 di 1500 Watt: Cunsumu di energia elettrica: 24-40 kW Gas laser (CO2, N2, He): 2-16 l/h Gasu di tagliu (O2, N2): 500-2000 l/h | Supponemu una pompa di 20 kW: Cunsumu di energia elettrica: 22-35 kW Acqua: 10 l/h Abrasivu: 36 kg/h Smaltimentu di i rifiuti di taglio |
Precisione di u prucessu
| Sughjettu | Laser CO2 | Tagliu à gettu d'acqua |
| Dimensione minima di a fessura di taglio | 0,006″, secondu a velocità di tagliu | 0,02″ |
| Aspettu di a superficia tagliata | A superficia tagliata mostrerà una struttura striata | A superficia tagliata parerà esse stata sabbiata, secondu a velocità di tagliu |
| Gradu di bordi tagliati à cumpletamente paralleli | Bonu; à l'occasione dimustrarà bordi cònichi | Bonu; ci hè un effettu "coda" in curve in u casu di materiali più spessi |
| Tolleranza di trasfurmazione | Circa 0,002″ | Circa 0,008″ |
| Gradu di bavatura nantu à u tagliu | Solu una sbavatura parziale si verifica | Nisuna sbavatura si verifica |
| Stress termicu di u materiale | Deformazione, rinvenimentu è cambiamenti strutturali ponu accade in u materiale | Nisun stress termicu si verifica |
| Forze chì agiscenu nantu à u materiale in direzzione di u gasu o di u gettu d'acqua durante a trasfurmazione | Pose di pressione di gasu prublemi cù magrezza pezzi di travagliu, distanza ùn pò esse mantinutu | Altu: e parti fini è chjuche ponu dunque esse trattate solu in un gradu limitatu |
Cunsiderazioni di sicurezza è ambiente operativu
| Sughjettu | Laser CO2 | Tagliu à gettu d'acqua |
| Sicurezza persunaleesigenze di l'equipaggiu | L'occhiali di prutezzione per u laser ùn sò micca assolutamente necessarii | Sò necessarii occhiali di sicurezza protettivi, prutezione di l'arechje è prutezzione contr'à u cuntattu cù getti d'acqua à alta pressione. |
| Pruduzzione di fumu è polvere durante a trasfurmazione | Si verifica; i plastichi è alcune leghe metalliche ponu pruduce gasi tossichi | Ùn hè micca applicabile per u tagliu à gettu d'acqua |
| Inquinamentu acusticu è periculu | Assai bassu | Insolitamente altu |
| Requisiti di pulizia di e macchine per via di u disordine di u prucessu | Pulizia bassa | Alta pulizia |
| Riduzzione di i rifiuti prudutti da u prucessu | I rifiuti di taglio sò principalmente in forma di polvere chì richiede l'aspirazione è u filtraggio per via aspiratrice. | Grandi quantità di rifiuti di taglio si verificanu per via di a mistura di acqua cù abrasivi |