現在、レーザーによる製造工程には、切断、溶接、熱処理、クラッディング、蒸着、彫刻、スクライビング、トリミング、焼鈍、衝撃硬化などが含まれます。レーザーによる製造プロセスは、機械加工、熱加工、アーク溶接、電気化学加工、放電加工（EDM）、研磨ウォータージェット切断、プラズマ切断、火炎切断といった従来型および非従来型の製造プロセスと、技術的にも経済的にも競合関係にあります。
ウォータージェット切断は、1平方インチあたり60,000ポンド（psi）もの高圧水を噴射して材料を切断するプロセスです。この水にはガーネットなどの研磨剤が混ぜられることが多く、これにより、より多くの材料を、狭い公差内で、直角に、そして良好な刃先仕上げできれいに切断することができます。ウォータージェットは、ステンレス鋼、インコネル、チタン、アルミニウム、工具鋼、セラミック、花崗岩、装甲板など、多くの工業材料を切断することができます。このプロセスは、かなりの騒音を発生します。
次の表には、工業材料加工における CO2 レーザー切断プロセスとウォーター ジェット切断プロセスを使用した金属切断の比較が示されています。
§ 基本的なプロセスの違い
§ 典型的なプロセスのアプリケーションと用途
§ 初期投資と平均運用コスト
§ プロセスの精度
§ 安全上の考慮事項と動作環境
基本的なプロセスの違い
| 主題 | CO2レーザー | ウォータージェット切断 |
| エネルギーを与える方法 | 光 10.6 m (遠赤外線範囲) | 水 |
| エネルギー源 | ガスレーザー | 高圧ポンプ |
| エネルギーの伝達方法 | ビームはミラー（フライングオプティクス）で誘導され、光ファイバー伝送は行われない CO2レーザーに対応 | 高圧ホースはエネルギーを伝達する |
| 切断された材料がどのように排出されるか | ガスジェットと追加のガスが物質を排出する | 高圧水ジェットが廃棄物を排出する |
| ノズルと材料間の距離と最大許容誤差 | 約0.2インチ 0.004インチ、距離センサー、調整、Z軸が必要 | 約0.12インチ 0.04インチ、距離センサー、調整、Z軸が必要 |
| 物理マシンのセットアップ | レーザー光源は常に機械内部に配置 | 作業エリアとポンプは別々に設置可能 |
| テーブルサイズの範囲 | 8フィート×4フィート～20フィート×6.5フィート | 8フィート×4フィート～13フィート×6.5フィート |
| ワークピースにおける典型的なビーム出力 | 1500～2600ワット | 4～17キロワット（4000バール） |
一般的なプロセスアプリケーションと用途
| 主題 | CO2レーザー | ウォータージェット切断 |
| 典型的なプロセスの使用 | 切断、穴あけ、彫刻、アブレーション、構造化、溶接 | 切断、アブレーション、構造化 |
| 3D素材の切断 | ビームガイドの剛性と距離の規制により困難 | ワークピースの後ろの残留エネルギーが破壊されるため、部分的に可能 |
| このプロセスで切断できる材料 | すべての金属（高反射金属を除く）、すべてのプラスチック、ガラス、木材を切断できます。 | このプロセスであらゆる材料を切断できます |
| 材料の組み合わせ | 融点の異なる材料はほとんど切断できない | 可能だが、剥離の危険がある |
| 空洞のあるサンドイッチ構造 | これはCO2レーザーでは不可能である | 限られた能力 |
| アクセスが制限されている、またはアクセスが困難な材料の切断 | 距離が短く、レーザー切断ヘッドが大きいため、ほとんど不可能 | ノズルと材料間の距離が狭いため制限がある |
| 加工に影響を与える切削材料の特性 | 10.6mにおける物質の吸収特性 | 材料の硬さは重要な要素です |
| 切断や加工が経済的に可能な材料の厚さ | 材質によって約0.12インチから0.4インチ | 約0.4インチ～2.0インチ |
| このプロセスの一般的な用途 | 板金加工用中厚鋼板の切断 | 石材、セラミック、金属の厚みのある部分の切断 |
初期投資と平均運用コスト
| 主題 | CO2レーザー | ウォータージェット切断 |
| 必要な初期資本投資 | 20kWのポンプと6.5フィート×4フィートのテーブル付きで30万ドル | 30万ドル以上 |
| 摩耗する部品 | 保護ガラス、ガス ノズル、ダストフィルターと粒子フィルター | ウォータージェットノズル、集束ノズル、バルブ、ホース、シールなどのすべての高圧部品 |
| 完全な切断システムの平均エネルギー消費量 | 1500ワットのCO2レーザーを想定: 電力使用量: 24～40kW レーザーガス（CO2、N2、He）： 2～16 l/h 切断ガス（O2、N2）： 500～2000 l/h | 20kWのポンプを想定: 電力使用量: 22～35kW 水: 10 l/h 研磨剤：36 kg/時 切削廃棄物の処分 |
プロセスの精度
| 主題 | CO2レーザー | ウォータージェット切断 |
| 切断スリットの最小サイズ | 0.006インチ（切断速度によって異なります） | 0.02インチ |
| 切断面の外観 | 切断面には縞模様の構造が現れる | 切断面は、切断速度に応じてサンドブラストされたように見える。 |
| 切断面が完全に平行になる度合い | 良好；時折、円錐状のエッジが現れる | 良好。厚い材料の場合、曲線に「尾を引く」効果があります。 |
| 処理許容範囲 | 約0.002インチ | 約0.008インチ |
| 切断面のバリの程度 | 部分的にバリが発生する | バリが発生しない |
| 材料の熱応力 | 材料に変形、焼き戻し、構造変化が起こる可能性がある | 熱応力は発生しない |
| 加工中にガスまたは水ジェットの方向に材料に作用する力 | ガス圧のポーズ 薄い問題 ワークピース、距離 維持できない | 高：薄くて小さな部品は限られた程度しか加工できない |
安全上の考慮事項と動作環境
| 主題 | CO2レーザー | ウォータージェット切断 |
| 個人の安全機器要件 | レーザー保護安全メガネは絶対に必要ではない | 保護メガネ、耳栓、高圧水ジェットとの接触に対する保護具が必要です。 |
| 加工中に煙や粉塵が発生する | 発生する。プラスチックや一部の金属合金は有毒ガスを発生する可能性がある。 | ウォータージェット切断には適用されません |
| 騒音公害と危険 | 非常に低い | 異常に高い |
| 工程の混乱による機械の清掃の必要性 | 掃除の手間が少ない | 高い清掃性 |
| プロセスで発生する廃棄物を削減 | 切削廃棄物は主に粉塵の形をしており、真空抽出と濾過が必要となる。 | 水と研磨剤を混ぜると大量の切削屑が発生する |