ლაზერული წარმოების აქტივობები ამჟამად მოიცავს ჭრას, შედუღებას, თერმულ დამუშავებას, მოპირკეთებას, ორთქლის დეპონირებას, გრავირებას, გრავირებას, დამუშავებას, გამოწვას და დარტყმითი გამკვრივებას. ლაზერული წარმოების პროცესები ტექნიკურად და ეკონომიკურად კონკურენციას უწევს ტრადიციულ და არატრადიციულ წარმოების პროცესებს, როგორიცაა მექანიკური და თერმული დამუშავება, რკალური შედუღება, ელექტროქიმიური და ელექტრული განმუხტვის დამუშავება (EDM), აბრაზიული წყლის ჭავლური ჭრა, პლაზმური ჭრა და ალივით ჭრა.
წყლის ჭავლური ჭრა არის პროცესი, რომელიც გამოიყენება მასალების დასაჭრელად, წნევის ქვეშ მყოფი წყლის ჭავლით, კვადრატულ ინჩზე (psi) 60,000 ფუნტამდე. ხშირად, წყალი შერეულია აბრაზიულ ნივთიერებასთან, როგორიცაა ძოწი, რაც საშუალებას იძლევა მეტი მასალის სუფთად დაჭრა მინიმალური ტოლერანტობით, სწორკუთხა და კარგი კიდეების დამუშავებით. წყლის ჭავლით შესაძლებელია მრავალი სამრეწველო მასალის დაჭრა, მათ შორის უჟანგავი ფოლადის, ინკონელის, ტიტანის, ალუმინის, ხელსაწყო ფოლადის, კერამიკის, გრანიტის და ჯავშანფირფიტის. ეს პროცესი მნიშვნელოვან ხმაურს წარმოქმნის.
ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია ლითონის ჭრის შედარება CO2 ლაზერული ჭრის პროცესისა და წყლის ჭავლური ჭრის პროცესის გამოყენებით სამრეწველო მასალების დამუშავებაში.
§ ფუნდამენტური პროცესების განსხვავებები
§ პროცესის ტიპიური გამოყენება და გამოყენება
§ საწყისი ინვესტიცია და საშუალო საოპერაციო ხარჯები
§ პროცესის სიზუსტე
§ უსაფრთხოების საკითხები და საოპერაციო გარემო
ფუნდამენტური განსხვავებები პროცესებში
| თემა | CO2 ლაზერი | წყლის ჭავლური ჭრა |
| ენერგიის გადაცემის მეთოდი | სინათლე 10.6 მ (შორეული ინფრაწითელი დიაპაზონი) | წყალი |
| ენერგიის წყარო | გაზის ლაზერი | მაღალი წნევის ტუმბო |
| როგორ გადაეცემა ენერგია | სხივი მიმართულია სარკეებით (მფრინავი ოპტიკა); ბოჭკოვანი გადაცემა არ არის შესაძლებელია CO2 ლაზერისთვის | ხისტი მაღალი წნევის შლანგები ენერგიას გადასცემენ |
| როგორ გამოიყოფა დაჭრილი მასალა | გაზის ჭავლთან ერთად, დამატებითი გაზი გამოდევნის მასალას | მაღალი წნევის წყლის ჭავლი გამოდევნის ნარჩენ მასალას |
| საქშენსა და მასალას შორის მანძილი და მაქსიმალური დასაშვები ტოლერანტობა | დაახლოებით 0.2″ 0.004″, საჭიროა მანძილის სენსორი, რეგულირება და Z-ღერძი | დაახლოებით 0.12″ 0.04″, საჭიროა მანძილის სენსორი, რეგულირება და Z-ღერძი |
| ფიზიკური მანქანის დაყენება | ლაზერული წყარო ყოველთვის განთავსებულია აპარატის შიგნით | სამუშაო ფართობი და ტუმბო შეიძლება განთავსდეს ცალ-ცალკე |
| მაგიდის ზომების დიაპაზონი | 8′ x 4′-დან 20′ x 6.5′-მდე | 8′ x 4′-დან 13′ x 6.5′-მდე |
| სხივის ტიპიური გამომავალი სამუშაო ნაწილზე | 1500-დან 2600 ვატამდე | 4-დან 17 კილოვატამდე (4000 ბარი) |
პროცესის ტიპიური გამოყენება და გამოყენება
| თემა | CO2 ლაზერი | წყლის ჭავლური ჭრა |
| პროცესის ტიპიური გამოყენება | ჭრა, ბურღვა, გრავირება, აბლაცია, სტრუქტურირება, შედუღება | ჭრა, აბლაცია, სტრუქტურირება |
| 3D მასალის ჭრა | რთულია ხისტი სხივის ხელმძღვანელობისა და მანძილის რეგულირების გამო | ნაწილობრივ შესაძლებელია, რადგან სამუშაო ნაწილის უკან ნარჩენი ენერგია განადგურებულია |
| მასალები, რომელთა მოჭრაც შესაძლებელია ამ პროცესით | ყველა ლითონის (მაღალი ამრეკლავი ლითონების გარდა), ყველა პლასტმასის, მინის და ხის მოჭრა შესაძლებელია | ამ პროცესით ყველა მასალის მოჭრაა შესაძლებელი |
| მასალების კომბინაციები | სხვადასხვა დნობის წერტილის მქონე მასალების დაჭრა ძლივს შეიძლება | შესაძლებელია, მაგრამ არსებობს დელამინაციის საფრთხე |
| სენდვიჩის სტრუქტურები ღრუებით | ეს CO2 ლაზერით შეუძლებელია. | შეზღუდული შესაძლებლობები |
| მასალების ჭრა შეზღუდული ან შეზღუდული წვდომით | იშვიათად შესაძლებელია მცირე მანძილისა და დიდი ლაზერული ჭრის თავის გამო | შეზღუდულია საქშენსა და მასალას შორის მცირე მანძილის გამო |
| დამუშავებაზე გავლენის მქონე ჭრილი მასალის თვისებები | მასალის შთანთქმის მახასიათებლები 10.6 მეტრზე | მასალის სიმტკიცე მნიშვნელოვანი ფაქტორია |
| მასალის სისქე, რომლის დროსაც ჭრა ან დამუშავება ეკონომიურია | ~0.12″-დან 0.4″-მდე, მასალის მიხედვით | ~0.4″-დან 2.0″-მდე |
| ამ პროცესის საერთო გამოყენება | საშუალო სისქის ბრტყელი ფურცლოვანი ფოლადის ჭრა ფურცლოვანი ლითონის დასამუშავებლად | ქვის, კერამიკის და უფრო დიდი სისქის ლითონების ჭრა |
საწყისი ინვესტიცია და საშუალო საოპერაციო ხარჯები
| თემა | CO2 ლაზერი | წყლის ჭავლური ჭრა |
| საჭირო საწყისი კაპიტალის ინვესტიცია | 300,000 აშშ დოლარი 20 კვტ სიმძლავრის ტუმბოთი და 6.5′ x 4′ ზომის მაგიდით | 300,000+ აშშ დოლარი |
| ნაწილები, რომლებიც გაცვდება | დამცავი მინა, გაზი საქშენები, პლუს მტვრისა და ნაწილაკების ფილტრები | წყლის ჭავლური საქშენი, ფოკუსირების საქშენი და ყველა მაღალი წნევის კომპონენტი, როგორიცაა სარქველები, შლანგები და დალუქვები |
| სრული ჭრის სისტემის საშუალო ენერგომოხმარება | წარმოიდგინეთ 1500 ვატიანი CO2 ლაზერი: ელექტროენერგიის მოხმარება: 24-40 კვტ ლაზერული გაზი (CO2, N2, He): 2-16 ლ/სთ ჭრის გაზი (O2, N2): 500-2000 ლ/სთ | დავუშვათ 20 კვტ სიმძლავრის ტუმბო: ელექტროენერგიის მოხმარება: 22-35 კვტ წყალი: 10 ლ/სთ აბრაზიული: 36 კგ/სთ ჭრის ნარჩენების გადაყრა |
პროცესის სიზუსტე
| თემა | CO2 ლაზერი | წყლის ჭავლური ჭრა |
| ჭრის ჭრილის მინიმალური ზომა | 0.006″, ჭრის სიჩქარის მიხედვით | 0.02 ინჩი |
| ჭრის ზედაპირის გარეგნობა | ჭრილის ზედაპირზე გამოჩნდება ზოლიანი სტრუქტურა | ჭრის სიჩქარეზე დამოკიდებულებით, ჭრის ზედაპირი ქვიშაქვით დამუშავებულს ჰგავს. |
| მოჭრილი კიდეების ხარისხი სრულიად პარალელურია | კარგი; ზოგჯერ კონუსური კიდეები გამოჩნდება | კარგია; უფრო სქელი მასალების შემთხვევაში მრუდებში „კუდისებრი“ ეფექტია. |
| დამუშავების ტოლერანტობა | დაახლოებით 0.002 ინჩი | დაახლოებით 0.008 ინჩი |
| ჭრილობაზე დაბურვის ხარისხი | ხდება მხოლოდ ნაწილობრივი დაბუჟება | დაბურვა არ ხდება |
| მასალის თერმული სტრესი | მასალაში შეიძლება მოხდეს დეფორმაცია, გამაგრება და სტრუქტურული ცვლილებები. | თერმული სტრესი არ ხდება |
| დამუშავების დროს მასალაზე მოქმედი ძალები გაზის ან წყლის ჭავლის მიმართულებით | გაზის წნევის პოზები პრობლემები გამხდართან დაკავშირებით სამუშაო ნაწილები, მანძილი ვერ შენარჩუნდება | მაღალი: თხელი, პატარა ნაწილების დამუშავება მხოლოდ შეზღუდული ხარისხით არის შესაძლებელი. |
უსაფრთხოების მოსაზრებები და საოპერაციო გარემო
| თემა | CO2 ლაზერი | წყლის ჭავლური ჭრა |
| პირადი უსაფრთხოებააღჭურვილობის მოთხოვნები | ლაზერული დამცავი სათვალე აბსოლუტურად აუცილებელი არ არის | საჭიროა დამცავი სათვალე, ყურის დამცავი და მაღალი წნევის წყლის ჭავლთან კონტაქტისგან დაცვა. |
| დამუშავების დროს კვამლისა და მტვრის წარმოქმნა | ხდება; პლასტმასმა და ზოგიერთმა ლითონის შენადნობმა შეიძლება წარმოქმნას ტოქსიკური აირები | არ გამოიყენება წყლის ჭავლური ჭრისთვის |
| ხმაურის დაბინძურება და საფრთხე | ძალიან დაბალი | უჩვეულოდ მაღალი |
| პროცესის არეულობის გამო მანქანების გაწმენდის მოთხოვნები | დაბალი დასუფთავება | მაღალი ხარისხის დასუფთავება |
| პროცესის შედეგად წარმოქმნილი ნარჩენების შემცირება | ნარჩენების ჭრა ძირითადად მტვრის სახითაა, რაც ვაკუუმურ ექსტრაქციას და ფილტრაციას მოითხოვს. | წყლის აბრაზიულ ნივთიერებებთან შერევის გამო დიდი რაოდენობით ჭრის ნარჩენები წარმოიქმნება |