Активностите за ласерско производство моментално вклучуваат сечење, заварување, термичка обработка, обложување, таложење со пареа, гравирање, шкртање, кастрење, жарење и ударно стврднување. Процесите на ласерско производство се натпреваруваат и технички и економски со конвенционалните и неконвенционалните производствени процеси како што се механичка и термичка обработка, лачно заварување, електрохемиска обработка и обработка со електрично празнење (EDM), абразивно сечење со воден млаз, сечење со плазма и сечење со пламен.
Сечење со воден млаз е процес што се користи за сечење материјали со употреба на млаз вода под притисок до 60.000 фунти на квадратен инч (psi). Честопати, водата се меша со абразив како гранат, што овозможува повеќе материјали да се сечат чисто до тесни толеранции, правоаголно и со добра завршна обработка на рабовите. Водните млазници се способни да сечат многу индустриски материјали, вклучувајќи не'рѓосувачки челик, инконел, титаниум, алуминиум, челик за алати, керамика, гранит и оклопна плоча. Овој процес генерира значителна бучава.
Табелата што следи содржи споредба на сечење метал со користење на процесот на сечење со CO2 ласер и процесот на сечење со воден млаз во индустриската обработка на материјали.
§ Фундаментални разлики во процесот
§ Типични апликации и употреби на процесот
§ Почетна инвестиција и просечни оперативни трошоци
§ Прецизност на процесот
§ Безбедносни аспекти и работна средина
Фундаментални разлики во процесот
| Предмет | CO2 ласер | Сечење со млаз вода |
| Метод на пренесување на енергија | Светлина 10,6 м (далечен инфрацрвен опсег) | Вода |
| Извор на енергија | Гасен ласер | Пумпа под висок притисок |
| Како се пренесува енергијата | Зрак воден од огледала (летачка оптика); пренос преку влакна не изводливо за CO2 ласер | Цврсти црева под висок притисок ја пренесуваат енергијата |
| Како се исфрла исечениот материјал | Гасен млаз, плус дополнителен гас исфрла материјал | Млаз вода под висок притисок исфрла отпаден материјал |
| Растојание помеѓу млазницата и материјалот и максимална дозволена толеранција | Приближно 0,2″ 0,004″, сензор за растојание, регулација и Z-оска потребни | Приближно 0,12″ 0,04″, сензор за растојание, регулација и Z-оска потребни |
| Физичко поставување на машината | Ласерскиот извор секогаш се наоѓа во внатрешноста на машината | Работната површина и пумпата можат да се постават одделно |
| Опсег на големини на маса | 8′ x 4′ до 20′ x 6,5′ | 8′ x 4′ до 13′ x 6,5′ |
| Типичен излез на зракот на работното парче | 1500 до 2600 вати | 4 до 17 киловати (4000 бари) |
Типични апликации и употреби на процесот
| Предмет | CO2 ласер | Сечење со млаз вода |
| Типични употреби на процесот | Сечење, дупчење, гравирање, аблација, структурирање, заварување | Сечење, аблација, структурирање |
| 3D сечење на материјал | Тешко поради крутото водење на зракот и регулирањето на растојанието | Делумно можно бидејќи преостанатата енергија зад обработуваниот дел е уништена |
| Материјали што можат да се сечат со овој процес | Сите метали (освен високо рефлектирачки метали), сите пластики, стакло и дрво може да се сечат | Сите материјали можат да се сечат со овој процес |
| Комбинации на материјали | Материјалите со различни точки на топење едвај можат да се сечат | Можно, но постои опасност од деламинација |
| Сендвич структури со шуплини | Ова не е можно со CO2 ласер. | Ограничена способност |
| Сечење материјали со ограничен или отежнат пристап | Ретко е можно поради малото растојание и големата глава за ласерско сечење | Ограничено поради малото растојание помеѓу млазницата и материјалот |
| Својства на сечениот материјал што влијаат на обработката | Апсорпциски карактеристики на материјалот на 10,6 м | Цврстината на материјалот е клучен фактор |
| Дебелина на материјалот при која сечењето или обработката е економично | ~0,12″ до 0,4″ во зависност од материјалот | ~0,4″ до 2,0″ |
| Вообичаени примени за овој процес | Сечење на рамен челичен лим со средна дебелина за обработка на лим | Сечење на камен, керамика и метали со поголема дебелина |
Почетна инвестиција и просечни оперативни трошоци
| Предмет | CO2 ласер | Сечење со млаз вода |
| Потребна почетна капитална инвестиција | 300.000 долари со пумпа од 20 kW и маса со димензии 6,5′ x 4′ | 300.000+ долари |
| Делови што ќе се истрошат | Заштитно стакло, гас млазници, плус филтри за прашина и честички | Млазница за млаз вода, млазница за фокусирање и сите компоненти под висок притисок, како што се вентили, црева и заптивки |
| Просечна потрошувачка на енергија на комплетен систем за сечење | Да претпоставиме дека имаме CO2 ласер од 1500 вати: Употреба на електрична енергија: 24-40 kW Ласерски гас (CO2, N2, He): 2-16 л/ч Сечен гас (O2, N2): 500-2000 л/ч | Да претпоставиме дека имаме пумпа од 20 kW: Употреба на електрична енергија: 22-35 kW Вода: 10 л/ч Абразив: 36 кг/ч Отстранување на отпад од сечење |
Прецизност на процесот
| Предмет | CO2 ласер | Сечење со млаз вода |
| Минимална големина на засекот за сечење | 0,006″, во зависност од брзината на сечење | 0,02″ |
| Изглед на површината на сечењето | Исечената површина ќе покаже напругаста структура | Сечената површина ќе изгледа како да е пескарена, во зависност од брзината на сечење. |
| Степенот на целосно паралелни исечени рабови | Добро; повремено ќе покаже конусни рабови | Добро; постои ефект на „опашка“ во кривите во случај на подебели материјали. |
| Толеранција на обработка | Приближно 0,002″ | Приближно 0,008″ |
| Степен на загребување на засекот | Се случува само делумно закопување | Не се случува закопување |
| Термички стрес на материјалот | Може да се појават деформација, калење и структурни промени во материјалот | Не се јавува термички стрес |
| Сили што дејствуваат на материјалот во насока на гас или млаз вода за време на обработката | Пози на притисок на гасот проблеми со тенкоста работни парчиња, растојание не може да се одржува | Високо: тенките, мали делови можат да се обработуваат само до ограничен степен |
Безбедносни аспекти и работна средина
| Предмет | CO2 ласер | Сечење со млаз вода |
| Лична безбедностбарања за опрема | Заштитните очила за ласерска заштита не се апсолутно неопходни | Потребни се заштитни очила, заштита за уши и заштита од контакт со млаз вода под висок притисок. |
| Производство на чад и прашина за време на обработката | Се јавува; пластиката и некои метални легури можат да произведат токсични гасови | Не е применливо за сечење со воден млаз |
| Бучава и опасност | Многу ниско | Невообичаено високо |
| Потребни услови за чистење на машината поради неред во процесот | Ниско чистење | Високо чистење |
| Намалување на отпадот произведен од процесот | Сечењето на отпадот е главно во форма на прашина што бара вакуумско екстракција и филтрирање | Големи количини на отпад од сечење се јавуваат поради мешање на вода со абразиви. |