Aktiviti pembuatan laser pada masa ini merangkumi pemotongan, kimpalan, rawatan haba, pelapisan, pemendapan wap, ukiran, pengisaran, pemangkasan, penyepuhlindapan dan pengerasan kejutan. Proses pembuatan laser bersaing secara teknikal dan ekonomi dengan proses pembuatan konvensional dan bukan konvensional seperti pemesinan mekanikal dan haba, kimpalan arka, pemesinan elektrokimia dan nyahcas elektrik (EDM), pemotongan jet air kasar, pemotongan plasma dan pemotongan api.
Pemotongan jet air ialah proses yang digunakan untuk memotong bahan menggunakan jet air bertekanan setinggi 60,000 paun per inci persegi (psi). Selalunya, air dicampurkan dengan bahan kasar seperti garnet yang membolehkan lebih banyak bahan dipotong dengan bersih untuk mencapai toleransi yang hampir, tepat dan dengan kemasan tepi yang baik. Jet air mampu memotong banyak bahan perindustrian termasuk keluli tahan karat, Inconel, titanium, aluminium, keluli alat, seramik, granit dan plat perisai. Proses ini menghasilkan bunyi yang ketara.
Jadual berikut mengandungi perbandingan pemotongan logam menggunakan proses pemotongan laser CO2 dan proses pemotongan jet air dalam pemprosesan bahan perindustrian.
§ Perbezaan proses asas
§ Aplikasi dan kegunaan proses tipikal
§ Pelaburan awal dan purata kos operasi
§ Ketepatan proses
§ Pertimbangan keselamatan dan persekitaran operasi
Perbezaan proses asas
| Subjek | Laser Co2 | Pemotongan jet air |
| Kaedah penyampaian tenaga | Cahaya 10.6 m (julat inframerah jauh) | Air |
| Sumber tenaga | Laser gas | Pam tekanan tinggi |
| Bagaimana tenaga dihantar | Pancaran dipandu oleh cermin (optik terbang); penghantaran gentian tidak sesuai untuk laser CO2 | Hos tekanan tinggi yang tegar menghantar tenaga |
| Bagaimana bahan yang dipotong dikeluarkan | Jet gas, serta gas tambahan yang mengeluarkan bahan | Pancutan air bertekanan tinggi mengeluarkan bahan buangan |
| Jarak antara muncung dan bahan dan toleransi maksimum yang dibenarkan | Lebih kurang 0.2″ 0.004″, sensor jarak, peraturan dan paksi-Z diperlukan | Lebih kurang 0.12″ 0.04″, sensor jarak, peraturan dan paksi-Z diperlukan |
| Persediaan mesin fizikal | Sumber laser sentiasa terletak di dalam mesin | Kawasan kerja dan pam boleh diletakkan secara berasingan |
| Julat saiz meja | 8′ x 4′ hingga 20′ x 6.5′ | 8′ x 4′ hingga 13′ x 6.5′ |
| Output rasuk tipikal pada bahan kerja | 1500 hingga 2600 Watt | 4 hingga 17 kilowatt (4000 bar) |
Aplikasi dan kegunaan proses tipikal
| Subjek | Laser Co2 | Pemotongan jet air |
| Kegunaan proses biasa | Memotong, menggerudi, mengukir, ablasi, menstruktur, kimpalan | Pemotongan, ablasi, penstrukturan |
| Pemotongan bahan 3D | Sukar disebabkan oleh panduan pancaran tegar dan pengawalaturan jarak | Sebahagiannya mungkin kerana tenaga baki di sebalik benda kerja dimusnahkan |
| Bahan yang boleh dipotong melalui proses | Semua logam (tidak termasuk logam yang sangat memantulkan cahaya), semua plastik, kaca dan kayu boleh dipotong | Semua bahan boleh dipotong melalui proses ini |
| Kombinasi bahan | Bahan dengan takat lebur yang berbeza hampir tidak boleh dipotong | Mungkin, tetapi terdapat bahaya penyimpangan |
| Struktur sandwic dengan rongga | Ini tidak mungkin dilakukan dengan laser CO2 | Keupayaan terhad |
| Memotong bahan dengan akses terhad atau terhalang | Jarang sekali berlaku kerana jarak yang dekat dan kepala pemotongan laser yang besar | Terhad kerana jarak yang kecil antara muncung dan bahan |
| Sifat-sifat bahan potong yang mempengaruhi pemprosesan | Ciri-ciri penyerapan bahan pada 10.6m | Kekerasan bahan merupakan faktor utama |
| Ketebalan bahan di mana pemotongan atau pemprosesan adalah ekonomik | ~0.12″ hingga 0.4″ bergantung pada bahan | ~0.4″ hingga 2.0″ |
| Aplikasi biasa untuk proses ini | Pemotongan keluli lembaran rata dengan ketebalan sederhana untuk pemprosesan logam lembaran | Pemotongan batu, seramik dan logam yang lebih tebal |
Pelaburan awal dan purata kos operasi
| Subjek | Laser Co2 | Pemotongan jet air |
| Pelaburan modal awal diperlukan | $300,000 dengan pam 20 kW, dan meja 6.5′ x 4′ | $300,000+ |
| Bahagian yang akan haus | Kaca pelindung, gas muncung, serta penapis habuk dan zarah | Muncung jet air, muncung pemfokusan dan semua komponen tekanan tinggi seperti injap, hos dan pengedap |
| Penggunaan tenaga purata sistem pemotongan lengkap | Andaikan laser CO2 1500 Watt: Penggunaan kuasa elektrik: 24-40 kW Gas laser (CO2, N2, He): 2-16 l/j Gas pemotongan (O2, N2): 500-2000 l/j | Andaikan pam 20 kW: Penggunaan kuasa elektrik: 22-35 kW Air: 10 l/j Bahan pelelas: 36 kg/j Pelupusan sisa pemotongan |
Ketepatan proses
| Subjek | Laser Co2 | Pemotongan jet air |
| Saiz minimum celah pemotongan | 0.006″, bergantung pada kelajuan pemotongan | 0.02″ |
| Rupa permukaan potongan | Permukaan yang dipotong akan menunjukkan struktur berjalur | Permukaan yang dipotong akan kelihatan seperti telah digilap dengan pasir, bergantung pada kelajuan pemotongan |
| Darjah tepi potongan selari sepenuhnya | Baik; kadangkala akan menunjukkan tepi kon | Bagus; terdapat kesan "berekor" dalam lengkungan bagi bahan yang lebih tebal |
| Toleransi pemprosesan | Lebih kurang 0.002″ | Lebih kurang 0.008″ |
| Tahap pembakaran pada potongan | Hanya burring separa berlaku | Tiada burring berlaku |
| Tekanan haba bahan | Deformasi, pembajaan dan perubahan struktur mungkin berlaku pada bahan tersebut | Tiada tekanan haba berlaku |
| Daya yang bertindak ke atas bahan dalam arah pancutan gas atau air semasa pemprosesan | Tekanan gas menimbulkan masalah dengan kurus benda kerja, jarak tidak dapat dikekalkan | Tinggi: bahagian yang nipis dan kecil hanya boleh diproses pada tahap yang terhad |
Pertimbangan keselamatan dan persekitaran operasi
| Subjek | Laser Co2 | Pemotongan jet air |
| Keselamatan dirikeperluan peralatan | Cermin mata keselamatan perlindungan laser tidak semestinya diperlukan | Cermin mata keselamatan, pelindung telinga dan perlindungan daripada sentuhan dengan pancutan air bertekanan tinggi diperlukan |
| Penghasilan asap dan habuk semasa pemprosesan | Berlaku; plastik dan beberapa aloi logam boleh menghasilkan gas toksik | Tidak berkenaan untuk pemotongan jet air |
| Pencemaran bunyi dan bahaya | Sangat rendah | Luar biasa tinggi |
| Keperluan pembersihan mesin disebabkan oleh kekusutan proses | Pembersihan rendah | Pembersihan tinggi |
| Mengurangkan sisa yang dihasilkan oleh proses | Pemotongan sisa terutamanya dalam bentuk habuk yang memerlukan pengekstrakan dan penapisan vakum | Kuantiti sisa pemotongan yang besar berlaku disebabkan oleh pencampuran air dengan bahan pengkakis |