Aktivitetet e prodhimit me lazer aktualisht përfshijnë prerjen, saldimin, trajtimin termik, veshjen, depozitimin e avullit, gdhendjen, gdhendjen, prerjen, pjekjen dhe forcimin me goditje. Proceset e prodhimit me lazer konkurrojnë si teknikisht ashtu edhe ekonomikisht me proceset konvencionale dhe jo-konvencionale të prodhimit, siç janë përpunimi mekanik dhe termik, saldimi me hark, përpunimi elektrokimik dhe ai me shkarkim elektrik (EDM), prerja me avion uji gërryes, prerja me plazmë dhe prerja me flakë.
Prerja me avion uji është një proces që përdoret për të prerë materiale duke përdorur një avion uji nën presion deri në 60,000 paund për inç katror (psi). Shpesh, uji përzihet me një gërryes si granati, i cili mundëson që më shumë materiale të priten pastër për të ngushtuar tolerancat, drejt dhe me një përfundim të mirë të skajeve. Avujt e ujit janë të aftë të presin shumë materiale industriale, duke përfshirë çelikun inox, Inconelin, titanin, aluminin, çelikun e veglave, qeramikën, granitin dhe pllakat e blinduara. Ky proces gjeneron zhurmë të konsiderueshme.
Tabela që vijon përmban një krahasim të prerjes së metaleve duke përdorur procesin e prerjes me lazer CO2 dhe procesin e prerjes me avion uji në përpunimin industrial të materialeve.
§ Dallimet themelore të procesit
§ Zbatimet dhe përdorimet tipike të procesit
§ Investimi fillestar dhe kostot mesatare operative
§ Preciziteti i procesit
§ Konsideratat e sigurisë dhe mjedisi operativ
Dallimet themelore të procesit
| Subjekti | Lazeri i CO2 | Prerje me ujë |
| Metoda e dhënies së energjisë | Dritë 10.6 m (diapazoni i largët infra të kuqe) | Ujë |
| Burim energjie | Lazer gazi | Pompë me presion të lartë |
| Si transmetohet energjia | Rrezja drejtohet nga pasqyra (optika fluturuese); transmetimi me fibra jo i mundshëm për lazer CO2 | Tubat e ngurtë me presion të lartë transmetojnë energjinë |
| Si nxirret materiali i prerë | Avull gazi, plus gaz shtesë nxjerr materialin | Një avion uji me presion të lartë nxjerr jashtë materialet e mbeturinave |
| Distanca midis grykës dhe materialit dhe toleranca maksimale e lejuar | Përafërsisht 0.2″ 0.004″, sensori i distancës, rregullimi dhe boshti Z i nevojshëm | Përafërsisht 0.12″ 0.04″, sensori i distancës, rregullimi dhe boshti Z i nevojshëm |
| Konfigurimi fizik i makinës | Burimi i lazerit ndodhet gjithmonë brenda makinës | Zona e punës dhe pompa mund të vendosen veçmas |
| Gama e madhësive të tavolinës | 8′ x 4′ deri në 20′ x 6.5′ | 8′ x 4′ deri në 13′ x 6.5′ |
| Prodhimi tipik i rrezes në pjesën e punës | 1500 deri në 2600 vat | 4 deri në 17 kilovat (4000 bar) |
Zbatimet dhe përdorimet tipike të procesit
| Subjekti | Lazeri i CO2 | Prerje me ujë |
| Përdorimet tipike të procesit | Prerje, shpim, gdhendje, ablacion, strukturim, saldim | Prerje, ablacion, strukturim |
| Prerje materialesh 3D | E vështirë për shkak të udhëzimit të ngurtë të rrezes dhe rregullimit të distancës | Pjesërisht e mundur pasi energjia e mbetur pas copës së punës shkatërrohet |
| Materiale që mund të priten me anë të këtij procesi | Të gjitha metalet (duke përjashtuar metalet me reflektim të lartë), të gjitha plastikat, qelqi dhe druri mund të priten. | Të gjitha materialet mund të priten me këtë proces |
| Kombinime materialesh | Materialet me pika të ndryshme shkrirjeje mezi priten | E mundur, por ekziston rreziku i delaminimit |
| Struktura sanduiç me zgavra | Kjo nuk është e mundur me një lazer CO2. | Aftësi e kufizuar |
| Prerja e materialeve me akses të kufizuar ose të penguar | Rrallë e mundur për shkak të distancës së vogël dhe kokës së madhe prerëse me lazer | I kufizuar për shkak të distancës së vogël midis grykës dhe materialit |
| Vetitë e materialit të prerë që ndikojnë në përpunim | Karakteristikat e thithjes së materialit në 10.6 m | Fortësia e materialit është një faktor kyç |
| Trashësia e materialit në të cilën prerja ose përpunimi është ekonomik | ~0.12″ deri në 0.4″ në varësi të materialit | ~0.4″ deri në 2.0″ |
| Zbatime të zakonshme për këtë proces | Prerja e fletës së sheshtë të çelikut me trashësi të mesme për përpunimin e fletës së metalit | Prerja e gurit, qeramikës dhe metaleve me trashësi më të madhe |
Investimi fillestar dhe kostot mesatare operative
| Subjekti | Lazeri i CO2 | Prerje me ujë |
| Investimi fillestar i kapitalit të kërkuar | 300,000 dollarë me një pompë 20 kW dhe një tavolinë 6.5′ x 4′ | mbi 300,000 dollarë |
| Pjesët që do të konsumohen | Xham mbrojtës, gaz gryka, plus filtra pluhuri dhe grimcash | Grykë uji, grykë fokusimi dhe të gjithë përbërësit me presion të lartë, siç janë valvulat, tubat dhe guarnicionet |
| Konsumi mesatar i energjisë i sistemit të plotë të prerjes | Supozojmë një lazer CO2 prej 1500 vatësh: Përdorimi i energjisë elektrike: 24-40 kW Gaz lazer (CO2, N2, He): 2-16 l/orë Gaz prerës (O2, N2): 500-2000 l/orë | Supozojmë një pompë 20 kW: Përdorimi i energjisë elektrike: 22-35 kW Ujë: 10 l/orë Gërryes: 36 kg/orë Hedhja e mbeturinave të prerjes |
Saktësia e procesit
| Subjekti | Lazeri i CO2 | Prerje me ujë |
| Madhësia minimale e prerjes | 0.006″, në varësi të shpejtësisë së prerjes | 0.02″ |
| Pamja e sipërfaqes së prerë | Sipërfaqja e prerë do të tregojë një strukturë të strijuar | Sipërfaqja e prerë do të duket sikur është lyer me rërë, varësisht nga shpejtësia e prerjes. |
| Shkalla e prerjes së skajeve në mënyrë plotësisht paralele | Mirë; herë pas here do të shfaqë skaje konike | Mirë; ka një efekt "bishti" në kthesa në rastin e materialeve më të trasha. |
| Toleranca e përpunimit | Përafërsisht 0.002″ | Përafërsisht 0.008″ |
| Shkalla e gërvishtjes në prerje | Ndodh vetëm gërvishtje e pjesshme | Nuk ndodh gërvishtje |
| Stresi termik i materialit | Deformimi, kalitja dhe ndryshimet strukturore mund të ndodhin në material. | Nuk ndodh stres termik |
| Forcat që veprojnë mbi materialin në drejtim të rrjedhës së gazit ose ujit gjatë përpunimit | Presioni i gazit paraqet probleme me të hollën pjesë pune, distancë nuk mund të mirëmbahet | E lartë: pjesët e holla dhe të vogla mund të përpunohen vetëm në një shkallë të kufizuar |
Konsideratat e sigurisë dhe mjedisi operativ
| Subjekti | Lazeri i CO2 | Prerje me ujë |
| Siguria personalekërkesat e pajisjeve | Syzet mbrojtëse me lazer nuk janë absolutisht të nevojshme | Nevojiten syze mbrojtëse, mbrojtje për veshët dhe mbrojtje nga kontakti me ujë me presion të lartë. |
| Prodhimi i tymit dhe pluhurit gjatë përpunimit | Ndodh; plastikat dhe disa lidhje metalike mund të prodhojnë gazra toksikë | Nuk zbatohet për prerje me ujë |
| Ndotja akustike dhe rreziku | Shumë e ulët | Jashtëzakonisht i lartë |
| Kërkesat për pastrimin e makinës për shkak të rrëmujës së procesit | Pastrim i ulët | Pastrim i lartë |
| Prerja e mbeturinave të prodhuara nga procesi | Prerja e mbeturinave është kryesisht në formën e pluhurit që kërkon nxjerrje me vakum dhe filtrim. | Sasi të mëdha mbetjesh nga prerja ndodhin për shkak të përzierjes së ujit me gërryesit. |