Ласерске производне активности тренутно укључују сечење, заваривање, термичку обраду, плакирање, депозицију паром, гравирање, оцртавање, обрезивање, жарење и ударно каљење. Ласерски производни процеси се технички и економски такмиче са конвенционалним и неконвенционалним производним процесима као што су механичка и термичка обрада, електролучно заваривање, електрохемијска и електроерозионска обрада (EDM), сечење абразивним воденим млазом, плазма сечење и сечење пламеном.
Сечење воденим млазом је процес који се користи за сечење материјала млазом воде под притиском до 60.000 фунти по квадратном инчу (psi). Често се вода меша са абразивом попут граната који омогућава чисто сечење више материјала, уз блиске толеранције, под правим углом и са добром завршном обрадом ивица. Водени млазеви су способни да секу многе индустријске материјале, укључујући нерђајући челик, инконел, титанијум, алуминијум, алатни челик, керамику, гранит и оклопне плоче. Овај процес генерише значајну буку.
Табела која следи садржи поређење резања метала коришћењем процеса резања CO2 ласером и процеса резања воденим млазом у индустријској обради материјала.
§ Фундаменталне разлике у процесима
§ Типичне примене и употребе процеса
§ Почетна инвестиција и просечни оперативни трошкови
§ Прецизност процеса
§ Безбедносна разматрања и радно окружење
Фундаменталне разлике у процесима
| Предмет | CO2 ласер | Сечење воденим млазом |
| Метод преношења енергије | Светлост 10,6 м (далеки инфрацрвени опсег) | Вода |
| Извор енергије | Гасни ласер | Пумпа високог притиска |
| Како се енергија преноси | Зрак вођен огледалима (летећа оптика); пренос влакнима није изводљиво за CO2 ласер | Крута црева високог притиска преносе енергију |
| Како се исечени материјал избацује | Гасни млаз, плус додатни гас избацује материјал | Млаз воде под високим притиском избацује отпадни материјал |
| Растојање између млазнице и материјала и максимална дозвољена толеранција | Приближно 0,2″ 0,004″, неопходни су сензор удаљености, регулација и Z-оса | Приближно 0,12″ 0,04″, неопходни су сензор удаљености, регулација и Z-оса |
| Физичко подешавање машине | Ласерски извор се увек налази унутар машине | Радни простор и пумпа могу бити постављени одвојено |
| Распон величина стола | 2,4 m x 1,2 m do 6,1 m x 1,8 m | 2,4 m x 1,2 m do 3,9 m x 1,8 m |
| Типичан излаз снопа на радном предмету | 1500 до 2600 вати | 4 до 17 киловата (4000 бара) |
Типичне примене и употребе процеса
| Предмет | CO2 ласер | Сечење воденим млазом |
| Типична употреба процеса | Сечење, бушење, гравирање, аблација, структурирање, заваривање | Сечење, аблација, структурирање |
| 3Д сечење материјала | Тешко због крутог вођења снопа и регулације удаљености | Делимично могуће јер је преостала енергија иза радног предмета уништена |
| Материјали који се могу сећи поступком | Могу се сећи сви метали (осим високо рефлектујућих метала), све пластике, стакло и дрво | Сви материјали се могу сећи овим поступком |
| Комбинације материјала | Материјали са различитим тачкама топљења се једва могу сећи | Могуће, али постоји опасност од раслојавања |
| Сендвич структуре са шупљинама | Ово није могуће са CO2 ласером | Ограничене способности |
| Сечење материјала са ограниченим или отежаним приступом | Ретко могуће због мале удаљености и велике главе за ласерско сечење | Ограничено због мале удаљености између млазнице и материјала |
| Својства резаног материјала која утичу на обраду | Карактеристике апсорпције материјала на 10,6 м | Тврдоћа материјала је кључни фактор |
| Дебљина материјала при којој је сечење или обрада економична | ~0,12″ до 0,4″ у зависности од материјала | ~0,4″ до 2,0″ |
| Уобичајене примене за овај процес | Сечење равног челичног лима средње дебљине за обраду лима | Сечење камена, керамике и метала веће дебљине |
Почетна инвестиција и просечни оперативни трошкови
| Предмет | CO2 ласер | Сечење воденим млазом |
| Потребна почетна капитална инвестиција | 300.000 долара са пумпом од 20 kW и столом димензија 6,5′ x 4′ | 300.000+ долара |
| Делови који ће се истрошити | Заштитно стакло, гас млазнице, плус филтери за прашину и честице | Млазница воденог млаза, млазница за фокусирање и све компоненте високог притиска као што су вентили, црева и заптивке |
| Просечна потрошња енергије комплетног система за сечење | Претпоставимо CO2 ласер од 1500 вати: Потрошња електричне енергије: 24-40 kW Ласерски гас (CO2, N2, He): 2-16 л/х Гас за резање (O2, N2): 500-2000 л/х | Претпоставимо пумпу од 20 kW: Потрошња електричне енергије: 22-35 kW Вода: 10 л/х Абразив: 36 кг/х Одлагање отпада од сечења |
Прецизност процеса
| Предмет | CO2 ласер | Сечење воденим млазом |
| Минимална величина прореза за сечење | 0,006″, у зависности од брзине сечења | 0,02″ |
| Изглед површине реза | Резана површина ће показати пругасту структуру | Резана површина ће изгледати као да је пескарена, у зависности од брзине резања |
| Степен сечених ивица до потпуно паралелних | Добро; повремено ће показати коничне ивице | Добро; постоји ефекат „репа“ у кривинама у случају дебљих материјала |
| Толеранција обраде | Приближно 0,002 инча | Приближно 0,008 инча |
| Степен неравнине на резу | Јавља се само делимично изгребавање | Не долази до пуцања |
| Термички напон материјала | У материјалу може доћи до деформације, отпуштања и структурних промена | Не долази до термичког стреса |
| Силе које делују на материјал у правцу млаза гаса или воде током обраде | Позе притиска гаса проблеми са мршавошћу радни предмети, растојање не може се одржавати | Високо: танки, мали делови се стога могу обрађивати само у ограниченој мери |
Безбедносна разматрања и радно окружење
| Предмет | CO2 ласер | Сечење воденим млазом |
| Лична безбедностзахтеви за опрему | Заштитне наочаре за заштиту од ласера нису апсолутно неопходне | Потребне су заштитне наочаре, заштита за уши и заштита од контакта са млазом воде под високим притиском |
| Производња дима и прашине током обраде | Јавља се; пластика и неке металне легуре могу производити токсичне гасове | Није применљиво за сечење воденим млазом |
| Бука и опасност | Веома ниско | Неуобичајено високо |
| Захтеви за чишћење машина због нереда у процесу | Мало чишћење | Високо чишћење |
| Смањење отпада који настаје током процеса | Отпад од сечења је углавном у облику прашине која захтева усисавање и филтрирање. | Велике количине отпада од сечења настају због мешања воде са абразивима |