新聞 - 標準金屬切割流程:雷射切割與水刀切割

標準金屬切割製程:雷射切割與水刀切割

標準金屬切割製程:雷射切割與水刀切割

雷射製造活動目前包括切割、焊接、熱處理、熔覆、氣相沉積、雕刻、劃線、修整、退火和衝擊硬化。雷射製造流程在技術和經濟上都與傳統和非傳統製造工藝(例如機械加工和熱加工、電弧焊、電化學加工、電火花加工 (EDM)、磨料水刀切割、等離子切割和火焰切割)競爭。

 光纖雷射裁板機價格

水刀切割是一種利用高達每平方英吋60,000磅(psi)的高壓水刀切割材料的製程。通常,水會與石榴石等磨料混合,以便更精確地切割各種材料,並確保切口平整、邊緣光潔度高。水刀切割可加工多種工業材料,包括不銹鋼、因科鎳合金、鈦、鋁、工具鋼、陶瓷、花崗岩和裝甲鋼板。該工藝會產生較大的雜訊。

金屬雷射切割機

 

下表對工業材料加工中採用 CO2 雷射切割工藝和水刀切割工藝進行金屬切割進行了比較。

§ 基本過程差異

§ 典型製程應用與用途

初始投資和平均營運成本

§ 工藝精度

§ 安全注意事項與操作環境

 

 

基本過程差異

主題 二氧化碳雷射 水刀切割
能量傳遞方法 光強 10.6 公尺(遠紅外線範圍)
能源來源 氣體雷射 高壓幫浦
能量是如何傳遞的 鏡面導引光束(飛行光學);光纖傳輸
適用於二氧化碳激光
剛性高壓軟管傳遞能量
切割材料的排出方式 氣體噴射,加上額外的氣體,將材料排出 高壓水柱將廢料排出
噴嘴與材料之間的距離及最大允許公差 大約 0.2 英寸 0.004 英寸,需要距離感測器、調節裝置和 Z 軸。 大約 0.12 英寸至 0.04 英寸,需要距離感測器、調節裝置和 Z 軸。
物理機器設定 雷射光源始終位於機器內部。 工作區域和水泵可以分開佈置。
桌子尺寸範圍 8英尺 x 4英尺至20英尺 x 6.5英尺 8′ x 4′ 至 13′ x 6.5′
工件處的典型光束輸出 1500至2600瓦 4至17千瓦(4000巴)

典型製程應用及用途

主題 二氧化碳雷射 水刀切割
典型製程用途 切割、鑽孔、雕刻、燒蝕、結構化、焊接 切割、消融、結構化
3D材料切割 由於剛性光束導向和距離調節的限制,實現起來比較困難。 部分可能性存在,因為工件背後的殘餘能量會被破壞。
可透過此工藝切割的材料 所有金屬(高反射金屬除外)、所有塑膠、玻璃和木材都可以切割 所有材料都可以透過這種方法切割。
材料組合 熔點不同的材料幾乎無法切割。 有可能,但有分層的風險。
帶有空腔的夾層結構 二氧化碳雷射無法做到這一點。 能力有限
在通道受限或受阻的情況下切割材料 由於距離短和雷射切割頭體積大,這種情況很少發生。 由於噴嘴與材料之間的距離較小,因此受到限制。
影響加工的切割材料特性 材料在 10.6 公尺處的吸收特性 材料硬度是關鍵因素
切割或加工經濟效益最高的材料厚度 根據材料不同,尺寸約為 0.12 英吋至 0.4 英吋。 約0.4英寸至2.0英寸
該過程的常見應用 用於鈑金加工的中等厚度扁鋼板的切割 切割較厚的石材、陶瓷和金屬

初始投資和平均營運成本

主題 二氧化碳雷射 水刀切割
初始資本投資要求 30萬美元,配備一台20千瓦的水泵和一張6.5英尺×4英尺的桌子 30萬美元以上
易損件 防護玻璃,氣體
噴嘴,以及灰塵和顆粒過濾器
水刀噴嘴、聚焦噴嘴以及所有高壓部件,例如閥門、軟管和密封件。
整套切割系統的平均能耗 假設使用一台1500瓦的二氧化碳雷射:
用電量:
24-40千瓦
雷射氣體(CO2、N2、He):
2-16 公升/小時
切割氣體(O2、N2):
500-2000 公升/小時
假設水泵功率為 20 kW:
用電量:
22-35千瓦
水:10 公升/小時
磨料:36 公斤/小時
切割廢料的處理

製程精度

主題 二氧化碳雷射 水刀切割
切割縫的最小尺寸 0.006英寸,具體數值取決於切割速度 0.02英寸
切割面外觀 切面會呈現條紋狀結構 根據切割速度的不同,切割表面看起來會像經過噴砂處理一樣。
切口邊緣完全平行的程度 良好;偶爾會呈現錐形邊緣。 很好;對於較厚的材料,曲線確實存在“拖尾”效應。
加工容差 約 0.002 英寸 約 0.008 英寸
切口毛刺程度 僅發生部分燒傷 未出現毛刺
材料的熱應力 材料中可能會發生形變、回火和結構變化。 未發生熱應力
在加工過程中,氣體或水刀方向上作用於材料上的力 氣體壓力
薄的問題
工件,距離
無法維持
高:因此,薄而小的零件只能進行有限程度的加工。

安全考慮因素和操作環境

主題 二氧化碳雷射 水刀切割
人身安全設備要求 雷射防護眼鏡並非絕對必要 需配戴防護眼鏡、耳塞和防高壓水刀接觸裝置。
加工過程中產生的煙塵 確實會發生;塑膠和某些金屬合金可能會產生有毒氣體。 不適用於水刀切割
噪音污染和危險 非常低 異常高
由於製程造成的混亂,需要進行機器清潔。 低清理 高度清潔
切割過程中產生的廢料 切割廢料主要以粉塵形式存在,需要真空吸塵和過濾。 由於水與磨料混合,會產生大量的切削廢料。

請將您的訊息傳送給我們:

請在此寫下您的留言並發送給我們。