Die beiden gängigsten Schneidtechniken in der Fertigung sind Laser- und Wasserstrahlschneiden. Welche Methode am besten geeignet ist, hängt von der Art des zu verarbeitenden Materials und dem gewünschten Ergebnis ab. Zuvor ist es jedoch wichtig, die grundlegenden Unterschiede zwischen den beiden Verfahren und den Materialien, mit denen sie kompatibel sind, zu berücksichtigen. Lesen Sie weiter, um die einzelnen Schneidmethoden gründlich zu verstehen.
Inhaltsverzeichnis
Der Markt für Laser- und Wasserstrahlschneiden
Laser- und Wasserstrahlschneidprozesse verstehen
Laser- oder Wasserstrahlschneiden: Welche Methode ist effizienter?
Der Markt für Laser- und Wasserstrahlschneiden
Der globale Markt für Wasserstrahlschneidemaschinen war USD wert 969.2 Der Umsatz wird im Jahr 2019 um 5.1 Millionen US-Dollar betragen und soll von 2020 bis 2027 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von XNUMX % wachsen. Die zunehmende Einführung umweltfreundlicher Schneidprozesse in verschiedenen Branchen wie der Textil-, Automobil-, Verpackungs- und Elektronikindustrie ist einer der Hauptfaktoren, die den Markt antreiben Wachstum. Darüber hinaus hat die zunehmende Prozessautomatisierung die Nachfrage nach modernsten Maschinen in allen Branchen erhöht.
Der globale Markt für Laserschneidmaschinen wurde mit USD bewertet 5.96 Milliarden und soll bis 8.40 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 2030 % wachsen. Erhöhte Produktionsanforderungen in allen verarbeitenden Industrien und die Notwendigkeit, die menschliche Beteiligung an der Verbesserung der Metallverarbeitungsergebnisse zu reduzieren, haben das Wachstum in diesem Sektor angekurbelt.
Laser- und Wasserstrahlschneidprozesse verstehen
Was ist Laserschneiden?
A laser Eine Schneidmaschine erzeugt mithilfe eines CO2-Lasers Energie, die dann durch einen von Spiegeln geführten Strahl auf das Material übertragen wird. Der laser Die Quelle ist in der Maschine untergebracht und der Strahl kann zwischen 1500 und 2600 Watt erzeugen. Sie arbeiten mit verschiedenen Materialien, darunter Holz, Glas, Kunststoff und allen Metallen außer reflektierenden Metallen. Allerdings kann das Schneiden gemischter Materialien mit unterschiedlichen Schmelzpunkten mit Lasern eine Herausforderung darstellen. Aufgrund der starren Strahlführung sind auch Strukturen mit Hohlräumen und 3D-Materialien mit einem CO2-Laserstrahl nur schwer zu schneiden.
Laser Schneiden eignet sich gut für Materialien mit einer Dicke von 0.12 und 0.4 und wird häufig zum Schneiden von flachen Blechen mittlerer Dicke verwendet. Neben dem Schneiden kann eine CO2-Laserschneidmaschine auch Abtragen, Gravieren, Schweißen, Bohren und Strukturieren durchführen.
Präzisions- und Sicherheitsmaßnahmen
Präzision ist kein Problem laser Schneiden, da die Mindestgröße des Schneidschlitzes je nach Geschwindigkeit des Lasers bis zu 0.006 Zoll betragen kann. Andererseits können dünnere Materialien dem Gasdruck ausgesetzt sein, wenn der richtige Abstand nicht eingehalten wird, was zu teilweiser Gratbildung führt. Auch thermische Belastung kann zu Verformungen und geringfügigen Strukturveränderungen führen und das Material kann streifig erscheinen.
Beim Laserschneiden kann Rauch und Staub entstehen; Einige Metalle und Kunststoffe können giftige Dämpfe erzeugen. Daher ist beim Betrieb eines CO2-Lasers eine Belüftung erforderlich Maschine. Allerdings ist das Gesamtrisiko beim Einsatz einer solchen Maschine relativ gering, ebenso wie die Menge des anfallenden Abfalls und der Zeitaufwand für die Reinigung.
Was ist Wasserstrahlschneiden?
Wasserstrahl Schneider Verwenden Sie zum Schneiden von Materialien Druckwasser, und der Arbeitsbereich und die Pumpe sind häufig getrennt, im Gegensatz zu Laserschneidern, bei denen sich die Laserquelle in der Maschine befindet. Zur Verbesserung der Schneidfähigkeit werden häufig Schleifmittel wie Aluminiumoxid und Granate eingesetzt. Das Ganze Prozessdefinierung ähnelt der Erosion in der Natur, ist jedoch schneller und konzentrierter: Eine Hochdruckpumpe fördert Wasser durch einen starren Schlauch, wodurch ein Wasserstrahl entsteht. Dieser Wasserstrahl hat einen Leistungsbereich von 4 bis 7 Kilowatt.
Wasserstrahl Schneider können jedes Material, einschließlich Materialkombinationen, durchschneiden, es besteht jedoch die Gefahr einer Delaminierung. Diese Maschinen können gelegentlich 3D-Material schneiden, haben aber Probleme mit Sandwichmaterialien und Hohlräumen, und das Schneiden von Materialien mit eingeschränktem Zugang ist zwar möglich, aber eine Herausforderung.
Wasserstrahlen können Abtragen, Schneiden und Strukturieren durchführen und eignen sich besonders für Materialien wie Keramik, Steine und dicke Metalle mit einer Dicke von 0.4 bis 2 Zoll.
Präzisions- und Sicherheitsmaßnahmen
Wasserstrahl Schneiden ist weniger präzise als das Laserschneiden, da die minimale Schnittgröße 0.2 Zoll beträgt. Darüber hinaus ist die Leistung kleiner Materialien aufgrund der hohen Krafteinwirkung schlecht und sie müssen vorsichtig gehandhabt werden.
Obwohl thermische Belastung kein Problem darstellt, sind bei der Beseitigung von Graten die zugesetzten Schleifmittel erforderlich Wasser Der Strahl kann dazu führen, dass die Oberfläche des Materials sandgestrahlt aussieht. Daher muss zum Schutz der Augen bei der Verwendung eine Schutzbrille getragen werden Wasserstrahl Cutter. Darüber hinaus ist der gesamte Prozess laut und erfordert eine erhebliche Reinigungszeit, da die Schleifmittel mit Wasser vermischt werden.
Unterschiede zwischen Laser- und Wasserstrahlschneiden
Art der Materialien: Sowohl Wasserstrahl als auch laser sind wirksam zum Schneiden von Metallen. Aufgrund seiner Hochdruck-Funktionalitäten Wasserstrahl eignet sich besser für steifere Materialien mit einer Dicke von 0.4 bis 2 Zoll. Im Gegensatz dazu eignet sich das Laserschneiden am besten für dünnere Materialien mit einer Dicke von 0.12 und 0.4 Zoll.
Präzisionsrate und Geschwindigkeit: Laser Das Schneiden ist viel schneller als das Wasserstrahlschneiden und bietet eine höhere Präzision, mit Toleranzen von +/-0.005 Zoll, abhängig von der Geschwindigkeit der Lasermaschine. Andererseits Wasserstrahl Schneider haben eine Toleranz von +/-0.03 Zoll.
Kosten: Laser Schneider Es fallen keine Werkzeugkosten an und die Komponentenkosten sind aufgrund der hohen Nachfrage nach dem Verfahren niedrig. Andererseits haben Wasserstrahlschneider aufgrund der Verbrauchsmaterialien eine hohe Bauteilrate, aber keine Werkzeugkosten. Ein Laserschneider ist teurer als ein Wasserstrahlschneider Cutter im Allgemeinen, aber abgesehen vom anfänglichen Kaufpreis sind die Wartungs- und Betriebskosten viel niedriger.
Putzzeit: Laser Beim Schneiden können gelegentlich Grate auf den Schnittflächen von Bauteilen entstehen, die für maximale Glätte, Sicherheit und Funktionalität ein Entgraten erforderlich machen. Im Gegensatz dazu Wasserstrahl Schneiden Hinterlässt die geschnittenen Komponenten glatt und gebrauchsfertig und erfordert nur minimale Reinigung nach dem Schneiden.
Ähnlichkeiten zwischen Wasserstrahl- und Laserschneiden
Flexibilität: Beides laser und Wasserstrahlschneidverfahren sind äußerst vielseitig und können mit vielen Materialien arbeiten, darunter Metalle, Holz, Kupfer und Bronze. Sie sind außerdem äußerst anpassungsfähig und ermöglichen eine individuelle Anpassung an spezifische Geschäftsanforderungen.
Auf Automatisierung ausgelegt: Beide Prozesse bieten hohe Präzision und Genauigkeit über ein breites Anwendungsspektrum hinweg und eignen sich daher für die sich wiederholende Natur automatisierter Prozesse. Sie können die gleichen Schnitte wiederholt und präzise ausführen und so sicherstellen, dass dies gewährleistet ist Konsistenz über Produktchargen hinweg.
Schmale Schnittfugenbreite: Der Begriff „Schnittfugenbreite“ beschreibt beim Materialschneiden die Menge an Material, die bei jedem Schnitt verloren geht. Laser Sowohl das Wasserstrahlschneiden als auch das Wasserstrahlschneiden erzeugen kleine Schnittfugenbreiten, wobei ersteres unglaublich dünne Schnittfugenbreiten aufweist und letzteres im Durchschnitt etwa 0.01 Zoll beträgt. Diese schlanken Schnitte ermöglichen komplexe Designs und Ende Detaillierung.
Anwendungen des Laserschneidens
- Laser Schneiden Bietet hohe Präzision, Toleranz und Genauigkeit, ist kostengünstig und wird in vielen Branchen eingesetzt. Beispielsweise wird es in der Automobilindustrie zum Schneiden verschiedener Teile wie Motorhauben, Dächer und Türen sowie zum Gravieren der Innenräume verwendet.
- Laser Schneiden wird aufgrund seiner hohen Toleranz, hohen Geschwindigkeit und der Fähigkeit, in unterschiedliche Materialtiefen zu schneiden, auch in der Formen-, Gesenk- und Werkzeugindustrie eingesetzt, wodurch es sich für robuste Materialien eignet.
– Das Laserschneiden ist in der Schmuckindustrie beliebt, da es komplizierte Designs in Materialien wie Gold, Silber und Diamanten eingravieren und so komplexe Stücke herstellen kann. Es ist auch eine Grundschule Schneiden Prozess in dieser Branche aufgrund seiner kleinen Schnittfuge, wodurch der Abfall minimiert wird.
Anwendungen des Wasserstrahlschneidens
- Wasserstrahl Schneiden wird am häufigsten bei Materialien mit hohen thermischen Anforderungen eingesetzt. Es wird in der Automobilindustrie häufig zur Herstellung von Teilen wie Unterfahrschutzplatten, Metalldichtungen und kundenspezifischen Fahrzeugkarosserieteilen verwendet. Da beim Schneidvorgang keine mechanische Belastung entsteht, eignet er sich für dicke Teile.
- Wasser Jet wird auch in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Herstellung von Komponenten für Turbinenschaufeln, Kabinenverkleidungen und Düsentriebwerken verwendet. Diese Methode ist beliebt, da sie keine Wärme erzeugt, wodurch die Möglichkeit von Mikrorissen und Verformungen in den Bauteilen verringert wird.
Laser- oder Wasserstrahlschneiden: Welche Methode ist effizienter?
In diesem Artikel wurden die zugrunde liegenden Mechanismen von Laser- und Wasserstrahlschneidverfahren untersucht, ohne zu entscheiden, welches Verfahren besser ist. Vielmehr geht es darum, die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den beiden Prozessen zu identifizieren. Tatsächlich wird die beste Schneidmethode vollständig vom Projekt und den zu verwendenden Materialien bestimmt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Laserschneiden eine höhere Präzision bietet und sich besser für feine Details und Gravurprojekte eignet. Andererseits eignet sich ein Wasserstrahl am besten für dickere Materialien und unterliegt keinen Materialbeschränkungen.
