Les deux techniques de découpe les plus populaires dans la fabrication sont la découpe au laser et au jet d'eau. La meilleure méthode sera déterminée par le type de matériau à traiter et le résultat souhaité. Mais avant cela, il est essentiel de considérer les variations fondamentales entre les deux procédés et les matériaux avec lesquels ils sont compatibles. Continuez à lire pour bien comprendre chaque méthode de coupe.
Table des matières
Le marché de la découpe laser et jet d'eau
Comprendre les procédés de découpe laser et jet d'eau
Découpe laser vs jet d'eau : quelle méthode est la plus efficace ?
Le marché de la découpe laser et jet d'eau
Le marché mondial des machines de découpe au jet d'eau valait USD 969.2 millions en 2019 et devrait croître à un TCAC de 5.1% de 2020 à 2027. L'adoption croissante de processus de coupe respectueux de l'environnement dans diverses industries telles que le textile, l'automobile, l'emballage et l'électronique est l'un des principaux facteurs qui animent le marché croissance. De plus, une augmentation de l'automatisation des processus a augmenté la demande dans les industries pour des machines de pointe.
Le marché mondial des machines de découpe laser était évalué à USD 5.96 milliards de dollars et devrait croître à un TCAC de 8.40 % d'ici 2030. L'augmentation des exigences de production dans les industries manufacturières et la nécessité de réduire l'implication humaine dans l'amélioration des résultats de la transformation des métaux ont alimenté la croissance de ce secteur.
Comprendre les procédés de découpe laser et jet d'eau
Qu'est-ce que la découpe laser ?
A laser machine de découpe génère de l'énergie à l'aide d'un laser CO2, qui est ensuite transmise à travers un faisceau guidé par des miroirs et dirigé vers le matériau. Les laser La source est logée à l'intérieur de la machine, et le faisceau peut produire entre 1500 et 2600 watts. Ils travaillent avec divers matériaux, notamment le bois, le verre, le plastique et tous les métaux, à l'exception des métaux réfléchissants. Cependant, la découpe de matériaux mixtes avec différents points de fusion peut devenir difficile avec les lasers. En raison du guidage rigide du faisceau, les structures avec des cavités et des matériaux 3D sont également difficiles à découper avec un faisceau laser CO2.
Zone Coupe fonctionne bien sur des matériaux d'épaisseurs de 0.12 et 0.4 et est couramment utilisé pour couper des feuilles plates d'épaisseur moyenne. En plus de la découpe, une machine de découpe laser CO2 peut effectuer l'ablation, la gravure, le soudage, le perçage et la structuration.
Mesures de précision et de sécurité
La précision n'est pas un problème avec laser coupe parce que la taille minimale de la fente de coupe peut atteindre jusqu'à 0.006 pouce, selon la vitesse du laser. D'autre part, les matériaux plus minces peuvent être soumis à une pression de gaz si la distance appropriée n'est pas maintenue, ce qui entraîne un ébavurage partiel. Les contraintes thermiques peuvent également provoquer des déformations et des modifications structurelles mineures, et le matériau peut apparaître strié.
La découpe au laser peut produire de la fumée et de la poussière ; certains métaux et plastiques peuvent produire des fumées toxiques; ainsi, une ventilation est nécessaire lors de l'utilisation d'un laser CO2 click. Cependant, le risque global lié à l'utilisation d'une telle machine est relativement faible, tout comme la quantité de déchets produits et le temps nécessaire au nettoyage.
Qu'est-ce que la découpe au jet d'eau ?
Jet d'eau coupeurs utiliser de l'eau sous pression pour couper à travers les matériaux, et la zone de travail et la pompe sont souvent séparées, contrairement aux découpeuses laser, qui ont la source laser à l'intérieur de la machine. Des abrasifs tels que l'oxyde d'aluminium et les grenats sont fréquemment utilisés pour améliorer la capacité de coupe. L'ensemble processus est similaire à l'érosion dans la nature mais plus rapide et plus concentrée - une pompe à haute pression fournit de l'eau à travers un tuyau rigide, ce qui donne un jet d'eau. Ce jet d'eau a une plage de puissance de 4 à 7 kilowatts.
Jet d'eau coupeurs peuvent couper à travers n'importe quel matériau, y compris les combinaisons de matériaux, mais ils risquent de se délaminer. Ces machines peuvent parfois gérer la découpe de matériaux 3D, mais ont du mal avec les matériaux sandwich et les cavités, et la découpe de matériaux à accès restreint est possible mais difficile.
Jets d'eau peuvent effectuer l'ablation, la coupe et la structuration et sont particulièrement utiles pour des matériaux tels que la céramique, les pierres et les métaux épais, avec des épaisseurs allant de 0.4 à 2 pouces.
Mesures de précision et de sécurité
Jet d'eau Coupe est moins précise que la découpe au laser car la taille de coupe minimale est de 0.2 pouces. De plus, comme un niveau de force élevé est utilisé, les petits matériaux fonctionnent mal et doivent être manipulés avec précaution.
Bien que le stress thermique ne soit pas un problème, lors de l'élimination des bavures, les abrasifs ajoutés au d'eau le jet peut donner à la surface des matériaux un aspect sablé. Par conséquent, des lunettes doivent être portées pour protéger les yeux lors de l'utilisation d'un jet d'eau coupeur. De plus, l'ensemble du processus est bruyant et nécessite un temps de nettoyage important car les abrasifs sont mélangés à de l'eau.
Différences entre la découpe au laser et au jet d'eau
Type de matériaux : À la fois jet d'eau et laser sont efficaces pour couper les métaux. Cependant, en raison de ses fonctionnalités à haute pression, jet d'eau convient mieux aux matériaux plus rigides avec des épaisseurs allant de 0.4 à 2 pouces. En revanche, la découpe au laser fonctionne mieux pour les matériaux plus minces avec des épaisseurs de 0.12 et 0.4 pouce.
Taux de précision et vitesse : Zone la découpe est beaucoup plus rapide que le jet d'eau et a des capacités de précision plus élevées, avec des tolérances de +/- 0.005 pouces en fonction de la vitesse de la machine laser. D'autre part, le jet d'eau coupeurs ont une tolérance de +/-0.03 pouce.
Coût : laser coupeurs n'ont pas de coût d'outillage et ont un faible coût de composants en raison de la forte demande pour le processus. D'autre part, les découpeuses à jet d'eau ont un taux de composants élevé en raison des consommables mais pas de coût d'outillage. Une découpe laser est plus chère qu'un jet d'eau coupeur en général, mais mis à part le prix d'achat initial, les coûts d'entretien et d'exploitation sont beaucoup plus bas.
Temps de nettoyage : Zone la coupe peut parfois laisser des bavures sur les surfaces coupées des composants, nécessitant un ébavurage pour un maximum de douceur, de sécurité et de fonctionnalité. En revanche, le jet d'eau Coupe laisse les composants coupés lisses et prêts à l'emploi, nécessitant un minimum de nettoyage après la coupe.
Similitudes entre la découpe au jet d'eau et au laser
Flexibilité : les deux laser et les procédés de découpe au jet d'eau sont très polyvalents et peuvent fonctionner avec de nombreux matériaux, notamment les métaux, le bois, le cuivre et le bronze. Ils sont également hautement adaptables, permettant une personnalisation pour répondre aux besoins spécifiques de l'entreprise.
Conçu pour l'automatisation : les deux processus offrent une grande précision et précision dans une large gamme d'applications, ce qui les rend adaptés à la nature répétitive des processus automatisés. Ils peuvent faire à plusieurs reprises les mêmes coupes avec exactitude, assurant Réplicabilité sur les lots de produits.
Largeur de saignée étroite : Le terme « largeur de saignée » dans la découpe de matériaux décrit la quantité de matériau perdue à chaque coupe. Zone et la découpe au jet d'eau produisent toutes deux de petites largeurs de saignée, la première ayant des largeurs de saignée incroyablement fines et la seconde d'environ 0.01 pouce en moyenne. Ces coupes maigres permettent des conceptions complexes et fin détaillant.
Applications de la découpe laser
- Laser Coupe fournit une précision, une tolérance et une exactitude élevées, est rentable et est utilisé dans de nombreuses industries. Par exemple, il est utilisé dans l'industrie automobile pour couper diverses pièces telles que les capots, les toits et les portes et pour graver les intérieurs.
- Laser Coupe est également utilisé dans les industries des moules, des matrices et des outils en raison de sa tolérance élevée, de sa vitesse élevée et de sa capacité à couper à différentes profondeurs de matériaux, ce qui le rend adapté aux matériaux robustes.
- La découpe au laser est populaire dans l'industrie de la bijouterie car elle peut sculpter des motifs complexes dans des matériaux comme l'or, l'argent et les diamants pour produire des pièces complexes. C'est aussi une primaire Coupe processus dans cette industrie en raison de son petit trait de scie, minimisant les déchets.
Applications de la découpe au jet d'eau
- Jet d'eau Coupe est le plus couramment utilisé sur les matériaux à hautes exigences thermiques. Il est largement utilisé dans l'industrie automobile pour produire des pièces telles que des plaques de protection, des joints métalliques et des pièces de carrosserie de véhicule personnalisées. Parce que le processus de coupe ne produit aucune contrainte mécanique, il convient aux pièces épaisses.
- L'eau jet est également utilisé dans l'industrie aérospatiale pour fabriquer des composants d'aubes de turbine, de panneaux de cabine et de moteurs à réaction. Cette méthode est populaire car elle ne génère pas de chaleur, ce qui réduit la possibilité de fissures microscopiques et de déformation des composants.
Découpe laser vs jet d'eau : quelle méthode est la plus efficace ?
Cet article a étudié les mécanismes sous-jacents des processus de découpe au laser et au jet d'eau sans décider lequel est le plus efficace. Il cherche plutôt à identifier les similitudes et les différences entre les deux processus. En fait, la meilleure méthode de coupe sera entièrement déterminée par le projet et les matériaux à utiliser.
En résumé, la découpe au laser offre une plus grande précision et convient mieux aux projets de détails fins et de gravure. D'autre part, un jet d'eau est mieux adapté aux matériaux plus épais et n'a aucune limitation matérielle.
