Орчин үеийн үйлдвэрлэлд хамгийн оновчтой зүсэх процессыг сонгох нь үйлдвэрлэлийн хурд, ашиглалтын зардал, эцсийн хэсгийн чанарт нөлөөлдөг чухал шийдвэр юм. Энэ нийтлэлд өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер хайчлах ба зүлгүүрийн усан тийрэлтэт зүсэлт гэсэн хоёр алдартай технологийг өгөгдөлд тулгуурласан харьцуулалтыг толилуулж байна.
Энэ нь материалын нийцтэй байдал, дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүс (HAZ), боловсруулалтын хурд, хэмжээсийн хүлцэл, өмчлөлийн нийт өртөг зэрэг гүйцэтгэлийн үндсэн үзүүлэлтүүдэд дүн шинжилгээ хийдэг. Шинжилгээгээр усны тийрэлтэт технологи нь материалын олон талт байдал, "хүйтэн зүсэх" үйл явцын хувьд чухал хэвээр байгаа хэдий ч өндөр хүчин чадалтай шилэн лазерын дэвшилтүүд нь тэдгээрийг материал, зузаан нь өсөн нэмэгдэж буй өргөн цар хүрээтэй өндөр хурдтай, өндөр нарийвчлалтай үйлдвэрлэх стандарт болгон байрлуулж байна.
Үйл явцыг сонгоход баримтлах зарчмууд
Зүсэх процессыг сонгох нь лазерын дулааны энерги ба усны урсгалын механик хүчний хоорондын харилцан хамаарлаас хамаарна.
Лазер зүсэлт:Энэ процесс нь өндөр хурд, нарийн төвөгтэй нарийвчлал, автоматжуулсан үр ашиг зэрэг нь үндсэн шаардлага болох програмуудад зориулагдсан болно. Энэ нь ихэвчлэн 25 мм (1 инч)-ээс бага зузаантай ган, хөнгөн цагаан зэрэг металл, түүнчлэн акрил зэрэг органик материалд онцгой үр дүнтэй байдаг. Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер технологи нь 2025 он гэхэд өндөр хэмжээ, зардал багатай үйлдвэрлэлийн тулгын чулуу юм.
Усны тийрэлтэт зүсэлт:Энэ процесс нь онцгой зузаан материал (50мм эсвэл 2 инч) эсвэл дулаан оруулахыг хориглосон материалын хувьд илүүд үздэг шийдэл юм. Ийм материалд тодорхой чухал сансрын хайлш, нийлмэл материал, чулуу багтдаг бөгөөд процессын "хүйтэн зүсэх" шинж чанар нь инженерийн зайлшгүй шаардлага юм.
Техникийн харьцуулалт
Хоёр технологийн үр дүнгийн үндсэн ялгаа нь эрчим хүчний эх үүсвэрээс шалтгаална.
Шилэн лазер ба зүлгүүрийн усны тийрэлтэт зүсэлтийн өргөтгөсөн техникийн харьцуулалт
| Онцлог | Зүлгүүрийн усны урсгалтай зүсэлт | |
| Анхдагч үйл явц | Дулааны (фокустай фотоны энерги) | Механик (Дууны хэт элэгдэл) |
| Материалын нийцтэй байдал | Металд маш сайн, органик бодисуудад сайн | Ойролцоох (металл, чулуу, нийлмэл материал гэх мэт) |
| зайлсхийх материал | PVC, поликарбонат, шилэн | Хатуу шил, тодорхой хэврэг керамик |
| Хурд (1мм зузаан зэвэрдэггүй ган) | Онцгой (Минутанд 1000-3000 инч) | Удаан(10-100минутанд инч) |
| Керфийн өргөн | Маш нарийн (≈0.1мм/ 0.004″) | Илүү өргөн (≈0.75мм/ 0.03″) |
| Хүлцэл | Илүү нягт (±0.05мм/ ±0.002″) | Маш сайн (±0.13мм/ ±0.005″) |
| Дулааны нөлөөлөлд өртсөн бүс | Одоогийн, удирдах чадвартай | Байхгүй |
| Ирмэгийн конус | Хамгийн багааас Үгүй | Одоогийн байдлаар ихэвчлэн 5 тэнхлэгийн нөхөн төлбөр шаарддаг |
| Хоёрдогч өнгөлгөө | Бусдыг арилгах шаардлагатай байж болно | Ихэнхдээ хоёрдогч өнгөлгөөг арилгадаг |
| Засвар үйлчилгээний төвлөрөл | Оптик, резонатор, хий дамжуулах | Өндөр даралтын насос, лац, нүх |
Чухал хүчин зүйлсийн шинжилгээ
Материал ба зузаанын чадварs
Усны тийрэлтэт зүсэлтийн үндсэн хүч нь бараг ямар ч материалыг боловсруулах чадвар бөгөөд боржин чулуу, титан, хөөс хүртэл янз бүрийн субстратуудад дасан зохицох шаардлагатай ажлын дэлгүүрүүдэд чухал давуу тал юм.
Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн ихэнх хэрэглээ нь орчин үеийн лазер технологи нь онцгой чадвартай металл, хуванцар дээр төвлөрдөг. Шилэн лазер систем нь ган, зэвэрдэггүй ган, хөнгөн цагаан, зэс, гууль дээр гайхалтай гүйцэтгэлтэй байхаар бүтээгдсэн. Илүү урт хэт улаан туяаны долгионы уртыг мод, акрил зэрэг органик материалд илүү үр дүнтэй шингээдэг CO₂ лазераар нэмэлтээр лазер дээр суурилсан ажлын урсгал нь үйлдвэрлэлийн асар их хэрэгцээг дээд зэргийн хурдаар хангадаг.
Цаашилбал, лазерын процесс нь цэвэр, хуурай бөгөөд өндөр өртөгтэй харьцах, зайлуулах шаардлагатай зүлгүүрийн лаг үүсгэдэггүй.
Нарийвчлал, ирмэгийн өнгөлгөө, согогийг удирдах
Нарийвчлал, ирмэгийн өнгөлгөөг үнэлэхдээ хоёр технологи нь ялгаатай давуу талуудтай бөгөөд тодорхой анхаарал хандуулахыг шаарддаг.
Лазерын гол хүч нь түүний онцгой нарийвчлал юм. Түүний маш нарийн ороомог ба байрлалын өндөр нарийвчлал нь бусад аргуудын тусламжтайгаар хүрэхэд хэцүү нарийн төвөгтэй хэв маяг, хурц өнцөг, нарийвчилсан тэмдэглэгээг бий болгох боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч энэ процесс нь дулааны нөлөөлөлд өртсөн жижиг бүс (HAZ) үүсгэдэг бөгөөд энэ нь дулааны энергийн нөлөөгөөр материал өөрчлөгддөг нарийн хил юм. Үйлдвэрлэсэн эд ангиудын дийлэнх хэсгийн хувьд энэ бүс нь микроскоп бөгөөд бүтцийн бүрэн бүтэн байдалд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.
Үүний эсрэгээр, усны урсгалын "хүйтэн зүсэх" процесс нь дулааны нөлөөгөөр материалын бүтцийг бүрэн өөрчлөхгүй тул түүний гол давуу тал юм. Энэ нь HAZ-ийн асуудлыг бүрэн арилгадаг. Худалдан авалт нь зүсэгдсэн ирмэг дээр, ялангуяа зузаан материалд бага зэрэг "шовгор" буюу V хэлбэрийн өнцөг үүсгэх боломжтой. Энэхүү механик согогийг зохицуулах боломжтой боловч төгс перпендикуляр ирмэгийг хангахын тулд илүү төвөгтэй, өртөг өндөртэй 5 тэнхлэгтэй огтлох системийг ашиглах шаардлагатай болдог.
Хурд ба мөчлөгийн цаг
Лазер ба усны тийрэлтэт технологийн хоорондох үндсэн гүйцэтгэлийн ялгаа нь процессын хурд ба түүний нийт мөчлөгийн хугацаанд үзүүлэх нөлөө юм. Нимгэн царигтай хуудас металлын хувьд өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер нь усны урсгалтай харьцуулахад 10-20 дахин их зүсэх хурдыг өгдөг. Энэхүү давуу тал нь лазерын системийн дээд зэргийн кинематик шинж чанараар нэмэгддэг бөгөөд тэдгээр нь маш өндөр хурдатгал ба зүсэлт хоорондын эргэлтийн хурдтай байдаг. "Яслан" цоолох гэх мэт дэвшилтэт аргачлалууд нь бүтээмжгүй хугацааг улам бүр багасгадаг. Агрегат үр нөлөө нь нарийн төвөгтэй үүрлэсэн бүдүүвчийг боловсруулахад шаардагдах хугацааг эрс багасгаж, илүү сайн дамжуулах чадвар, нэг хэсэг бүрийн зардлыг оновчтой болгоход хүргэдэг.
Өмчлөлийн бүрэн зардал (CAPEX, OPEX & Засвар үйлчилгээ)
Усны тийрэлтэт систем нь анхны хөрөнгийн зардал (CAPEX) бага байж болох ч зардлын нарийвчилсан дүн шинжилгээ нь урт хугацааны ашиглалтын зардал (OPEX) дээр төвлөрөх ёстой. Усны тийрэлтэт төхөөрөмжийн нэг удаагийн ашиглалтын хамгийн том зардал бол зүлгүүрийн анарын байнгын хэрэглээ юм. Энэхүү тогтмол зардал нь хэт өндөр даралтын насосны цахилгаан эрчим хүчний өндөр эрэлт, цорго, лац, нүхний засвар үйлчилгээ зэрэг нь хурдан хуримтлагддаг. Энэ нь зүлгүүрийн лагийг цэвэрлэх, зайлуулах ажлыг маш их хөдөлмөр шаарддаг.
Орчин үеийн шилэн лазер нь эсрэгээрээ өндөр үр ашигтай байдаг. Үүний үндсэн хэрэглээ нь цахилгаан ба туслах хий юм. Өдөр тутмын ашиглалтын зардал бага, урьдчилан таамаглах боломжтой засвар үйлчилгээ хийснээр ажлын ерөнхий орчин илүү цэвэр, нам гүм, аюулгүй болно.
Дэвшилтэт програмууд ба чиг хандлагын талаархи хэлэлцүүлэг
Өндөр мэргэшсэн ажлын урсгалд эдгээр технологи нь нэмэлт байж болно. Үйлдвэрлэгч нь Inconel-ийн зузаан блокыг (дулааны стрессээс зайлсхийхийн тулд) барзгар зүсэхийн тулд усны тийрэлтэт төхөөрөмж ашиглаж, дараа нь өндөр нарийвчлалтай өнгөлгөө, онцлогийг бий болгох, хэсгийн дугаарыг сийлбэрлэх зорилгоор хэсгийг лазер руу шилжүүлж болно. Энэ нь нарийн төвөгтэй үйлдвэрлэлийн эцсийн зорилго нь тодорхой даалгавар бүрт тохирох хэрэгслийг ашиглах явдал гэдгийг харуулж байна.
Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер гарч ирснээр ландшафтыг эрс өөрчилсөн. Эдгээр системүүд нь зузаан материалыг онцгой хурдтай, чанартайгаар шийдэж, олон төрлийн металлын хувьд усны урсгалыг илүү хурдан бөгөөд илүү хэмнэлттэй хувилбараар хангадаг.
Металл, хуванцар эсвэл модыг ашиглан хурдан загварчлалын хувьд лазерын хурд нь онцгой давуу тал юм. Нэг үдээс хойш дизайны олон хувилбарыг давтах чадвар нь бүтээгдэхүүнийг хурдан бөгөөд уян хатан боловсруулах боломжийг олгодог. Цаашилбал, ажлын байрны орчныг бодитоор авч үзэх нь чухал юм. Лазер хайчлах нь утаа ялгаруулах нэгдмэл ажиллагаатай, харьцангуй чимээгүй үйл явц бөгөөд усан тийрэлтэт зүсэлт нь ихэвчлэн тусгаарлагдсан өрөө шаарддаг, ус болон зүлгүүрийн лагийг эмх замбараагүй удирддаг маш чанга процесс юм.
Дүгнэлт
Усны тийрэлтэт зүсэлт нь материалын мэдрэмж эсвэл хэт зузаанаар тодорхойлогддог тодорхой хэрэглээнд үнэлж баршгүй хэрэгсэл хэвээр байгаа ч орчин үеийн үйлдвэрлэлийн замнал нь лазер технологийн хурд, үр ашиг, нарийвчлалыг тодорхой харуулж байна. Шилэн лазерын эрчим хүч, удирдлагын систем, автоматжуулалтын тасралтгүй дэвшил нь түүний чадавхийг жил бүр өргөжүүлж байна.
Хурд, ашиглалтын зардал, нарийвчлал зэрэгт хийсэн дүн шинжилгээ нь үйлдвэрлэлийн өндөр хэмжээний зүсэлтийн ихэнх хэрэглээний хувьд лазер технологи нь хамгийн сайн сонголт болсныг харуулж байна. Бүтээмжийг нэмэгдүүлэх, нэг эд ангиудын өртгийг бууруулах, илүү цэвэр, автоматжуулсан орчинд ажиллахыг зорьж буй бизнесүүдийн хувьд орчин үеийн лазер зүсэх систем нь өрсөлдөх чадвартай ирээдүйн стратегийн хөрөнгө оруулалт юм.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 7-р сарын 30-ны хооронд
