Орчин үеийн үйлдвэрлэлд оновчтой зүсэх процессыг сонгох нь үйлдвэрлэлийн хурд, үйл ажиллагааны зардал, эцсийн эд ангийн чанарт нөлөөлдөг чухал шийдвэр юм. Энэхүү нийтлэлд өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер зүсэлт болон зүлгүүрийн усны тийрэлтэт зүсэлт гэсэн хоёр алдартай технологийн өгөгдөлд суурилсан харьцуулалтыг танилцуулж байна.
Энэ нь материалын нийцтэй байдал, Дулаанд Нөлөөлөлд Уугсан Бүс (HAZ), боловсруулалтын хурд, хэмжээст хүлцэл, эзэмшлийн нийт өртөг зэрэг гол гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүдийг шинжилдэг. Шинжилгээгээр усны тийрэлтэт технологи нь материалын олон талт байдал болон "хүйтэн зүсэлт"-ийн процесст чухал хэвээр байгаа ч өндөр хүчин чадалтай шилэн лазерын дэвшил нь тэдгээрийг өсөн нэмэгдэж буй материал, зузааны хүрээнд өндөр хурдтай, өндөр нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн стандарт болгож байгааг дүгнэжээ.
Процесс сонгох удирдамжууд
Зүсэх процессыг сонгох нь лазерын дулааны энерги болон усны тийрэлтэт хөдөлгүүрийн механик хүчний хоорондох тэнцвэрээс хамаарна.
Лазер зүсэлт:Энэ процессыг өндөр хурд, нарийн төвөгтэй нарийвчлал, автоматжуулсан үр ашиг нь үндсэн шаардлага болсон хэрэглээнд зориулагдсан. Энэ нь ган, хөнгөн цагаан зэрэг металлууд, мөн нийлэг зэрэг органик материалуудад ерөнхийдөө 25 мм (1 инч)-ээс бага зузаантай материалуудад онцгой үр дүнтэй байдаг. Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер технологи нь 2025 онд өндөр хэмжээний, өртөг хэмнэлттэй үйлдвэрлэлийн тулгын чулуу юм.
Усны тийрэлтэт зүсэлт:Энэ процесс нь онцгой зузаан материал (50 мм эсвэл 2 инчээс дээш) эсвэл дулаан оруулахыг хориглосон материалын хувьд илүү тохиромжтой шийдэл юм. Ийм материалд тодорхой чухал сансрын хайлш, нийлмэл материал, чулуу багтдаг бөгөөд процессын "хүйтэн зүсэлт" шинж чанар нь заавал инженерчлэлийн шаардлага юм.
Техникийн харьцуулалт
Хоёр технологийн үр дүнгийн гол ялгаа нь тэдгээрийн эрчим хүчний эх үүсвэрээс үүдэлтэй юм.
Шилэн лазер болон зүлгүүрийн усны тийрэлтэт зүсэлтийн өргөтгөсөн техникийн харьцуулалт
| Онцлог | Зүлгүүрийн усны тийрэлтэт зүсэлт | |
| Үндсэн үйл явц | Дулааны (Фоконы төвлөрсөн энерги) | Механик (Дээд дууны элэгдэл) |
| Материалын нийцтэй байдал | Металлын хувьд маш сайн, органик бодисын хувьд сайн | Бараг бүх нийтийн (Металл, Чулуу, Нийлмэл гэх мэт) |
| Зайлсхийх материалууд | PVC, Поликарбонат, Шилэн хөвөн | Хэт хатуурсан шил, зарим хэврэг керамик |
| Хурд (1мм зузаантай зэвэрдэггүй ган) | Онцгой (Минутанд 1000-3000 инч) | Удаан(10-100минутанд инч) |
| Өргөн | Маш нарийн (≈0.1мм/ 0.004″) | Илүү өргөн (≈0.75мм/ 0.03″) |
| Хүлцэл | Илүү чанга (±0.05мм / ±0.002″) | Маш сайн (±0.13мм/ ±0.005″) |
| Дулаан нөлөөнд автсан бүс | Одоогийн болон удирдахад хялбар | Байхгүй |
| Ирмэгийн конус | Хамгийн багааас Байхгүй | Одоогийн байдлаар ихэвчлэн 5 тэнхлэгийн нөхөн олговор шаарддаг |
| Хоёрдогч өнгөлгөө | Цавууг арилгах шаардлагатай байж магадгүй | Хоёрдогч өнгөлгөөг ихэвчлэн арилгадаг |
| Засвар үйлчилгээний гол анхаарал | Оптик, Резонатор, Хийн дамжуулалт | Өндөр даралтын насос, битүүмжлэл, нүхнүүд |
Чухал хүчин зүйлсийн шинжилгээ
Материал ба зузааны чадварs
Усны тийрэлтэт зүсэлтийн гол давуу тал нь бараг бүх материалыг боловсруулах чадвар бөгөөд энэ нь боржин чулуунаас титан, хөөс хүртэл янз бүрийн суурьтай дасан зохицох шаардлагатай ажлын байрны хувьд чухал давуу тал юм.
Гэсэн хэдий ч үйлдвэрлэлийн хэрэглээний дийлэнх нь металл болон хуванцар дээр төвлөрдөг бөгөөд орчин үеийн лазер технологи нь онцгой чадвартай байдаг. Шилэн лазер системийг ган, зэвэрдэггүй ган, хөнгөн цагаан, зэс, гууль дээр гайхалтай гүйцэтгэл үзүүлэхээр зохион бүтээсэн. Урт хэт улаан туяаны долгионы урт нь мод, акрил зэрэг органик материалаар илүү үр дүнтэй шингээгддэг CO₂ лазераар нэмэлтээр ашиглахад лазер дээр суурилсан ажлын урсгал нь үйлдвэрлэлийн асар олон төрлийн хэрэгцээг дээд зэргийн хурдаар хангадаг.
Цаашилбал, лазерын процесс нь цэвэр, хуурай бөгөөд өндөр өртөгтэй боловсруулалт, зайлуулах шаардлагатай зүлгүүрийн лаг үүсгэдэггүй.
Нарийвчлал, ирмэгийн өнгөлгөө, төгс бус байдлыг зохицуулах
Нарийвчлал болон ирмэгийн өнгөлгөөг үнэлэхдээ хоёр технологи хоёулаа ялгаатай давуу талуудыг үзүүлдэг бөгөөд тодорхой анхаарах шаардлагатай байдаг.
Лазерын гол давуу тал нь түүний онцгой нарийвчлал юм. Түүний маш нарийн эргэлт болон өндөр байрлалын нарийвчлал нь бусад аргаар хийхэд хэцүү нарийн хээ, хурц өнцөг, нарийвчилсан тэмдэглэгээг бий болгох боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч энэ үйл явц нь дулааны энергиэр материал өөрчлөгддөг нарийн хил хязгаар болох жижиг Дулаанд Нөлөөлөлд Уугласан Бүс (HAZ)-ийг үүсгэдэг. Үйлдвэрлэсэн эд ангийн дийлэнх хувьд энэ бүс нь микроскопийн хэмжээтэй бөгөөд бүтцийн бүрэн бүтэн байдалд ямар ч нөлөө үзүүлдэггүй.
Үүний эсрэгээр, усны тийрэлтэт хөдөлгүүрийн "хүйтэн зүсэлт" нь түүний гол давуу тал бөгөөд учир нь энэ нь материалын бүтцийг дулааны нөлөөгөөр бүрэн өөрчлөгдөөгүй үлдээдэг. Энэ нь HAZ-ийн асуудлыг бүрэн арилгадаг. Үүний эсрэгээр, ялангуяа зузаан материалын хувьд зүсэлтийн ирмэг дээр бага зэрэг "конус" буюу V хэлбэрийн өнцөг үүсэх боломжтой. Энэхүү механик согогийг зохицуулж болох боловч төгс перпендикуляр ирмэгийг хангахын тулд илүү төвөгтэй, үнэтэй 5 тэнхлэгтэй зүсэлтийн системийг ашиглах шаардлагатай болдог.
Хурд ба мөчлөгийн хугацаа
Лазер болон усны тийрэлтэт технологийн хоорондох үндсэн гүйцэтгэлийн ялгаа нь процессын хурд болон нийт мөчлөгийн хугацаанд үзүүлэх нөлөө юм. Нимгэн хэмжигчтэй хуудас металлын хувьд өндөр хүчин чадалтай шилэн лазер нь усны тийрэлтэтээс 10-20 дахин их зүсэх хурдыг авдаг. Энэхүү давуу тал нь лазер системийн дээд зэргийн кинематик бөгөөд эдгээр нь онцгой өндөр гантри хурдатгал болон зүсэлтийн хоорондох хурдыг тодорхойлдог. "Шууд" цоолох зэрэг дэвшилтэт аргачлалууд нь бүтээмжгүй үеийг улам багасгадаг. Дүүргэгчийн нөлөө нь нарийн төвөгтэй үүрлэсэн зохион байгуулалтыг боловсруулахад шаардагдах хугацааг эрс багасгаж, илүү сайн дамжуулах чадвар, эд анги тус бүрийн өртгийн оновчтой үзүүлэлтийг бий болгодог.
Өмчлөлийн бүрэн зардал (CAPEX, OPEX) & Засвар үйлчилгээ)
Усны тийрэлтэт систем нь анхны хөрөнгө оруулалтын зардал (CAPEX) багатай байж болох ч нарийвчилсан өртгийн шинжилгээ нь урт хугацааны ашиглалтын зардал (OPEX) дээр төвлөрөх ёстой. Усны тийрэлтэт хөдөлгүүрийн хамгийн том нэг удаагийн ашиглалтын зардал нь зүлгүүрийн анарыг тогтмол хэрэглэх явдал юм. Энэхүү давтагдах зардал нь хэт өндөр даралтын насосны өндөр цахилгааны хэрэгцээ, цорго, битүүмжлэл, нүхний засвар үйлчилгээний ихээхэн зардалтай хослуулан хурдан хуримтлагддаг. Энэ нь зүлгүүрийн лагийг цэвэрлэх, зайлуулах хөдөлмөр их шаарддаг ажлыг авч үзэхээс өмнө юм.
Орчин үеийн шилэн лазер нь эсрэгээрээ өндөр үр ашигтай байдаг. Үүний гол хэрэглээ нь цахилгаан болон туслах хий юм. Өдөр тутмын ашиглалтын зардал бага, урьдчилан таамаглах боломжтой засвар үйлчилгээтэй тул ажлын ерөнхий орчин илүү цэвэр, чимээгүй, аюулгүй болдог.
Дэвшилтэт хэрэглээ болон чиг хандлагын талаарх хэлэлцүүлэг
Өндөр мэргэшсэн ажлын урсгалд эдгээр технологиуд нь нэмэлт байж болно. Үйлдвэрлэгч нь дулааны стрессээс зайлсхийхийн тулд Inconel-ийн зузаан хэсгийг барзгар зүсэхийн тулд усны тийрэлтэт машин ашиглаж, дараа нь өндөр нарийвчлалтай өнгөлгөө, онцлог шинж чанар үүсгэх, эд ангийн дугаар сийлбэр хийх зорилгоор эд ангийг лазер руу шилжүүлж болно. Энэ нь нарийн төвөгтэй үйлдвэрлэлийн эцсийн зорилго нь тодорхой ажил бүрт зөв хэрэгслийг ашиглах явдал гэдгийг харуулж байна.
Өндөр хүчин чадалтай шилэн лазерын гарч ирснээр орчин үеийн байдлыг эрс өөрчилсөн. Эдгээр системүүд одоо илүү зузаан материалыг онцгой хурд, чанартайгаар боловсруулж, олон металлын хувьд усны тийрэлтэт онгоцноос илүү хурдан бөгөөд илүү зардал багатай хувилбарыг бий болгож байна - энэ нь нэгэн цагт зөвхөн усны тийрэлтэт онгоцонд л хамаарах салбар юм.
Хуудас металл, хуванцар эсвэл модыг хамарсан хурдан туршилтын загвар гаргахын тулд лазерын хурд нь тодорхой давуу тал юм. Нэг өдрийн дотор олон дизайны хувилбаруудыг давтах чадвар нь хурдан бөгөөд уян хатан бүтээгдэхүүн боловсруулах мөчлөгийг бий болгодог. Цаашилбал, ажлын байрны орчны практик ач холбогдол чухал юм. Лазер зүсэлт нь утааны нэгдсэн соруултай, харьцангуй чимээгүй, хязгаарлагдмал процесс бол усны тийрэлтэт зүсэлт нь маш чанга процесс бөгөөд ихэвчлэн тусгаарлагдсан өрөө шаарддаг бөгөөд ус болон зүлгүүрийн лагийг бохирдуулахтай холбоотой байдаг.
Дүгнэлт
Усны тийрэлтэт зүсэлт нь материалын мэдрэг чанар эсвэл хэт зузаанаар тодорхойлогддог тодорхой хэрэглээний багцад үнэлж баршгүй хэрэгсэл хэвээр байгаа ч орчин үеийн үйлдвэрлэлийн чиглэл нь лазер технологийн хурд, үр ашиг, нарийвчлал руу тодорхой чиглэж байна. Шилэн лазерын хүч, хяналтын систем, автоматжуулалтын тасралтгүй дэвшил нь түүний чадавхийг жил бүр өргөжүүлж байна.
Хурд, үйл ажиллагааны зардал, нарийвчлалын шинжилгээгээр өндөр хэмжээний үйлдвэрлэлийн зүсэлтийн хэрэглээний дийлэнх хувьд лазер технологи нь хамгийн сайн сонголт болсон болохыг харуулж байна. Бүтээмжийг хамгийн их байлгах, эд анги тус бүрийн өртгийг бууруулах, илүү цэвэр, автоматжуулсан орчинд ажиллахыг зорьж буй бизнесийн хувьд орчин үеийн лазер зүсэлтийн систем нь өрсөлдөх чадвартай ирээдүйн стратегийн хөрөнгө оруулалт юм.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 30
