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微水刀激光Vs高压水 刀 |
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水刀切割
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激光切割
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微水刀激光®切割
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能量载体 |
水 |
光 |
光 (非水刀) |
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加工能量源 |
高压泵 |
固体激光; 气态激光 |
固态激光 |
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能量传送 |
硬质高压输水管 |
光纤传输; 镜子传导光束 (振镜) |
光纤传输方式传导光, 灵活度高 |
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材料去除 |
高压水刀 |
气态刀，因此需要额外的气体 |
水刀, 系统运行时不需要气体 |
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喷嘴与材料之间距离和最大允许公差 |
大约3 mm ± 1 mm, 必须随时量测、调整Z轴高度 |
大约0.5 mm ± 0.1 mm, 必须随时量测、调整Z轴高度 |
0 - 100 mm, 无需随时量测、调整Z轴高度 |
微水刀激光® 将水刀切割的优势(无热损, 较长工作距离)和激光切割的优点(精确、快速)结合起来。
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水刀切割
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激光切割
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微水刀激光®切割
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设备组织结构 |
工作区域和水泵可分开放 在不同地方 |
激光源通常整合在设备内部 |
由于是光纤传输，工作区域、激光和水泵可分开置于不同地点 |
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典型台面尺寸 |
2500 x 1250 mm 到 4000 x 2000 mm |
300 x 300mm 到 1000 x 600mm; 2500 x 1250 mm 到 6000 x 2000 mm |
300 x 300 mm 到 1000 x 600 mm |
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光束/水流在工件上的典型输出功率 |
4 kW - 17 kW (4000 bar) |
100 - 400 W; 1500 kW - 2800 kW |
50 W - 300 W |
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主要用途 |
切割、剥离、塑形 |
切割、钻孔、雕刻、剥离、塑形、焊接 |
切割、钻孔、雕刻、剥离、塑形 |
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三维立体切割 |
只有部分可行，问题在于剩余能量的破坏性 |
很困难，因为固定的光束和距离需要调整的缘故 |
没问题，得益于光纤传输和较长的工作距离 |
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可加工材质 |
所有材料 |
所有金属, 所有塑料、玻璃、木头、陶瓷 |
所有金 属、半导体、陶瓷、超硬材料 |
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复合材料 |
任何复合材料都可以切 |
不同熔点的复合材料几乎不能切 |
如对激光吸收充分，可以切 |
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有孔隙的三明治结构 |
困难，结构会分开 |
不可以切 |
喷嘴到工件距离小于50mm就可以切 |
微水刀激光® 尤其适合于超薄材料的高精密加工，热影响极小
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水刀切割
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激光切割
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微水刀激光®切割
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工件取置的方便性 |
非常有限，因喷嘴到材料的距离很短 |
几乎不行，因为喷嘴到材料距离短且切割头大 |
大部分情况没问题，因为工作距离长 |
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影响加工效果的材料本身因素 |
材料硬度 |
材料对于波长为1064 nm 或 10.6 μm激光的吸收能力 |
材料对于波长为532 nm 或1064 nm激光的吸收能力 |
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最有经济效益的材料厚度范围 |
10 - 50 mm |
0.1 - 10 mm, 取决于材料 |
0.001 - 5 mm, 取决于材料 |
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最重要的应用 |
非常厚的陶瓷、石头和金属的切割 |
中等厚度的平整的钢片切割 |
敏感、超薄材料的精密切割，热影响可忽略不计 |
微水刀激光?使用成本比传统制程要低。
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水刀切割
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激光切割
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微水刀激光®切割
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耗材 |
水流喷嘴, 聚焦喷嘴 高压部件(阀, 管路，密封件) |
保护玻璃，气体，喷嘴，烟尘颗粒过滤网 |
闪灯，水流喷嘴，保护玻璃, 切割用水过滤网 |
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整套系统平均消耗 |
20 kW 水泵 : |
1500 X CO2 激光 : |
200 W Nd:YAG 激光 : |
微水刀激光® 也擅长于宽度超细的精密切割以及精细的表面处理.
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水刀切割
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激光切割
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微水刀激光®切割
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最小切割道宽度 |
0.5 mm |
0.15 mm, 取决于切割速度 |
0.025 mm, 与切割速度无关 |
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切割后材质的外观状况 |
像吹砂的加工效果，取决于切割速度 |
有条痕 |
像吹砂的效果，但与切割速度无关 |
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切割边缘的平行 |
尚佳; 但在曲线处有“甩尾”效应 |
尚佳; 边缘偶尔会有锥度 |
非常好 |
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加工精度 |
大约0.1 mm |
大约0.05 mm |
< 0.005 mm |
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毛刺 |
无毛刺 |
部分有毛刺 |
几乎无毛刺 |
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材料热应力 |
无 |
变形，回火，结构变化 |
几乎无结构变化 |
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加工时对材料的施力 |
高: 对于短小轻薄的 部分只能进行有限的加工 |
气体压力会给轻薄的工件带来问题, 距离不稳定 |
非常轻微，因此可以毫无问题地加工十分细小精密的工件。 |
微水刀激光® 还擅长高精度地加工一些对变形、热损伤敏感的工件。
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水刀切割
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激光切割
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微水刀激光®切割
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操作人员安全要求 |
保护眼镜、保护耳塞等防止人与水刀接触的保护 |
需要特殊的激光保护眼镜 |
需要特殊的激光保护眼镜，水柱安全，无须防护 |
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烟尘的产生 |
水溅开, 有颗粒污染 |
会产生; 塑料和某些金属合金产生有毒气体 |
轻微，因为不需要切割气体而且大部分被水吸收 |
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噪音污染 |
高 |
低 |
低 |
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机器污染 |
高 |
低 |
非常低 |
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切割废料 |
水中夹杂磨料，会产生大量的切割废料 |
切割废料主要以灰尘的形式产生，需要真空吸出和过滤 |
切割废料大部分都被水吸收 |
微水刀激光®是最环保的生产工具。
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水刀切割
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激光切割
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微水刀激光®切割
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发明者 |
Dr. N. Franz |
T.H. Maimann |
Dr. B. Richerzhagen |
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第一台用于工业加工的机器 |
1971 - Ingersoll-Rand, 美国, 1985 （水柱中带磨料） |
1965, 美国 |
1997, Synova, 瑞士 |
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未来发展 |
几乎没有新的发展潜力 |
几乎没有新的发展潜力 |
主要发展如：采用激光二极管作为激发光源或直接用作激光源 |
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用微水刀激光ò替代现有加工模式的可能性 |
不推荐 |
可替代绝大部分传统激光的应用 |
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微水刀激光®是一种新颖、现代的科技，未来有很大的发展潜力。
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