对超声波和激光辅助加工进行比较研究,以在更绿色的行业实践中实现可持续的皮革切割
Samir Mekid1,2, Vasanth Swaminathan3, Ismail Chekalil4
1Department of Mechanical Engineering, King Fahd University of Petroleum and Minerals, Dhahran, 31261, Kingdom of Saudi Arabia. smekid@kfupm.edu.sa.
Scientific reports
|July 2, 2025
概括
超声波切割为皮革加工提供了一个可持续的替代方案,与CO2激光切割相比,显著减少了热损伤和浪费. 这种更绿色的方法使用更少的能量,从而减少皮革行业的碳足迹.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 制造业 工程 制造工程
- 可持续的制造业 可持续的制造业
背景情况:
- 皮革行业面临着越来越大的压力,需要采用可持续的生产策略.
- 尽量减少环境影响和提高工艺效率是关键目标.
- 传统的皮革切割方法可能会导致大量的浪费和热损伤.
研究的目的:
- 对超声波辅助加工和二氧化碳激光辅助加工进行比较分析,用于皮革切割.
- 评估皮革加工中两种切割技术的可持续性方面.
- 为了确定最优的参数,精确切割皮革与减少环境影响.
主要方法:
- 超声波和CO2激光切割1.4毫米水牛皮的比较分析.
- 调查表面粗度和隙宽度作为关键过程参数.
- 使用图像处理技术来量化表面粗度.
- 对两种切割方法的各种参数进行实验试验.
主要成果:
- 超声波切割实现了0.008微米的平均表面粗度和0.2899毫米的隙宽度,热损伤最小.
- 二氧化碳激光切割导致了显著的热损伤 (碳化),平均表面粗度为0.012微米,裂宽度为0.1391毫米.
- 与激光加工相比,超声波切割显示能耗较低,碳足迹减少.
结论:
- 与CO2激光加工相比,超声波加工是一种更可持续,更有效的皮革切割方法.
- 这种技术最大限度地减少了热损伤,减少了材料浪费,降低了能源消耗.
- 超声波切割为皮革行业的可持续实践提供了一个可行的绿色替代方案.
