Bagaimana proses pemotongan logam dengan laser?

Pemotongan laseradalah metode tepat dan efisien yang digunakan untuk memotong logam dan bahan lainnya dengan menggunakan laser bertenaga tinggi. Proses ini banyak digunakan di berbagai industri, termasuk manufaktur, otomotif, dirgantara, dan pengerjaan logam, karena keakuratan, kecepatan, dan kemampuannya dalam menciptakan desain yang rumit. Dalam panduan ini, kami akan menguraikan cara kerja pemotongan laser, komponen utama yang terlibat, dan jenis pemotongan laser.

1. Apa itu Pemotongan Laser?

Pemotongan laser adalah proses yang menggunakan sinar cahaya terfokus (laser) untuk memotong atau mengukir bahan seperti logam, plastik, dan kayu. Sinar laser melelehkan, membakar, atau menguapkan material, sehingga menghasilkan potongan yang bersih dan berkualitas tinggi dengan sedikit limbah.

2. Komponen Utama Pemotongan Laser

- Sumber Laser: Sinar laser berasal dari generator laser (laser CO2, serat, atau Nd:YAG biasanya digunakan untuk pemotongan logam). Laser diperkuat dan diarahkan ke bahan pemotongan.

- Lensa Pemfokusan: Lensa atau serangkaian lensa memfokuskan sinar laser ke titik kecil, meningkatkan intensitasnya pada titik kontak dengan material.

- Kepala Pemotong: Kepala pemotong mengarahkan sinar laser ke material. Ia bergerak di sepanjang jalur yang diprogram, dikendalikan oleh CNC (Computer Numerical Control) atau sistem panduan lainnya.

- Gas Pembantu: Gas seperti oksigen, nitrogen, atau udara sering kali dihembuskan melalui nosel untuk membantu proses pemotongan, membantu menghilangkan bahan cair dan meningkatkan kualitas potongan.

- Tempat Tidur Bahan: Logam ditempatkan di atas tempat tidur atau meja stabil yang menopang bahan selama proses pemotongan.

3. Proses Pemotongan Laser

Proses pemotongan laser dapat dibagi menjadi beberapa langkah berikut:

Langkah 1: Desain dan Pemrograman

- Desain CAD: Langkah pertama adalah membuat desain untuk bagian atau komponen yang perlu dipotong. Ini dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak CAD (Computer-Aided Design). Desain diubah menjadi format yang dapat dibaca oleh mesin pemotongan laser, biasanya berupa file vektor.

- Pemrograman CNC: Desain diunggah ke sistem CNC, yang mengontrol mesin pemotongan laser. Ini menerjemahkan desain ke dalam instruksi pemotongan, memandu laser tentang bagaimana dan di mana harus memotong.

Langkah 2: Persiapan Bahan

- Lembaran logam atau bahan yang akan dipotong diletakkan di atas alas mesin. Logam umum yang digunakan dalam pemotongan laser termasuk baja, baja tahan karat, aluminium, kuningan, dan tembaga.

Langkah 3: Pemotongan Laser

- Pembangkitan Sinar: Sumber laser menghasilkan berkas cahaya berenergi tinggi, yang kemudian difokuskan melalui lensa untuk menciptakan titik panas yang intens.

- Pemanasan Material: Ketika sinar laser terfokus mengenai logam, energinya diserap, menyebabkan material memanas dengan cepat dan meleleh, terbakar, atau menguap.

- Gas Pembantu: Gas pembantu (seperti oksigen atau nitrogen) diarahkan ke area pemotongan melalui nosel. Ini membantu membersihkan logam cair dan serpihan, serta mendinginkan material dan meningkatkan kecepatan dan presisi pemotongan.

 - Oksigen sering digunakan untuk memotong baja ringan, karena bereaksi dengan logam menghasilkan panas dan mempercepat proses pemotongan.

 - Nitrogen digunakan untuk bahan seperti baja tahan karat untuk mencegah oksidasi dan memastikan tepian bersih.

- Gerakan Laser: Kepala pemotongan laser yang dikontrol CNC bergerak sepanjang jalur yang diprogram, mengikuti desain. Kecepatan, kekuatan, dan titik fokus laser disesuaikan berdasarkan bahan dan ketebalan logam yang dipotong.

Langkah 4: Pendinginan dan Penyelesaian

- Saat laser memotong material, logam cair atau yang menguap terhembus oleh gas pembantu, sehingga menghasilkan potongan yang bersih dan halus.

- Setelah pemotongan selesai, pinggirannya mungkin akan dihaluskan atau dihaluskan, tergantung pada hasil akhir yang diinginkan.

- Sisa logam bekas atau bahan limbah dapat diminimalkan karena presisi laser.

4. Jenis Pemotongan Laser untuk Logam

Ada beberapa metode pemotongan laser tergantung pada bahan dan aplikasinya:

A. Pemotongan Penguapan

- Sinar laser memanaskan material hingga titik didihnya, menyebabkannya menguap. Cara ini cocok untuk material seperti kayu atau plastik, namun bisa juga digunakan untuk logam tipis.

B. Pemotongan Leleh dan Tiup (Fusion Cuting)

- Bahan dipanaskan sampai meleleh, dan gas bertekanan tinggi (seringkali nitrogen) mengeluarkan logam cair dari potongannya. Metode ini umum digunakan untuk memotong logam seperti baja tahan karat dan aluminium.

C. Pemotongan Reaktif (Pemotongan Api)

- Juga dikenal sebagai pemotongan laser berbantuan oksigen, metode ini mirip dengan pemotongan oxy-fuel. Oksigen dihembuskan ke area pemotongan, dan logam bereaksi dengan oksigen, menghasilkan panas tambahan dan mempercepat proses pemotongan. Ini sering digunakan untuk memotong baja tebal.

D. Retak Stres Termal

- Beberapa bahan rapuh, seperti kaca, dapat dipotong menggunakan tekanan termal yang terkontrol. Laser menginduksi pemanasan lokal, dan saat material mendingin, material tersebut retak di sepanjang jalur pemotongan.

5. Keuntungan Pemotongan Logam Laser

- Presisi Tinggi: Pemotongan laser dapat menghasilkan potongan yang sangat akurat dengan toleransi yang ketat, sehingga ideal untuk desain yang rumit.

- Potongan Bersih: Laser menghasilkan tepian yang halus dan bersih, sering kali menghilangkan kebutuhan penyelesaian sekunder.

- Serbaguna: Pemotongan laser dapat digunakan pada berbagai macam logam dan ketebalan, dari lembaran tipis hingga pelat yang lebih tebal.

- Mengurangi Limbah: Pemotongan laser sangat efisien, mengurangi limbah material dibandingkan metode pemotongan lainnya.

- Kecepatan: Menawarkan kecepatan pemotongan yang lebih cepat, terutama saat memotong logam yang lebih tipis, dibandingkan dengan metode tradisional seperti pemotongan mekanis.

6. Aplikasi Pemotongan Laser pada Logam

Pemotongan laser digunakan di berbagai industri, antara lain:

- Otomotif: Untuk memotong bagian logam seperti komponen sasis dan bagian mesin.

- Dirgantara: Untuk membuat komponen presisi untuk pesawat terbang dan pesawat ruang angkasa.

- Manufaktur: Untuk fabrikasi logam khusus, termasuk braket, penutup, dan bagian lembaran logam.

- Pembuatan Perhiasan: Untuk desain dan pola logam yang detail.

- Konstruksi: Memotong balok baja, panel, dan kelongsong.

Kesimpulan

Pemotongan logam dengan laser adalah proses yang sangat efisien dan presisi, memberikan akurasi, kecepatan, dan fleksibilitas yang unggul di berbagai industri. Baik Anda memotong lembaran logam tipis atau pelat baja tebal, metode dan peralatan pemotongan laser yang tepat dapat meningkatkan produktivitas dan mengurangi limbah material secara signifikan. Memahami prosesnya memastikan kontrol kualitas yang lebih baik dan membantu dalam memilih jenis pemotongan laser yang paling sesuai untuk kebutuhan pengerjaan logam tertentu.

Dongguan Fu Cheng Xin Communication Technology Co, Ltd berkomitmen untuk pengembangan, produksi, perakitan, pemasok perangkat keras layanan terpadu ODM. Selamat datang untuk menanyakan kami di Lei.wang@dgfcd.com.cn.