Panduan Dasar-dasar Pemotongan Laser

Definisi

Pemotongan laser adalah dengan menggunakan sinar laser densitas daya tinggi untuk menyinari material yang akan dipotong, sehingga material tersebut cepat dipanaskan hingga mencapai suhu penguapan dan menguap hingga membentuk lubang. Saat balok memindahkan material, lubang terus menerus membentuk celah dengan lebar sempit untuk menyelesaikan pemotongan material.

Prinsip

Laser menggunakan eksitasi zat untuk menghasilkan cahaya. Cahaya ini memiliki suhu yang kuat. Saat menghubungi material, itu dapat dengan cepat meleleh di permukaan material untuk membentuk lubang. Menurut pergerakan titik pendaftaran, pemotongan terbentuk. Dibandingkan dengan metode pemotongan tradisional, metode pemotongan memiliki celah yang lebih kecil dan dapat menghemat sebagian besar bahan. Namun, analisis didefinisikan sesuai dengan efek pemotongan. Bahan yang dipotong menurut laser memiliki efek pemotongan yang memuaskan dan akurasi yang tinggi. Ini diwariskan Selain keunggulan laser, juga tak tertandingi dengan metode pemotongan biasa.

Pemotongan laser adalah dengan menggunakan sinar laser kepadatan daya tinggi yang terfokus untuk menyinari benda kerja, sehingga bahan yang diiradiasi dengan cepat meleleh, menguap, mengikis atau mencapai titik pengapian, dan pada saat yang sama, bahan cair ditiup oleh high- kecepatan aliran udara koaksial dengan balok, sehingga memotong benda kerja terbuka. Pemotongan laser adalah salah satu metode pemotongan termal.

Jenis

Laser cutting dapat dibagi menjadi empat kategori:laser vaporization cutting, laser melting cutting, laser oxygen cutting, laser scribing, dan controlled fracture.

1. Pemotongan penguapan laser

Menggunakan sinar laser kepadatan energi tinggi untuk memanaskan benda kerja, suhu naik dengan cepat, mencapai titik didih material dalam waktu yang sangat singkat, dan material mulai menguap untuk membentuk uap. Kecepatan ejeksi uap-uap ini sangat besar, dan pada saat yang sama dengan uap yang dikeluarkan, potongan terbentuk pada material. Panas penguapan bahan umumnya sangat besar, sehingga penguapan dan pemotongan laser membutuhkan banyak daya dan rapat daya.

Pemotongan penguapan laser sebagian besar digunakan untuk memotong bahan logam yang sangat tipis dan bahan non-logam (seperti kertas, kain, kayu, plastik dan karet, dll.).

2. Pemotongan peleburan laser

Dalam pemotongan peleburan laser, bahan logam dilebur dengan pemanasan laser, dan kemudian gas non-pengoksidasi (Ar, He, N, dll.) disemprotkan melalui nosel koaksial dengan balok, dan logam cair dibuang oleh yang kuat tekanan gas untuk membentuk potongan. Pemotongan peleburan laser tidak perlu sepenuhnya menguapkan logam, dan energi yang dibutuhkan hanya 1/10 dari pemotongan penguapan.

Pemotongan peleburan laser terutama digunakan untuk memotong bahan yang tidak mudah teroksidasi atau logam aktif, seperti baja tahan karat, titanium, aluminium dan paduannya.

3. Pemotongan oksigen laser

Prinsip pemotongan oksigen laser mirip dengan pemotongan oxyacetylene. Ini menggunakan laser sebagai sumber panas pemanasan awal dan gas aktif seperti oksigen sebagai gas pemotongan. Di satu sisi, gas yang dihembuskan berinteraksi dengan logam pemotong untuk menyebabkan reaksi oksidasi dan memancarkan sejumlah besar panas oksidasi; di sisi lain, oksida cair dan lelehan ditiup keluar dari zona reaksi untuk membentuk potongan logam. Karena reaksi oksidasi dalam proses pemotongan menghasilkan banyak panas, energi yang dibutuhkan untuk pemotongan oksigen laser hanya 1/2 dari pemotongan leleh, dan kecepatan pemotongan jauh lebih cepat daripada pemotongan penguapan laser dan pemotongan leleh. Pemotongan oksigen laser terutama digunakan untuk bahan logam yang mudah teroksidasi seperti baja karbon, baja titanium, dan baja yang diberi perlakuan panas.

4. Laser scribing dan fraktur terkontrol

Laser scribing menggunakan laser kepadatan energi tinggi untuk memindai permukaan bahan rapuh, sehingga bahan dipanaskan untuk menguapkan alur kecil, dan kemudian menerapkan tekanan tertentu, bahan rapuh akan retak di sepanjang alur kecil. Laser untuk laser scribing umumnya adalah laser Q-switched dan laser CO2.

Kontrol fraktur adalah penggunaan distribusi suhu curam yang dihasilkan oleh laser grooving, yang menghasilkan tegangan termal lokal pada material rapuh dan memecah material di sepanjang alur kecil.

Fitur

Dibandingkan dengan metode pemotongan termal lainnya, pemotongan laser memiliki karakteristik keseluruhan kecepatan potong yang cepat dan kualitas tinggi. Secara khusus diringkas sebagai aspek berikut.

1. Kualitas pemotongan yang baik

Karena titik laser yang kecil, kepadatan energi yang tinggi, dan kecepatan pemotongan yang cepat, pemotongan laser dapat menghasilkan kualitas pemotongan yang baik.

sebuah. Sayatan pemotongan laser sempit, kedua sisi celah sejajar dan tegak lurus dengan permukaan, dan akurasi dimensi bagian yang dipotong dapat mencapai ±0,05mm.

B. Permukaan pemotongan halus dan indah, kekasaran permukaan hanya puluhan mikron, dan bahkan pemotongan laser dapat digunakan sebagai proses terakhir, tanpa pemrosesan mekanis, dan bagian-bagiannya dapat digunakan secara langsung.

C. Setelah bahan dipotong laser, lebar zona yang terkena panas sangat kecil, kinerja bahan di dekat celah hampir tidak terpengaruh, dan deformasi benda kerja kecil, akurasi pemotongan tinggi, geometri celah adalah bagus, dan bentuk penampang celahnya lebih persegi panjang Beraturan.

2. Efisiensi pemotongan tinggi

Karena karakteristik transmisi laser, mesin pemotong laser umumnya dilengkapi dengan beberapa meja kerja CNC, dan seluruh proses pemotongan dapat dikontrol sepenuhnya oleh CNC. Selama operasi, hanya perlu mengubah program kontrol numerik, itu dapat diterapkan pada pemotongan bagian dari berbagai bentuk, baik pemotongan dua dimensi dan pemotongan tiga dimensi.

3. Kecepatan potong cepat

Menggunakan laser dengan daya 1200W untuk memotong pelat baja karbon rendah setebal 2mm, kecepatan potong bisa mencapai 600cm/menit; memotong papan resin polypropylene setebal 5mm, kecepatan potong bisa mencapai 1200cm / mnt. Bahan tidak perlu dijepit dan diperbaiki selama pemotongan laser, yang tidak hanya dapat menghemat perlengkapan perkakas, tetapi juga menghemat waktu tambahan untuk bongkar muat.

4. Pemotongan tanpa kontak

Selama pemotongan laser, obor pemotongan tidak bersentuhan dengan benda kerja, dan tidak ada keausan pahat. Untuk memproses bagian dari berbagai bentuk, tidak perlu mengubah "alat", cukup ubah parameter keluaran laser. Proses pemotongan laser memiliki kebisingan rendah, getaran kecil, dan tidak ada polusi.

5. Ada banyak jenis bahan pemotong

Dibandingkan dengan pemotongan oxyacetylene dan pemotongan plasma, ada banyak jenis bahan pemotongan laser, termasuk bahan komposit logam, non-logam, berbasis logam dan non-logam, kulit, kayu dan serat. Tetapi untuk bahan yang berbeda, karena sifat termo-fisik yang berbeda dan tingkat penyerapan yang berbeda untuk laser, mereka menunjukkan kemampuan beradaptasi yang berbeda untuk pemotongan laser.

Aplikasi

Kebanyakan pemotong laser dikendalikan oleh program CNC atau dibuat menjadi robot pemotong. Sebagai metode pemrosesan yang presisi, pemotongan laser dapat memotong hampir semua bahan, termasuk pemotongan dua dimensi atau pemotongan tiga dimensi dari pelat logam tipis.

Di bidang manufaktur mobil, teknologi pemotongan kurva ruang seperti jendela atas mobil telah banyak digunakan. Perusahaan Volkswagen Jerman menggunakan laser dengan kekuatan 500W untuk memotong lembaran tubuh berbentuk kompleks dan berbagai bagian melengkung. Di bidang kedirgantaraan, teknologi pemotongan laser terutama digunakan untuk memotong bahan penerbangan khusus, seperti paduan titanium, paduan aluminium, paduan nikel, paduan kromium, baja tahan karat, berilium oksida, bahan komposit, plastik, keramik, dan kuarsa. Bagian kedirgantaraan yang diproses dengan pemotongan laser meliputi tabung nyala mesin, casing berdinding tipis paduan titanium, rangka pesawat, kulit paduan titanium, rangka sayap, panel sayap ekor, rotor utama helikopter, ubin insulasi panas keramik pesawat ulang-alik, dll.

Teknologi laser cutting juga banyak digunakan di bidang material non-logam. Tidak hanya dapat memotong bahan dengan kekerasan dan kerapuhan tinggi, seperti silikon nitrida, keramik, kuarsa, dll .; tetapi juga dapat memotong dan memproses bahan fleksibel, seperti kain, kertas, piring plastik, karet, dll., seperti memotong pakaian dengan laser, dapat menghemat pakaian10 %～12%, meningkatkan efisiensi lebih dari 3 kali.

Tren

1. Mesin pemotong laser akan melanjutkan revolusi produk pembuatan zaman.

Sumber cahaya laser adalah komponen inti dari pemotong laser, dan juga merupakan indikator penting yang menentukan jenis dan kemampuan pemotongan pemotong laser. Tak perlu dikatakan, perubahan masa depan dalam pemotong laser juga akan terjadi pada sumber sinar laser. Seperti disebutkan di atas, penggantian mesin pemotong laser CO2 dengan mesin pemotong laser serat adalah revolusi teknologi paling penting dalam 40 tahun sejak pemotong laser lahir, yang telah membawa manfaat ekonomi zaman bagi produsen dan pengguna baru dan lama dalam hal ini. bidang. Jadi, di masa depan, apakah akan ada sumber cahaya baru yang lebih murah daripada laser serat, memiliki kinerja yang lebih baik, mode pancaran yang lebih baik, tingkat konversi elektro-optik yang lebih tinggi, atau biaya keseluruhan yang lebih rendah? Jawabannya tentu saja ya. Lalu bertanya, laser jenis apa? Tentu saja, tidak mungkin untuk memberikan jawaban yang akurat sekarang. Sains dan teknologi terkadang goyah, terkadang ribuan mil sehari.

2. Laser serat berdaya tinggi akan menjadi kekuatan utama di pasar mesin pemotong laser.

Saat ini, mesin pemotong serat optik dari berbagai rentang daya telah mengantarkan perkembangan besar. Namun, di mana kekuatan laser utama mesin pemotong laser di masa depan? Meskipun mesin pemotong laser di setiap rentang daya memiliki kegunaannya sendiri, tetapi keluarga laser yang dimulai dengan laser serat berdaya tinggi dan memicu revolusi teknologi mesin pemotong laser global, menganggap daya yang lebih tinggi, presisi yang lebih tinggi, dan kapasitas pemotongan yang lebih besar sebagai Satu dari arah pengembangan penting dari mesin pemotong laser serat. STYLECNC baru-baru ini meluncurkan mesin pemotong laser serat berkecepatan ultra-tinggi 15KW, yang telah mencapai terobosan yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam kecepatan potong dan ketebalan pemotongan, yang telah menarik perhatian industri. Apakah ini berisi tren pengembangan masa depan mesin pemotong laser? Patut dinantikan para pakar industri, cendekiawan, dan teman-teman pengguna. Selain itu, kami dapat yakin bahwa dalam waktu dekat, banyak produsen mesin pemotong laser serat domestik dan asing akan mengantarkan persaingan pasar yang ketat. Hanya perusahaan dengan kualitas produk yang sangat baik, fokus berkelanjutan pada investasi R&D, dan menguasai teknologi kompetitif inti yang dapat melakukannya dan menjadi tak terkalahkan.

3. Era kecerdasan akan datang.

Baik itu Industri 4.0 di Jerman atau manufaktur cerdas di China, revolusi industri keempat di bidang industri akan datang. Sebagai mesin pemotong laser CNC presisi tinggi, mesin pemotong laser pasti akan mengikuti perkembangan zaman dan terbang bersama teknologi. Perkembangan otomatisasi mesin pemotong laser telah sangat meningkatkan kapasitas produksi dan tingkat otomatisasi bengkel lembaran logam.

Di masa depan, atas dasar ini, era pembuatan mesin pemotong laser yang cerdas sedang berkembang di bidang teknologi jaringan, teknologi komunikasi, teknologi perangkat lunak komputer, dan bidang lainnya. Dapat diperkirakan bahwa sebagai sarana pengosongan lembaran logam presisi, ia pasti akan menggunakan kemampuan komunikasi jaringannya sendiri untuk berkomunikasi dengan jalur pelepasan gulungan lembaran pabrik, mesin pembengkok, mesin meninju CNC, unit sambungan las (memukau), peledakan tembakan dan garis pelapis. . Peralatan lain, yang tertanam dalam rencana produksi terpadu, sistem manajemen tugas dan penilaian, telah menjadi bagian penting dari sistem manajemen bengkel lembaran logam. Akibatnya, produsen mesin pemotong laser secara bertahap akan berubah menjadi kontraktor fabrikasi lembaran logam.