Menguasai Pemotongan Laser Logam Tipis: Proses, Manfaat, Kekurangan, dan Aplikasi Industri

Operasi pemotongan adalah aspek penting dari pembuatan bagian di sektor manufaktur. Salah satu teknik utama untuk fabrikasi logam adalah pemotongan laser logam tipis. Ini cocok untuk memotong potongan logam, alia, dan non-logam.

Pemotongan laser logam tipis adalah proses pemotongan termal yang melibatkan berkas cahaya (laser) pada benda kerja untuk meleleh atau menguapkan bahan hingga bentuk yang diinginkan diperoleh. Teknik ini adalah salah satu yang paling efektif untuk memotong logam tipis.

Artikel ini memberikan informasi penting mengenai pemotongan laser logam tipis sebelum menggunakannya. Mari kita langsung mulai.

Apa Itu Pemotongan Laser Logam Tipis?

Proses manufaktur pengurangan sangat penting untuk modifikasi bahan untuk pembuatan bagian. Pemotongan laser logam tipis adalah salah satu metode standar untuk memotong dan menghapus komponen dari benda kerja. Teknik ini melibatkan pemotong potongan bahan menggunakan berkas laser.

Teknik pemotongan laser berjalan pada teknologi kontrol numerik komputer (CNC), yang menjamin presisi yang tak tertandingi. Sebelum operasi pemotongan CNC atau pemotongan laser, operator harus memasukkan kode atau program yang merinci desain atau pola ke dalam komputer.

Proses Pemotongan Laser Logam Tipis

Pemotongan logam melibatkan penggunaan berkas laser untuk meleleh logam dan alia, sehingga menyebabkan potongan yang halus dan tajam. Proses pemotongan laser terdiri dari dua operasi yang bekerja secara sinkron.

Pertama melibatkan bahan menyerap berkas laser yang difokuskan – energi yang menyebabkan pemotongan. Kedua melibatkan nozzle pemotongan, konsentrik dengan laser, yang menyediakan gas proses yang diperlukan untuk pemotongan. Gas melindungi kepala pemrosesan dari uap dan irisan serta membantu menghilangkan berlebih dari kerf.

Pada dasarnya ada tiga metode untuk pemotongan laser logam tipis.

1. Pemotongan Fusasi Berkas Laser

Proses pemotongan fusasi berkas laser menggunakan gas iners, biasanya nitrogen. Gas proses rendah reaksi secara kontinu menguapkan rongga pemotongan bahan. Saat bahan leleh dihilangkan, gas iners mencegah oksidasi di tepi pemotongan tanpa mengganggu proses.

Metode pemotongan laser ini cocok untuk memotong lembaran datar dan tipis dari alia aluminium dan baja tahan karat yang memerlukan daya tarik estetika tinggi dan lebih sedikit operasi finishing.

2. Pemotongan Sublimasi Berkas Laser

Seperti yang namanya sugere, pemotongan sublimasi berkas laser menguapkan bahan. Alih-alih meleleh bahan seperti proses pemotongan laser lainnya, mereka segera berubah dari padat menjadi gas – sublimasi.

Seperti pemotongan fusasi, pemotongan sublimasi berkas laser menggunakan gas iners untuk meniup uap bahan keluar dari kerf. Jadi, tidak ada oksidan di tepi pemotongan. Ini sering digunakan untuk memotong bahan organik seperti kayu, kulit, tekstil, dll.

3. Pemotongan Nyala Berkas Laser

Pemotongan nyala berkas laser menggunakan gas pembakar – oxygen untuk mendorong bahan leleh keluar. Laser memanaskan benda kerja menciptakan pembakaran spontan setelah meleleh bahan. Gas oksigen memberikan lebih banyak energi untuk proses pemotongan melalui oksidasi – reaksi eksotermik.

Pemotongan nyala ideal untuk memotong baja rendah karbon dan bahan yang meleleh seperti keramik. Proses pemotongan ini dapat menyebabkan luka bakar pada permukaan pemotongan karena gas adalah oksidan. Optimasi yang tepat dari parameter proses akan membantu mencegah terbentuknya burr.

Jenis Laser untuk Pemotongan Logam Tipis

Produsen biasanya menggunakan tiga jenis laser yang berbeda untuk memotong bahan. Setiap jenis laser memiliki fitur yang membedakan dan paling cocok untuk memotong bahan tertentu. Berikut adalah tinjauan tiga jenis laser untuk pemotongan.

1. Laser Fiber

Mesin pemotongan laser fiber menggunakan serat optik untuk pemotongan. Mereka menghasilkan daya sangat tinggi untuk potongan presisi yang kuat. Laser ini termasuk keluarga laser padat dari “seed laser” yang ditingkatkan oleh serat kaca khusus.

Laser ini cocok untuk memotong hampir semua bahan, dari logam ke alia, non-logam termasuk kayu, kaca, dan plastik. Selain pemotongan, mereka ideal untuk operasi lain seperti pemanasan dan ukir.

Selain itu, mereka adalah laser yang paling awet, dengan masa pakai lebih dari 25.000 jam dan memerlukan pemeliharaan lebih sedikit.

2. Laser CO₂

Laser CO₂ menghasilkan berkas laser dengan mengalirkan arus listrik melalui tabung yang diisi dengan campuran gas iners, terutama nitrogen dan helium. Mereka adalah bentuk laser yang paling umum karena efisien dan hemat biaya dan memotong berbagai macam bahan dengan kecepatan tinggi.

Namun, mereka menghasilkan daya pemotongan yang lebih rendah dibandingkan laser fiber. Oleh karena itu mereka bukan pilihan yang baik untuk pemotongan laser logam tipis. Biasanya, produsen lebih suka menggunakannya untuk memotong non-logam dan bahan organik seperti kayu, kertas, akrilik, dll.

3. Laser Kristal (Nd: YAG atau Nd: YVO)

Laser kristal menghasilkan berkasnya dari Nd: YAG (yttrium aluminum garnet dot neodymium) atau Nd: YVO (yttrium ortho-vanadate dot neodymium, YVO4) kristal. Namun, yang terakhir lebih umum.

Kristal ini menghasilkan berkas dengan daya pemotongan tinggi. Namun, mereka mahal dan tidak awet, dengan umur setengah sekitar 8.000 hingga 15.000 jam. Mereka umumnya diadopsi untuk memotong plastik, logam, dan non-logam, termasuk keramik.

7 Manfaat Pemotongan Laser Logam Tipis

Mari kita periksa manfaat pemotongan laser logam tipis bagi sektor manufaktur.

1. Presisi dan Akurasi Tinggi

Pemotongan laser cocok untuk pemotongan logam tipis karena presisi ekstrimnya. Mesin dilengkapi dengan kemampuan untuk membuat potongan yang rumit dengan presisi dan akurasi ekstrim. Secara industri, pemotongan laser adalah teknik andalan untuk memotong logam tipis dengan detail spesifik yang memerlukan toleransi ketat.

Beberapa pemotong dapat membuat potongan yang presisi dengan akurasi hingga 0.0005 inci. Itulah sebabnya ini tetap menjadi pilar di sebagian besar perusahaan manufaktur. Karena laser meleleh bagian logam, pemotong menghasilkan sedikit atau tidak ada burr. Sebaliknya, ini meninggalkan tepi yang bersih, halus, dan tajam.

2. Proses Otomatis

Pemotongan laser berjalan dengan sistem Kontrol Numerik Komputer (CNC). Setelah operator teknis memasukkan program ke dalam komputer, proses berjalan secara mandiri. Oleh karena itu, ini memerlukan campur tangan manusia yang lebih sedikit dan tenaga kerja keseluruhan. Juga, ada sedikit atau tidak ada margin kesalahan dengan efisiensi pemotongan yang meningkat.

3. Pencegahan Kerusakan

Ada anggapan bahwa pemotongan laser logam menyebabkan keruncingan. Namun, itu tidak benar. Panas dari pemotongan laser hanya mempengaruhi bagian kecil dari bahan, tidak mempengaruhi toleransi.

Lebih lanjut, proses pemotongan laser cepat; laser memanaskan dan meleleh bagian yang akan dihapus. Jadi, panas tidak secara signifikan mempengaruhi bagian lain dari bahan. Dalam kebanyakan kasus, tidak ada distorsi atau keruncingan bahan Anda.

4. Kompatibel dengan Sebagian Besar Bahan

Keuntungan kritis lain dari metode manufaktur pengurangan ini adalah kemampuannya untuk bekerja dengan berbagai macam bahan. Ini dengan mudah memotong melalui setiap bahan, apakah itu tembaga, aluminium, baja tahan karat, atau bahkan titan. Akhirnya, ini melibatkan penggunaan laser pada suhu sangat tinggi untuk meleleh bahan.

5. Biaya Relatif Rendah

Memang, mesin pemotongan laser mahal. Namun, dibandingkan dengan mesin CNC lainnya, ini lebih hemat biaya. Lebih lanjut, ini adalah satu mesin untuk semua – yaitu, satu mesin pemotongan laser ideal untuk semua operasi pemotongan Anda. Anda tidak perlu modifikasi mesin untuk operasi pemotongan yang berbeda.

Selain itu, ini awet. Perangkat tidak membuat kontak dengan bahan yang Anda potong, jadi ada sedikit atau tidak ada gesekan atau aus permukaan. Juga, ini tidak memiliki banyak bagian, jadi ada lebih sedikit persyaratan pemeliharaan dan perawatan. Secara umum, ada biaya operasional yang lebih rendah untuk menggunakan pemotong laser dibandingkan alat manufaktur konvensional lainnya.

6. Keversatan Tinggi

Selain kompatibilitas pemotongan laser dengan sebagian besar bahan, proses ini sangat serbaguna. Tidak seperti perangkat lain, Anda dapat menggunakan pemotong laser untuk beberapa fungsi pemotongan, dari potongan sederhana hingga kompleks dan yang memerlukan toleransi ketat dan desain yang rumit. Fitur ini menjadikannya pilihan yang baik untuk sebagian besar industri.

7. Konsumsi Energi Rendah

Memang, pemotong laser memerlukan daya untuk memanaskan dan meleleh bahan secara efektif selama pemotongan. Namun, teknik pemotongan ini lebih efisien energi dibandingkan metode pemotongan lainnya.

Selain itu, tidak seperti mesin lain, ini memiliki lebih sedikit bagian bergerak, yang berarti kebutuhan energi lebih rendah. Juga, kecepatan tinggi mesin berarti pemotongan yang cepat, menghemat waktu dan energi.

Kekurangan Pemotongan Laser Logam Tipis

Kekurangan utama dari pemotongan laser logam tipis meliputi hal berikut:

1. Memerlukan Operator Teknis

Untuk menggunakan mesin pemotongan laser secara efektif, Anda membutuhkan ahli yang memahami semua fiturnya dan dapat dengan cepat menemukan masalah untuk melakukan koreksi yang tepat tepat waktu. Jika Anda tidak menyiapkan perangkat dengan benar, Anda dapat merusak bahan Anda atau mesin itu sendiri. Jadi jika Anda ingin menjalankan layanan pemotongan laser, Anda perlu mengpekerjakan profesional.

2. Keterbatasan Ketebalan Logam

Pemotong laser memiliki kompatibilitas yang sangat baik dengan sebagian besar bahan, terutama logam tipis. Namun, Anda mungkin mempertimbangkan teknik pemotongan lain saat bekerja dengan logam tebal. Di sebagian besar industri manufaktur, pemotong laser memotong lembar aluminium dengan ketebalan maksimal 15 mm dan 6 mm untuk baja.

3. Pelepasan Asap dan Gas Berbahaya

Kami telah menetapkan bahwa pemotongan laser melibatkan penggunaan panas untuk meleleh bahan yang dipotong. Saat mesin meleleh setiap bahan, itu melepaskan asap dan gas berbahaya ke lingkungan. Oleh karena itu, disarankan untuk menggunakan mesin ini di ruang yang berventilasi baik.

4. Investasi Awal Tinggi

Biaya perolehan pemotong laser berkualitas tinggi mahal. Ini lebih dari $2000, hampir dua kali harga mesin pemotongan lain, seperti pemotong air jet. Untuk menjalankan bisnis dengan pemotong laser, Anda harus siap untuk melakukan investasi awal.

Tips Penting untuk Pemotongan Laser Bagian

Untuk memenuhi spesifikasi presisi dan kualitas pemotongan laser untuk bagian Anda, patuhi pedoman berikut.

1. Pilih Bahan yang Tepat

Pilihan bahan esensial untuk setiap proses manufaktur. Bahan yang Anda pilih untuk bagian Anda tergantung pada properti yang Anda inginkan untuk produk akhir. Selain lembar logam seperti aluminium dan seng, plastik dan polimer lainnya adalah opsi yang baik untuk pembuatan bagian, tergantung pada kebutuhan Anda. Beberapa properti yang dicari produsen saat memilih bahan termasuk fleksibilitas, maleabilitas, ductilitas, kekakuan, dll.

2. Desain dengan Perangkat Lunak yang Membuat File Vektor

Mesin pemotongan laser hanya bekerja dengan file vektor. Oleh karena itu gunakan perangkat lunak seperti Adobe Illustrator untuk memvektorisasi desain Anda. File ini memiliki format seperti .ai, .step, .eps, dll.

3. Ingat Kerf

Kerf adalah bagian bahan yang menguap saat berkas laser difokuskan pada benda kerja. Saat merancang bagian Anda, Anda harus mempertimbangkan kerf dalam desain Anda.

4. Detail Harus Tidak Lebih Kecil dari Ketebalan Logam

Ketebalan logam adalah faktor penting yang perlu dipertimbangkan dengan layanan pemotongan laser. Semakin tebal lembar logam Anda, semakin tidak mungkin laser menembus.

5. Jarak Minimum Antara Garis Pemotongan

Jarak yang memadai sangat penting untuk mendapatkan hasil terbaik dari pemotongan laser. Jarak minimum dalam pemotongan laser logam tipis harus sama dengan ketebalan bahan Anda. Misalnya, jika Anda memotong lembar logam 2 mm, Anda harus menyisakan jarak 2 mm.

Aplikasi Bagian Pemotongan Laser

Berikut adalah aplikasi pemotongan laser.

1. Peralatan Medis

Kereta roda, ranjang, peralatan bedah, pin ortopedis, batang, dll., semuanya mengandung logam yang dipotong laser. Meskipun banyak alat bedah sekarang dicetak 3D, pemotongan laser adalah teknik andalan untuk memfabrikasinya.

2. Produksi Perhiasan

Sebagian besar desain perhiasan mengandung desain yang rumit yang dapat dengan mudah dipetakan oleh pemotong laser. Seringkali, potongan perhiasan dirancang dari bahan tipis. Oleh karena itu, pemotongan laser cocok untuk fabrikasi perhiasan.

3. Desain Interior

Lembar logam yang dipotong laser adalah pilihan yang baik untuk pembagi ruangan yang dapat membantu meningkatkan tampilan keseluruhan ruangan dan menciptakan lebih banyak ruang. Memanfaatkan presisi pemotongan laser dengan kreativitas produsen dapat memberikan penampilan kustom yang Anda inginkan untuk ruangan Anda.

4. Industri Penerbangan

Karena akurasi dimensi yang tinggi, industri penerbangan adalah salah satu pengguna paling signifikan dari teknologi pemotongan laser. Sebagian besar bagian pesawat, dan perangkat lain seperti detektor logam, kereta roda, konveyor, dll., melalui beberapa operasi pemotongan selama manufaktur.

Kesimpulan

Kesimpulannya, Anda harus secara menyeluruh memahami pemotongan laser logam tipis. Ini adalah proses manufaktur canggih untuk fabrikasi volume besar dan bagian dengan persyaratan akurasi dimensi yang tinggi. Anda dapat memutuskan apakah Anda ingin menerapkan metode ini untuk kebutuhan manufaktur Anda.

Jika Anda ingin bekerjasama dengan perusahaan yang menjamin layanan pemotongan laser berkualitas, layanan pemotongan logam tipis WayKen adalah apa yang Anda inginkan untuk fabrikasi Anda. Kami adalah perusahaan bersertifikat ISO yang menyediakan layanan fabrikasi logam tipis terbaik untuk manufaktur cepat dan produksi kustom. Tidak peduli pengelaman logam tipis, stempel, pengelasan, dll, kami dapat memenuhi semua kebutuhan pemesinan Anda.

FAQ

Apakah Pemotong Laser Akan Merusak Bahan Saya?

Tidak. Meskipun banyak orang berpikir suhu tinggi pemotongan laser dapat merusak bahan. Namun, pemotong laser sangat presisi dan bekerja dengan kecepatan luar biasa, sehingga berkas hanya meleleh bagian yang Anda niatkan untuk dipotong. Juga, kecepatan tinggi berarti bahan Anda tidak terpapar suhu tinggi terlalu lama.

Apakah Saya Harus Outsource atau Membeli Mesin Pemotongan Laser untuk Bagian Logam Tipis Saya?

Teknik pemotongan laser esensial untuk berbagai operasi manufaktur. Ini adalah proses yang sangat efektif yang cocok untuk memotong sebagian besar bahan, terutama logam tipis.

Lebih baik untuk outsourcing operasi pemotongan Anda jika Anda menjalankan layanan manufaktur skala kecil. Artinya, sewa layanan untuk kebutuhan pemotongan laser Anda. Ini akan membantu Anda menghemat biaya, yang dapat dialokasikan ke aspek produksi lainnya. Hubungi Waken untuk kebutuhan pemotongan laser dan fabrikasi logam tipis Anda.

Selain Pemotongan Laser, Proses Lain yang Saya Pilih untuk Proyek Saya?

Pemotongan laser bukanlah satu-satunya metode pemotongan presisi untuk manufaktur industri. Jika Anda memilih untuk tidak menggunakan pemotong laser untuk fabrikasi Anda atau bingung bagaimana memotong bentuk ke dalam lembar logam Anda? Berikut adalah alternatif yang baik untuk dipilih untuk kebutuhan manufaktur Anda.

• EDM – Pemesinan Listrik Disarji
• Pemotongan air jet
• Pemesinan CNC milling
• Punchng