Laser pertama kali digunakan untuk memotong pada awal tahun 1970an. Ketika sinar laser terfokus mengenai benda kerja, area yang disinari akan memanas secara tajam hingga melelehkan atau menguapkan material tersebut. Setelah sinar laser menembus benda kerja, proses pemotongan dimulai: sinar laser bergerak sepanjang kontur sambil melelehkan material. Dan ini adalah pemotongan laser!
Parameter proses teknologi pemotongan laser
Teknologi pemotongan laser pasti sudah tidak asing lagi bagi semua orang. Teknologi pemotongan laser adalah metode pemrosesan yang menggunakan sinar laser dengan kepadatan-energi-tinggi untuk memotong bahan secara akurat. Ini banyak digunakan dalam pengolahan bahan logam dan non-logam. Peralatan pemotongan laser yang paling umum adalah mesin pemotongan laser.
Parameter proses utama pemotongan laser meliputi daya laser pemotongan, kecepatan pemotongan, ketebalan pemotongan, dan aliran gas. Faktor lain, seperti kualitas sinar laser, panjang fokus lensa, pengaburan, dan nosel, juga mempunyai pengaruh besar pada pemotongan laser.
1. Kekuatan laser
Kekuatan laser adalah salah satu parameter terpenting dari mesin pemotongan laser. Semakin tinggi dayanya, semakin cepat kecepatan potongnya dan semakin besar ketebalan pemotongannya. Secara umum, kekuatan laser adalah kekuatan laser.
Sedangkan untuk sifat material, jika reflektifitas permukaan material tinggi, maka ketika laser disinari ke permukaan material, lebih banyak energi yang akan dipantulkan kembali daripada diserap oleh material untuk pemotongan. Oleh karena itu, untuk memastikan energi yang cukup untuk pemotongan, kekuatan laser perlu ditingkatkan. Demikian pula, jika konduktivitas termal suatu bahan baik, panas yang dihasilkan oleh iradiasi laser akan cepat dialirkan ke dalam bahan, sehingga menyulitkan suhu area pemotongan untuk naik ke tingkat yang cukup untuk pemotongan. Saat ini, kekuatan laser juga perlu ditingkatkan untuk meningkatkan efisiensi pemotongan. Selain itu, pemotongan material dengan titik leleh tinggi juga membutuhkan daya laser dan kepadatan daya yang lebih besar. Karena bahan dengan titik leleh yang tinggi memerlukan energi yang lebih besar untuk melelehkan atau menguapkannya, sehingga tujuan pemotongan dapat tercapai.
2. Kecepatan potong
Dalam kondisi daya tertentu, ketika ketebalan pelat meningkat, sinar laser perlu menembus lapisan material yang lebih dalam untuk menyelesaikan pemotongan. Penelitian telah menunjukkan bahwa hubungan antara kecepatan potong dan kekasaran permukaan potongan bukanlah hubungan linier sederhana, namun menyajikan tren perubahan berbentuk U-. Artinya untuk material dengan ketebalan pelat yang berbeda dan kondisi tekanan gas pemotongan yang berbeda, terdapat titik kecepatan potong yang optimal. Bila memotong dengan kecepatan ini maka nilai kekasaran permukaan potongan dapat diminimalkan, yaitu potongan paling halus. Secara umum, semakin cepat kecepatan potong, semakin besar pula daya yang dibutuhkan.
Kecepatan pemotongan mengacu pada panjang yang dapat dipotong oleh mesin pemotongan laser per menit. Semakin cepat kecepatannya, semakin tinggi efisiensinya. Kecepatan potong mesin pemotongan laser berkaitan dengan jenis, ketebalan, kekerasan, dll. Bahan, dan juga dipengaruhi oleh kekuatan laser dan diameter titik.
3. Ketebalan pemotongan
Ketebalan pemotongan mengacu pada ketebalan bahan yang dapat dipotong oleh mesin pemotongan laser. Faktor-faktor yang mempengaruhi ketebalan pemotongan meliputi:
Kekuatan peralatan: Semakin tinggi kekuatan peralatan, semakin besar ketebalan yang dapat dipotong.
Jenis bahan: Bahan yang berbeda memiliki kekerasan, kepadatan dan ketangguhan yang berbeda, yang mempengaruhi ketebalan pemotongan.
Teknologi pemotongan: Teknologi pemotongan yang berbeda (seperti laser, jet air, plasma) memiliki ketebalan pemotongan maksimum yang berbeda.
Parameter proses pemotongan: Seperti kecepatan potong, tekanan gas, dll juga akan mempengaruhi ketebalan pemotongan.
4. Tekanan gas
Selama proses pemotongan peleburan, sinar laser memanaskan material hingga suhu leleh, dan gas yang dihembuskan saat ini berperan meniupkan logam cair, sehingga membentuk sayatan. Tekanan gas harus cukup besar untuk menghilangkan logam cair secara efektif dan menjamin kontinuitas pemotongan dan kejelasan sayatan. Laju aliran gas juga berhubungan dengan bentuk nosel. Bentuk nosel yang berbeda mempunyai pengaruh yang berbeda terhadap distribusi dan karakteristik aliran gas, sehingga laju aliran gas yang diterapkan juga akan berbeda. Saat memilih nosel dan mengatur laju aliran gas, perlu disesuaikan dan dioptimalkan sesuai dengan persyaratan pemotongan spesifik dan sifat material.
5. Balok
Keluaran mode pancaran laser sangat penting untuk efek pemotongan. Studi eksperimental menunjukkan bahwa lebar sayatan hampir sama dengan diameter titik laser selama pemotongan tanpa bantuan-oksigen-. Ukuran titik sebanding dengan panjang fokus lensa pemfokusan, yaitu semakin panjang panjang fokus, semakin besar titiknya; semakin pendek panjang fokusnya, semakin kecil titiknya. Namun demikian, meskipun lensa dengan panjang fokus pendek dapat memperoleh titik yang lebih kecil, kedalaman fokusnya juga akan berkurang. Semakin kecil kedalaman fokus, semakin ketat persyaratan jarak dari permukaan benda kerja ke lensa. Jumlah pengaburan memiliki dampak yang lebih besar pada kecepatan pemotongan dan kedalaman pemotongan, dan harus tetap tidak berubah selama proses pemotongan. Umumnya besaran pengaburan menggunakan nilai negatif, yaitu posisi fokus ditempatkan pada titik di bawah permukaan pelat potong.
6. Nozel
Nosel merupakan komponen penting yang mempengaruhi kualitas dan efisiensi pemotongan laser. Pemotongan laser umumnya menggunakan nosel koaksial (aliran udara dan konsentris sumbu optik), dan diameter saluran keluar nosel harus dipilih sesuai dengan ketebalan bahan pemotongan. Selain itu, jarak nozzle ke permukaan benda kerja juga berpengaruh besar terhadap kualitas pemotongan. Untuk menjamin stabilitas proses pemotongan, jarak ini harus tetap tidak berubah.
Standar evaluasi kualitas pemotongan laser
Penerapan laser pada pemotongan material logam sudah dikenal luas, namun banyak orang yang belum mengetahui bagaimana menilai kualitas pemrosesan saat menggunakan mesin pemotongan laser. Faktanya, kualitas pemotongan biasanya dinilai dari sudut pandang kekasaran permukaan ujung, gerinda bagian bawah, dan lebar celah.
1. Akhiri kekasaran wajah
Saat laser memotong material, hal itu dipengaruhi oleh aliran udara dan kecepatan umpan, dan permukaan ujungnya akan membentuk garis vertikal (atau miring). Semakin dalam garisnya, semakin kasar permukaan ujungnya, dan semakin dangkal garisnya, semakin halus permukaan ujungnya. Kekasaran tidak hanya mempengaruhi tampilan tepi, tetapi juga mempengaruhi karakteristik gesekan. Oleh karena itu, semakin rendah kekasarannya, semakin tinggi kualitas pemotongannya. Dengan menyesuaikan parameter seperti daya laser, kecepatan umpan, panjang fokus, jenis gas tambahan, dan tekanan udara, kekasaran permukaan ujung dapat terus dioptimalkan.
2. Duri bagian bawah
Prinsip pemotongan logam dengan laser adalah menguapkan logam secara instan melalui energi laser yang tinggi, dan membuang terak pada permukaan benda kerja melalui gas tambahan. Namun, dalam proses pemrosesan sebenarnya, faktor-faktor seperti ketebalan material, tekanan udara yang tidak mencukupi, dan kecepatan pengumpanan yang tidak sesuai akan menyebabkan beberapa terak membentuk gerinda setelah pendinginan dan menggantung di bagian bawah benda kerja. Saat ini, diperlukan pekerjaan deburring tambahan, yang menghabiskan jam kerja ekstra. Gerinda dan terak di bagian bawah benda kerja merupakan kriteria yang sangat penting untuk menilai kualitas pemotongan.
3. Memotong lebar jahitan
Lebar jahitan pemotongan mencerminkan keakuratan pemrosesan. Biasanya ini tidak mempengaruhi kualitas pemotongan. Lebar jahitan pemotongan hanya akan menjadi indikator penting ketika kontur atau pola yang presisi perlu dibentuk di dalam benda kerja. Lebar jahitan pemotongan menentukan diameter dalam minimum kontur. Semakin kecil lebar jahitan pemotongan, semakin presisi konturnya dan semakin kecil diameter lubang yang dapat diproses. Ini juga merupakan salah satu keuntungan penting pemotongan laser menggantikan pemotongan plasma.
Strategi peningkatan penerapan teknologi pemotongan laser
Dalam penerapan sebenarnya teknologi pemotongan laser, peningkatan efisiensi pemotongan, peningkatan kualitas pemotongan, dan pengurangan biaya pemotongan merupakan salah satu hal yang sering perlu kita pertimbangkan. Untuk meningkatkan teknologi pemotongan laser guna meningkatkan efisiensi produksi, kualitas pemotongan, dan menekan biaya, kita dapat memulai dari aspek berikut:
1. Dengan kemajuan teknologi laser, penggunaan laser berkekuatan lebih tinggi dapat meningkatkan kecepatan pemotongan secara signifikan, sekaligus mengurangi zona-yang terpengaruh panas dan deformasi material, menjadikan pemotongan lebih efisien dan kualitas lebih baik, terutama cocok untuk memotong material yang lebih tebal.
2. Sesuaikan parameter secara wajar seperti daya laser, kecepatan potong, jenis dan tekanan gas tambahan, serta jarak antara nosel dan material, dan buat pengaturan yang baik sesuai dengan material tertentu dan persyaratan pemotongan. Melalui beberapa pengujian, temukan kombinasi parameter optimal untuk meningkatkan efisiensi dan kualitas pemotongan.
3. Melalui sistem pemfokusan otomatis, posisi fokus laser secara otomatis disesuaikan dengan ketebalan dan jenis bahan untuk memastikan akurasi pemotongan.
4. Kurangi-waktu non-pemotongan dan tingkatkan efisiensi pengoperasian secara keseluruhan dengan memindahkan kepala pemotongan secara cepat ke titik awal pemotongan berikutnya.
5. Secara otomatis mendeteksi tepi dan sudut kemiringan material, secara otomatis menyesuaikan jalur pemotongan, dan mengurangi limbah material dan waktu pra-pemrosesan.
6. Gunakan perangkat lunak bersarang untuk simulasi pemotongan, rencanakan jalur pemotongan paling sederhana, kurangi goresan kosong, dan tingkatkan pemanfaatan material dan kecepatan potong.
7. Rawat dan servis mesin pemotongan laser secara teratur, seperti mengganti komponen yang aus, membersihkan komponen optik, mengkalibrasi peralatan, dll., untuk memastikan pengoperasian peralatan yang stabil dalam jangka panjang dan mempertahankan kinerja pemotongan yang optimal.
8. Jaga kebersihan lingkungan kerja mesin pemotongan laser, dengan suhu yang sesuai dan kelembapan sedang untuk menghindari dampak debu dan kelembapan berlebihan pada peralatan dan efek pemotongan.
9. Gunakan sistem kontrol dan perangkat lunak yang lebih canggih untuk meningkatkan akurasi kontrol dan kecepatan respons, serta mendukung tugas pemotongan yang lebih kompleks.
10. Terus memperhatikan perkembangan baru dalam teknologi laser, seperti sumber laser yang lebih efisien, sistem optik yang lebih canggih, algoritma perangkat lunak yang cerdas, dll., untuk terus meningkatkan kemampuan pemotongan.
Jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang pemotongan laser, atau ingin membeli mesin pemotongan laser terbaik untuk Anda, silakan tinggalkan pesan di situs web kami dan kirimkan email langsung kepada kami!
Hubungi kami: