Pemotongan Laser Lembaran Logam: Teknik dan Wawasan

Manufaktur industri biasanya menggunakan proses manufaktur subtraktif untuk membuat produk. Pemotongan laser lembaran logam, sebuah langkah produksi yang krusial, merupakan contoh utama dari proses tersebut. Proses ini memfokuskan sinar laser pada permukaan material. Sinar laser tersebut kemudian dibakar, diuapkan, atau dilelehkan, dan menghasilkan hasil yang diinginkan.

Karena pemotongan laser adalah teknik presisi, hal ini menyederhanakan kesulitan pembuatan komponen yang rumit. Yonglihao Machinery dapat menyediakan Anda dengan kualitas tinggi. layanan pemotongan laser logamTeruslah membaca untuk mempelajari tentang pemotongan laser lembaran logam.

Apa itu Pemotongan Laser Lembaran Logam?

Fabrikasi lembaran logam merupakan salah satu proses manufaktur industri yang paling umum. Oleh karena itu, pemotongan laser lembaran logam tampaknya menjadi salah satu metode yang paling populer. Pemotongan laser menggunakan sinar cahaya berkekuatan tinggi (laser) untuk memotong lembaran logam datar dan tipis. Proses ini dipandu oleh teknologi optik dan kontrol numerik komputer (CNC). Inilah alasan mengapa komponen yang dipotong laser memiliki presisi tinggi.

Sejarah Pemotongan Laser Lembaran Logam

Teknologi pemotongan laser telah ada selama lebih dari 60 tahun. Upaya pertama untuk memotong lembaran logam dimulai pada tahun 1960. Pada tahun 1964, laser CO2 digunakan untuk fitur-fitur presisi seperti pengelasan pegas jam. Pemotongan laser menawarkan keunggulan otomatisasi dan presisi tinggi dibandingkan metode pemotongan lainnya. Hal ini membuatnya populer untuk manufaktur sensitif dan produksi massal.

Laser serat awalnya diproduksi pada tahun 1960-an. Namun, laser ini baru tersedia secara komersial pada akhir tahun 1980-an. Tahun 1990-an dikenal sebagai masa keemasan teknologi laser karena diperkenalkannya berbagai laser berdaya tinggi, seperti laser solid-state, yang sangat meningkatkan efisiensi dan produksi. Pada awal tahun 2000-an, layanan pemotongan laser telah menjadi teknologi manufaktur yang diterima secara luas untuk berbagai industri, termasuk otomotif dan kedirgantaraan.

Jenis Laser untuk Pemotongan Lembaran Logam

Ada tiga jenis laser yang digunakan untuk memotong material dalam manufaktur industri. Setiap pemotong laser memiliki karakteristik unik yang membedakannya. Oleh karena itu, berikut ikhtisar lengkap ketiga jenis pemotong laser tersebut.

Laser Serat

Peralatan pemotongan laser serat merupakan salah satu instrumen pemotongan presisi paling canggih. Laser ini merupakan laser solid-state yang menggunakan laser benih untuk memperbesar sinar menembus serat kaca tertentu. Laser ini efektif untuk memotong logam, paduan, dan nonlogam seperti kaca, plastik, dan kayu. Selain untuk aktivitas pemotongan sederhana, laser ini juga cocok untuk pengukiran dan anil logam.

Laser serat memiliki kerf yang lebih besar dibandingkan laser lainnya karena dayanya yang lebih tinggi. Masa pakainya yang panjang, setidaknya 25.000 jam, sehingga membutuhkan perawatan yang lebih sedikit. Laser serat menghasilkan beberapa sinar yang paling tahan lama dan kuat. Namun, laser serat paling cocok untuk memotong material dengan ketebalan kurang dari 20 mm.

Laser CO₂

Laser CO2 menghasilkan berkas cahaya dengan mengalirkan listrik melalui tabung berisi campuran gas. Campuran gas ini sebagian besar terdiri dari karbon dioksida dan gas mulia. Helium dan nitrogen, khususnya, adalah gas yang paling umum digunakan dalam laser.

Namun, laser CO₂ kurang kuat dibandingkan laser serat. Perangkat laser CO₂ hanya dapat memotong material non-logam seperti kayu, akrilik, dan plastik. Dalam beberapa kasus, laser CO₂ juga dapat digunakan untuk pemotongan laser lembaran logam. Contohnya termasuk lembaran aluminium tipis dan logam non-ferrous lainnya.

Laser Kristal

Pemotong laser kristal tersedia dalam dua bentuk: kristal Nd: YAG (yttrium aluminium garnet yang didoping neodymium) dan Me: YVO (yttrium ortho vanadate yang didoping neodymium, YVO4). Keduanya merupakan mesin pemotong yang sangat kuat. Namun, harganya cukup mahal dan hanya memiliki setengah masa pakai laser serat (8.000 hingga 15.000 jam). Laser ini dapat memotong logam berlapis maupun tidak berlapis, non-logam, dan polimer. Selain itu, laser kristal dapat memotong keramik dalam kondisi tertentu.

Tiga Proses Pemotongan Laser Lembaran Logam

Pemotongan laser lembaran logam adalah proses termal yang menggunakan sinar laser untuk memotong sebagian lembaran logam. Ada tiga metode utama untuk memotong lembaran logam.

Pemotongan Fusi Sinar Laser

Pemotongan fusi menggunakan gas pemotong inert, seringkali nitrogen atau argon, untuk mendorong material cair dari obor pemotong. Penggunaan gas inert ini mencegah oksidasi pada ujung pemotongan tanpa mengganggu proses. Prosedur ini sesuai untuk lembaran datar dan tipis, serta untuk material yang harus memenuhi standar visual tinggi dengan pasca-pemrosesan minimal.

Pemotongan Api Sinar Laser

Material cair dikeluarkan menggunakan gas oksigen selama pemotongan api dengan sinar laser. Hal ini menciptakan reaksi eksotermik, yang meningkatkan total energi yang dibutuhkan untuk operasi tersebut. Metode ini cocok untuk memotong baja lunak dan lembaran logam lainnya, serta material yang dapat melebur seperti keramik.

Pemotongan sublimasi sinar laser

Jenis pemotongan laser ini menggunakan laser untuk menguapkan bagian material yang kurang meleleh. Mirip dengan pemotongan fusi, gas inert seperti nitrogen, helium, atau argon digunakan sebagai gas pemotong untuk memastikan mata potong bebas dari oksidan. Meskipun lambat, proses ini menghasilkan mata potong berkualitas tinggi untuk pemotongan yang presisi.

Keuntungan Pemotongan Laser Lembaran Logam

Berikut adalah lima manfaat penting dari pendekatan produksi ini:

Pemotongan Presisi Tinggi

Manufaktur pemotongan laser menggunakan sinar cahaya untuk memotong logam dengan presisi ekstrem. Laser melelehkan dan menguapkan material dengan akurasi dan presisi yang lebih tinggi dibandingkan banyak proses pemotongan konvensional. Beberapa peralatan pemotong die memiliki tingkat toleransi 1 hingga 3 mm. Namun, pemotong laser dapat memotong dengan akurasi serendah 0,003 mm.

Pemanfaatan Lembar Tinggi

Pemotong laser memungkinkan pemanfaatan sebagian besar material fabrikasi. Proses ini hanya menyisakan sedikit atau bahkan tidak ada ruang untuk limbah. Hal ini karena mesin memaksimalkan jumlah komponen yang dapat digunakan pada lembaran logam. Dengan demikian, Anda tidak perlu khawatir akan kelebihan material. Anda dapat membeli jumlah yang tepat dan yakin bahwa material tersebut akan mencukupi.

Fleksibilitas Pemotongan Ekstrim

Proses pemotongan laser sangat adaptif dan serbaguna. Satu pemotong laser dapat digunakan untuk berbagai tugas pemotongan, seperti pemotongan sederhana, pemotongan rumit dengan detail, penandaan, pengeboran, dan pengukiran. Oleh karena itu, produsen tidak perlu mengganti perkakas secara berkala selama proses berlangsung.

Pemanfaatan Daya Rendah

Berbeda dengan peralatan pemotong lainnya, pemotong laser tidak memerlukan pergerakan bagian-bagian terpisah dari perangkat. Hal ini memungkinkan mereka untuk memotong potongan material secara efisien tanpa menggunakan terlalu banyak energi. Pemotong laser dapat beroperasi dengan energi 10 kW. Namun, sebagian besar operasi lainnya dapat memakan waktu hingga lima kali lipat dari jumlah tersebut.

Kerusakan Kecil atau Tidak Ada

Mungkin Anda percaya bahwa paparan panas terhadap material selama pemotongan laser akan mengakibatkan lengkungan, distorsi, atau bahkan kerusakan total. Namun, ini tidak benar. Komponen yang terkena panas dalam pemotongan laser bersifat minor dan hanya menimbulkan sedikit bahaya terhadap fitur atau toleransi komponen setelah fabrikasi.

Kekurangan Pemotongan Laser Lembaran Logam

Meskipun memiliki banyak kelebihan, pemotongan laser lembaran logam juga memiliki beberapa kekurangan. Mari kita bahas.

Kebutuhan Operator Spesialis

Agar dapat memanfaatkan pemotong laser Anda secara maksimal, Anda mungkin perlu menyewa seorang ahli untuk mengoperasikan mesin tersebut dalam proses pembuatan komponen. Seorang ahli, misalnya, akan segera menyadari kesalahan atau pengaturan yang salah yang dapat membahayakan proses produksi atau bahkan integritas mesin.

Batasan Ketebalan Logam

Meskipun pemotongan laser bekerja dengan baik pada berbagai macam material, termasuk lembaran logam, sebaiknya gunakan metode pemotongan lain saat bekerja dengan logam tebal. Pemotong laser pada umumnya ideal untuk memotong lembaran aluminium dengan ketebalan maksimum 15 mm dan baja dengan ketebalan 6 mm.

Gas Berbahaya

Saat memotong plastik, pemotong laser mengeluarkan asap berbahaya dalam jumlah besar. Hal ini terjadi karena mesin tersebut melelehkan dan menguapkan substansi plastik. Oleh karena itu, sangat penting untuk melakukan pemotongan laser di area berventilasi baik atau lingkungan kerja yang aman.

Investasi Awal Tinggi

Mesin pemotong laser berkualitas tinggi harganya mahal. Harga mesin pemotong laser standar bisa sekitar $3000, dua kali lipat harga mesin pemotong waterjet atau plasma. Oleh karena itu, menjalankan bisnis jasa pemotongan laser membutuhkan biaya awal yang signifikan.

Tips Desain untuk Bagian Pemotongan Laser

Untuk penggunaan layanan pemotongan laser yang efektif dan efisien pada produk Anda, Anda harus mengikuti tips berikut saat merancang produk pemotongan laser Anda.

Logam yang akan dipotong tidak boleh terlalu tebal.

Ketebalan merupakan komponen penting yang perlu dipertimbangkan dalam operasi pemotongan laser. Ketebalan berkaitan langsung dengan daya laser. Akibatnya, seiring bertambahnya ketebalan, kemampuan laser untuk menembus dan memotong material akan berkurang. Namun, meningkatkan daya laser dapat meningkatkan kemungkinan pemotongan material tersebut.

Ingat Kerf

Desain laser memerlukan pertimbangan yang disebut Kerf. Kerf adalah zat yang menguap saat sinar laser mengenai material pemotongan laser. Hal ini tidak hanya terjadi pada pemotongan laser. Kerf juga terlihat pada prosedur pemesinan subtraktif lainnya. Pemotongan laser kerf disebabkan oleh ketebalan sinar laser. Oleh karena itu, penting untuk mempertimbangkan hal ini di seluruh tahap desain.

Pilih Bahan yang Tepat

Pertimbangan terpenting sebelum melakukan operasi pemotongan laser adalah memilih material yang tepat. Pemilihan material ditentukan oleh atribut yang diinginkan untuk produk akhir. Kualitas material, seperti kekakuan, translusensi, dan elastisitas, bervariasi. Yonglihao Machinery menawarkan beragam pilihan pemotongan laser untuk lembaran logam, plastik, dan kertas.

Jarak Itu Penting

Untuk meminimalkan kesalahan dan memberikan hasil terbaik, pemotongan laser membutuhkan jarak yang presisi. Jarak minimum harus sama dengan ketebalan material. Misalnya, dalam pemotongan laser lembaran logam, jika lembaran logam memiliki ketebalan 2 mm, maka jarak antara kedua rute harus 2 mm. Hal ini sangat penting terutama jika Anda berencana mengerjakan berbagai desain lembaran logam dengan potongan laser.

Ubah Teks Anda menjadi Titik Jangkar dan Kurva

Tidak semua operasi laser melibatkan pemotongan teks. Jika Anda harus menyertakan teks, pastikan huruf-hurufnya diberi jarak dan menggunakan font besar. Ini memastikan operasi yang lebih lancar dan hasil yang maksimal. Jika huruf-hurufnya berdekatan, keduanya mungkin tumpang tindih. Hal ini akan menghasilkan tulisan yang tidak terbaca.

Haruskah Saya Berinvestasi pada Mesin Pemotong Laser atau Memilih Layanan?

Layanan pemotongan laser sangat penting untuk berbagai proses industri, baik untuk manufaktur peralatan kecil maupun organisasi besar seperti industri kedirgantaraan dan otomotif. Teknik ini merupakan prosedur yang sangat efektif dan efisien serta dapat digunakan dengan berbagai macam material.

Namun, pilihan bijak bagi perusahaan manufaktur skala kecil adalah memilih layanan daripada berinvestasi pada mesin. Karena ini merupakan metode yang luar biasa untuk menghemat uang sekaligus memberikan kualitas terbaik kepada klien. Namun, jika ada dana lebih, berinvestasi pada peralatan pemotongan laser bisa sangat menguntungkan. Hal ini karena instrumen ini menawarkan beberapa keunggulan.

Bagaimanapun, pilihan sepenuhnya ada di tangan produsen. Jika Anda memutuskan untuk menggunakan jasa, hubungi Yonglihao Machinery. Yonglihao Machinery dapat menyediakan layanan pemotongan laser berkualitas tinggi.

Mengapa Memilih Yonglihao Machinery?

Apakah Anda mencari perusahaan yang dapat menjamin layanan pemotongan laser berkualitas tinggi? Yonglihao Machinery adalah solusi ideal untuk kebutuhan fabrikasi Anda.

Kami adalah perusahaan terkemuka yang menawarkan layanan fabrikasi lembaran logam untuk prototipe cepat dan produksi khusus. Kami menjamin layanan pemotongan laser lembaran logam berkualitas tinggi. Selain itu, kami dapat menyediakan solusi sesuai permintaan yang hemat biaya sesuai kebutuhan Anda.

Kami juga menyediakan prototipe volume rendah dan produksi skala besar. Dengan Yonglihao Machinery, Anda dapat yakin bahwa produk Anda akan bebas dari masalah fabrikasi lembaran logam, terutama saat mengerjakan barang-barang unik dengan detail yang rumit. Selain itu, kami menyediakan produk berkualitas tinggi. Mesin CNC layanan, pencetakan 3D, dan layanan pengecoran mati.

Alternatif untuk Pemotongan Laser

Jika Anda tidak ingin menggunakan pemotongan laser dan tidak yakin cara memotong bentuk dari lembaran logam, berikut beberapa alternatif berkualitas tinggi untuk kebutuhan produksi Anda.

Musik EDM

Kawat EDM Cara kerjanya mirip dengan pemotongan laser. Hal ini karena EDM juga menggunakan panas untuk menghilangkan material. EDM menggunakan pelepasan listrik (percikan api) untuk memotong bentuk yang diinginkan dari suatu material. Dibandingkan dengan pemotongan laser, EDM menghasilkan permukaan akhir yang lebih halus dengan zona panas yang lebih kecil. EDM juga dapat digunakan untuk memotong material yang keras.

Penggilingan CNC

Penggilingan CNC Menggunakan pemotong putar berkecepatan tinggi untuk membentuk material. Operasi penggilingan bekerja dengan baik pada logam, paduan, dan nonlogam. Proses ini merupakan teknologi manufaktur subtraktif presisi tinggi, mirip dengan pemotongan laser. Perbedaan utama antara kedua metode ini adalah penggilingan menggunakan alat pemotong – pemotong putar – untuk mengukir atau membentuk desain. Pemotongan laser menggunakan sinar cahaya untuk melelehkan atau membakar bentuk desain.

Pemotongan Plasma

Pemotongan plasma adalah proses yang menggunakan aliran gas ion panas untuk memotong lembaran logam. Percikan listrik menghasilkan panas dalam jumlah besar dalam gas terkompresi, seperti udara, hidrogen, atau argon, yang menyebabkan atom-atom bergerak. Molekul-molekul tersebut kemudian terus saling bertabrakan, memisahkan mereka dari gas. Dibandingkan dengan pemotong laser, pemotong plasma dapat memotong logam yang jauh lebih tebal.

Kesimpulan

Pemotongan laser adalah teknologi yang digunakan dalam pembuatan prototipe cepat untuk memotong material. Halaman ini membahas cara kerjanya, sejarahnya, beberapa jenisnya, dan informasi lain yang mungkin Anda ketahui. Kami harap Anda telah mempelajari sesuatu tentang pemotongan laser. Namun, Anda dapat mengandalkan Yonglihao Machinery untuk menyediakan layanan pemotongan laser terbaik.