Keuntungan dan Kerugian Pemotongan Laser

Material tidak dapat mengubah struktur mikro permukaannya kecuali jika dipotong. Pemotongan laser adalah salah satu teknik pemotongan material yang paling umum untuk pemesinan. Teknik ini memudahkan pembuatan pola sesuai dengan desain dan hasil yang diinginkan. Metode ini melibatkan peleburan, pembakaran, dan penguapan material dengan bantuan sinar laser yang kuat. Meskipun proses ini cukup bermanfaat, penting untuk memahami berbagai manfaat dan kekurangan pemotongan laser.

Proses pemotongan dilakukan dengan bantuan pemotong laser. Pemotong laser menggunakan sinar laser yang sangat halus untuk memfokuskan pada material. Namun, sebelum mulai memotong, Anda harus memiliki tujuan yang jelas berdasarkan desain atau pola Anda. Dulu, memotong material keras tertentu menggunakan proses konvensional sulit. Namun, dengan hadirnya pemotong laser, hal itu menjadi lebih mudah.

Di sini, kami akan memandu Anda melalui semua yang perlu Anda ketahui tentang pemotongan laser. Kami juga membahas cara kerjanya serta manfaat dan kekurangannya.

Apa itu Pemotongan Laser, dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Banyak industri manufaktur kini menggunakan mesin kontrol numerik komputer untuk mempercepat proses produksi mereka. Perangkat ini menggunakan berbagai proses, termasuk: layanan pemotongan laserSemua mesin kontrol numerik komputer mengeluarkan perintah ke mesin setelah mengubah gambar digital menjadi bahasa komputer.

Bahasa ini menyediakan instruksi yang dibutuhkan perangkat untuk mengeksekusi desain. Hubungan antara bahasa dan mesin ini analog dengan pengiriman gambar ke printer. Mesin pemotong laser juga bekerja dengan cara yang sama, dan dapat menyelesaikan desain dengan cepat.

Desain produk pemotongan laser memungkinkan penggunaan berkas vektor 2D untuk memandu laser. Produk ini terdiri dari resonator laser. Resonator ini mengandung serat kaca atau, dalam kasus tertentu, campuran gas dari badan kristal. Prosedur pemotongan material yang digunakan oleh perancang menentukan resonator penyusunnya. Masukan energi ke dalam campuran akan memulai proses pemotongan. Laser kemudian difokuskan setelah campuran melewati berbagai lensa cermin.

 Bagaimana Cara Kerja Pemotongan Laser?

Sebelum membahas manfaat dan kekurangan pemotongan laser, penting untuk memahami cara kerjanya. Mesin pemotong laser bekerja serupa dengan mesin CNC, tetapi dengan laser berdaya lebih tinggi. Laser akan memandu material atau sinar laser menggunakan CNC dan optik. Alat ini akan memotong material dan mengontrol pergerakannya menggunakan kode CNC atau G yang telah ditentukan.

Material akan meleleh, menguap, dan terbakar setelah sinar laser difokuskan. Selain itu, Anda dapat memperoleh permukaan tepi akhir berkualitas tinggi dengan meniup material menggunakan gas. Pembentukan sinar laser terjadi dalam wadah tertutup dengan mengaktifkan material laser menggunakan lampu atau pelepasan listrik.

Setelah refleksi internal melalui cermin parsial, material laser diperkuat. Proses ini berlanjut hingga energi yang cukup terakumulasi dalam bentuk cahaya monokromatik yang koheren. Penggunaan serat optik atau cermin untuk memfokuskan area kerja meningkatkan intensitas cahaya.

Diameter sinar laser kurang dari 0,32 mm pada tepi tertipisnya. Sebaliknya, lebar kerf bisa sekecil 0,10 mm. Namun, ini ditentukan oleh ketebalan material. Jika pemotongan dengan mesin pemotong laser tidak dimulai dari tepi material, gunakan proses penusukan.

Prosedur penusukan memungkinkan laser membuat lubang pada material dengan daya tinggi. Misalnya, membakar lembaran baja tahan karat setebal 13 mm membutuhkan waktu 5 hingga 15 detik.

Keuntungan Utama Pemotongan Laser

Pemotongan laser memiliki keunggulan nyata. Keunggulan ini muncul ketika kebutuhan material, ketebalan, dan kualitas Anda sesuai dengan proses. Di bawah ini, setiap keunggulan mencakup "alasan" dan kondisi yang membuatnya menjadi kenyataan.

Presisi Tinggi & Kerf Sempit

Pemotongan laser dapat menghasilkan kontur yang sangat akurat. Hal ini dikarenakan sinar laser yang sempit dan gerakannya dikontrol oleh CNC. Di bengkel sungguhan, toleransi yang dapat dicapai bergantung pada kelas dan ketebalan mesin. Toleransi ini juga bergantung pada perilaku termal. Namun, seringkali cukup baik untuk mengurangi pemesinan selanjutnya pada profil 2D. Cara ini paling efektif untuk komponen dengan geometri yang rapat, lubang, dan kebutuhan tepi yang konsisten.

Kecepatan Tinggi pada Ketebalan Tipis hingga Sedang

Pemotongan laser cepat untuk material tipis hingga sedang. Prosesnya kontinu, non-kontak, dan sangat otomatis. Bentuk yang rumit seringkali terpotong dengan baik karena "alat"-nya tidak berubah. Ini paling cocok untuk produksi lembaran bersarang. Dalam kasus ini, throughput lebih penting daripada fitur 3D yang mendalam.

Pengulangan yang Sangat Baik

Pengulangan adalah alasan kuat untuk menggunakan pemotongan laser dalam produksi. Setelah Anda menetapkan parameter, proses dapat menghasilkan komponen secara konsisten. Parameter ini meliputi material, gas, fokus, dan kecepatan. Ini paling baik untuk produksi seri. Dalam pekerjaan ini, komponen yang identik harus cocok tanpa pengerjaan ulang yang konstan.

Pemotongan Tanpa Kontak

Baloklah yang melakukan pemotongan. Ini berarti tidak ada gaya potong dari alat yang berputar. Juga tidak ada tepi alat yang aus. Ini membantu ketika suatu komponen memiliki fitur yang halus atau jaring yang tipis. Metode ini paling baik untuk profil yang rumit. Komponen seperti ini akan bergetar, bengkok, atau bergerigi jika dipotong secara mekanis.

Kompleksitas Fleksibel

Pemotong laser tidak memerlukan alat baru untuk kontur baru. Jadi, kompleksitas sebagian besar merupakan masalah pemrograman dan stabilitas. Hal ini membuat profil 2D yang kompleks tidak serta merta lebih mahal. Hal ini paling baik untuk perubahan desain yang sering terjadi, prototipe, dan sarang komponen campuran.

Pemanfaatan Material

Pemotongan laser bekerja dengan baik dengan perangkat lunak nesting. Hal ini seringkali meningkatkan penggunaan lembaran dan mengurangi sisa. Penghematan akan terlihat ketika Anda menjalankan nesting berulang. Penghematan juga akan terlihat ketika biaya material merupakan bagian besar dari total biaya. Ini paling baik untuk program lembaran bervolume tinggi dan material mahal.

Potensi Otomatisasi

Pemotongan laser secara alami cocok dengan alur kerja CNC. Pemotongan laser dapat diintegrasikan dengan sistem bongkar muat. Bahkan tanpa otomatisasi penuh, pemotongan laser seringkali mengurangi pekerjaan manual. Hal ini berlaku jika dibandingkan dengan pengaturan pemotongan multi-tahap. Pemotongan laser paling cocok untuk sel produksi yang berfokus pada hasil yang dapat diprediksi.

Kerugian dan Keterbatasan Utama

Kelemahan pemotongan laser sebagian besar terletak pada rentang prosesnya. Rentang ini meliputi ketebalan, panas, asap, dan sensitivitas terhadap pengaturan. Memahami batasan-batasan ini membantu Anda menghindari kualitas yang buruk, masalah keamanan, dan kejutan biaya.

Batas Ketebalan & Produktivitas

Pemotongan laser dapat memotong logam tebal. Namun, produktivitas dan kualitas mata potong biasanya menurun seiring bertambahnya ketebalan. "Ketebalan maksimum" yang praktis bukanlah angka tunggal. Angka tersebut bergantung pada daya laser, kualitas material, gas, dan kebutuhan kualitas. Jendela operasi Anda mungkin sempit jika spesifikasi Anda menuntut mata potong yang sangat bersih pada pelat tebal.

Efek Panas pada Tepi

Pemotongan laser adalah proses termal. Proses ini dapat menciptakan zona terpengaruh panas (HAZ). Proses ini juga dapat menyebabkan oksidasi atau perubahan warna pada tepi. Hal ini bergantung pada gas dan material yang digunakan. Dross, microburr, dan lancipnya tepi merupakan masalah umum di bengkel ketika parameter berubah. Jika langkah Anda selanjutnya adalah pengelasan atau pelapisan, kondisi tepi bukan hanya sekadar tampilan. Kondisi ini dapat memengaruhi kinerja.

Bahan Reflektif/Masalah

Beberapa material memang menantang. Hal ini bisa disebabkan oleh reflektivitas, konduktivitas, lapisan, atau permukaan yang tidak rata. Sekalipun material "dapat dipotong", kontrol yang lebih ketat mungkin diperlukan. Hal ini berlaku untuk strategi fokus, gas, dan pierce. Jika stabilitas penting, perkirakan waktu pengembangan tambahan untuk kasus-kasus ini.

Asap & Persyaratan Keselamatan

Pemotongan laser dapat menghasilkan asap dan partikel. Beberapa material, seperti plastik dan lembaran berlapis tertentu, menghasilkan gas berbahaya. Pengaturan laser yang aman membutuhkan ekstraksi dan filtrasi yang tepat. Pengaturan ini juga memerlukan aturan untuk material. Hal ini bersifat opsional. Melewatkan hal ini dapat dengan cepat mengubah proses yang baik menjadi bahaya di bengkel.

Biaya Awal dan Biaya Operasional

Pemotong laser industri membutuhkan investasi awal yang besar. Biaya operasionalnya bukan hanya listrik. Penggunaan gas pembantu, perawatan optik, dan bahan habis pakai semuanya menambah biaya per komponen. Waktu henti dan waktu operator juga berkontribusi. Layanan bisa hemat biaya jika Anda tidak membeli peralatannya. Namun, harga dapat naik dengan cepat untuk pelat tebal, spesifikasi yang ketat, dan material yang sulit.

Sensitivitas Proses

Pemotongan laser tidak selalu merupakan pekerjaan "tekan mulai dan selesai". Pengaturan yang salah dapat menyebabkan luka bakar, kerak tebal, atau tepi kasar. Hal ini juga dapat menghasilkan kerf yang tidak konsisten. Keterampilan operator sangat penting saat melakukan penusukan. Hal ini juga penting saat memotong pelat tebal atau material reflektif.

Kapan Pemotongan Laser Merupakan Pilihan yang Tepat?

Pemotongan laser adalah pilihan yang tepat untuk komponen dengan potongan tembus 2D. Pilihan ini juga tepat jika prioritas Anda adalah presisi, kecepatan, dan pengulangan. Gunakan daftar periksa singkat ini untuk memutuskan.

• Komponen Anda berupa profil 2D (lembaran/pelat) atau profil tabung. Komponen ini tidak cocok untuk pemesinan 3D yang mendalam.
• Kualitas tepi dan konsistensi dimensi penting dalam satu batch.
• Anda memerlukan kontur yang rumit tanpa perkakas khusus.
• Penumpukan material dan pengurangan sisa akan sangat memengaruhi biaya.
• Bahan dan ketebalan Anda sesuai dengan jendela proses yang stabil untuk kebutuhan kualitas Anda.

Jika beberapa jawaban "Tidak", pemotongan laser mungkin masih bisa dilakukan. Namun, Anda harus mengantisipasi adanya penyetelan lebih lanjut. Anda mungkin juga akan melihat biaya per komponen yang lebih tinggi atau penurunan tampilan tepi.

Kesimpulan

Dari sudut pandang kami di Yonglihao Machinery, Pro dan kontra pemotongan laser terletak pada batasan proses. Ketika material, ketebalan, dan kebutuhan tepi sesuai dengan jendela yang stabil, pemotongan laser dapat memenuhinya. Pemotongan laser menawarkan presisi, pengulangan, dan kecepatan dengan sedikit perkakas. Jika Anda melampaui batas tersebut, prosesnya bisa menjadi mahal dan tidak konsisten. Hal ini terjadi pada pelat tebal, material yang sulit, atau kontrol asap yang lemah.

Jika Anda mencari layanan pemotongan laser atau merencanakan alur kerja Anda sendiri, mulailah dengan kondisi batas terlebih dahulu. Kemudian, optimalkan kecepatan dan biaya. Urutan tersebut akan mencegah sebagian besar masalah.

Tanya Jawab Umum

Apakah pemotongan laser selalu merupakan pilihan yang paling tepat?

Tidak. Pemotongan laser memang presisi, tetapi akurasi akhir bergantung pada mesin, ketebalan, dan efek panas. Pemotongan laser bisa sangat baik untuk profil tipis hingga sedang. Namun, pelat yang lebih tebal dan kebutuhan tepi yang ketat dapat mempersempit celah. Selalu hubungkan "presisi" dengan material, ketebalan, dan metode inspeksi Anda.

Mengapa ketebalan sangat mengubah kualitas pemotongan?

Material yang lebih tebal lebih sulit dilelehkan dan dibersihkan melalui kerf. Seiring bertambahnya ketebalan, aliran panas dan pembersihan gas menjadi lebih sensitif. Hal ini meningkatkan risiko terbentuknya kerak dan meruncing. Itulah sebabnya pengaturan yang terlihat bagus pada lembaran tipis dapat gagal pada pelat tebal.

Apa saja kerugian paling umum dalam produksi harian?

Masalah produksi yang paling umum adalah dross, oksidasi tepi, dan sensitivitas parameter. Masalah-masalah ini biasanya berkaitan dengan pengaturan gas, posisi fokus, atau kondisi permukaan material. Kontrol proses yang baik memecahkan lebih banyak masalah daripada sekadar menambah daya.

Apakah saya benar-benar memerlukan ekstraksi asap jika saya hanya memotong logam?

Ya. Pemotongan logam masih menghasilkan partikel dan asap. Beberapa pelapis menciptakan bahaya tambahan. Meskipun gasnya tidak terlalu beracun, partikel halus tetap berisiko bagi kesehatan. Partikel-partikel ini juga merupakan masalah kebersihan. Ventilasi dan filtrasi yang tepat melindungi manusia, optik, dan waktu operasional.

Kapan layanan pemotongan laser lebih hemat biaya daripada membeli mesin?

Layanan seringkali lebih hemat biaya ketika volume pekerjaan Anda tidak menentu atau pekerjaan sangat bervariasi. Layanan ini memungkinkan Anda menghindari pembelian peralatan sementara Anda membayar per pekerjaan. Jika pekerjaan Anda stabil, repetitif, dan bervolume tinggi, memiliki mesin bisa menjadi pilihan yang masuk akal. Hal ini hanya berlaku jika Anda memiliki staf dan perawatan yang memadai.