Kuningan memiliki tampilan premium dan mudah diolah. Karena itu, kuningan banyak digunakan dalam pembuatan prototipe. Kita melihatnya digunakan untuk pelat nama, hiasan dekoratif, dan komponen listrik. Kuningan juga digunakan untuk perangkat keras yang perlu tahan terhadap korosi. Masalahnya sederhana: kuningan juga merupakan salah satu logam lembaran yang paling sulit dipotong dengan laser.
Di Yonglihao Machinery, kami adalah sebuah perusahaan jasa pembuatan prototipe. Pemotongan laser adalah salah satu proses utama kami. Ketika pelanggan membawa proyek kuningan kepada kami, mereka biasanya menginginkan dua hal. Mereka menginginkan tepi yang bersih dan detail yang presisi. Panduan ini menjelaskan pendekatan kami terhadap pemotongan laser kuningan dengan laser serat optik. Panduan ini mencakup parameter terpenting dan cara memperbaiki masalah umum yang membuang waktu dan menghasilkan komponen yang rusak.
Apa itu pemotongan laser kuningan?
Pemotongan kuningan dengan laser adalah proses termal. Sinar laser yang terfokus melelehkan kuningan. Kemudian, gas bantu meniup logam cair keluar dari jalur pemotongan, atau celah. Gas ini tidak opsional untuk kuningan; gas ini membantu membuat pemotongan menjadi mungkin dan dapat diulang. Proses ini tidak bersentuhan langsung. Ini berarti lembaran tidak bengkok atau rusak seperti yang dapat terjadi pada pemotongan dengan cara menggeser atau melubangi.
Dalam praktiknya, pemotongan laser Sangat cocok untuk prototipe kuningan. Bahan ini memungkinkan detail halus, perubahan cepat, dan bentuk yang konsisten dari satu bagian ke bagian lainnya. Kelemahannya adalah kuningan berperilaku berbeda dari baja lunak. Jika Anda memperlakukan kuningan seperti logam lainnya, Anda akan kesulitan dengan penusukan yang tidak stabil, kerak, gerinda, dan pemotongan yang gagal.
Bacaan Lebih Lanjut: 7 Material Terbaik untuk Pemotongan Laser
Mengapa Kuningan Sulit Dipotong dengan Laser?
Reflektivitas Tinggi dan Risiko Pemantulan Balik
Kuningan sangat reflektif, terutama karena kandungan tembaganya. Reflektivitas ini mengurangi jumlah energi laser yang diserap permukaan pada awal pemotongan. Hal ini juga meningkatkan risiko energi memantul kembali ke optik mesin dan sumber laser.
Hal ini menjadikan pemotongan kuningan sebagai tantangan baik dari segi kualitas maupun stabilitas proses. Jika genangan logam cair pertama terbentuk dengan cepat, reflektivitas akan menurun. Pemotongan kemudian menjadi lebih stabil. Jika genangan lelehan terbentuk perlahan, prosesnya dapat berfluktuasi antara peleburan sebagian dan refleksi. Di sinilah sebagian besar kegagalan dimulai.
Penyerapan Rendah Sebelum Peleburan Pertama
Sebelum kuningan meleleh, ia menyerap energi laser lebih sedikit daripada banyak logam lainnya. Ini berarti bagian terpenting dari pekerjaan adalah bagian awalnya: menembus material dan menciptakan jalur pemotongan yang stabil. Setelah kuningan meleleh, ia menyerap energi dengan lebih baik. Pemotongan kemudian dapat berjalan lancar jika Anda mempertahankan lelehan dan membuangnya dengan baik.
Ini juga menjelaskan mengapa "hampir terpotong" adalah masalah umum pada kuningan. Potongan mungkin terlihat bagus untuk sesaat lalu berhenti. Ini terjadi jika kolam lelehan runtuh atau pengeluaran gas gagal. Memulai kembali pemotongan seringkali membutuhkan penusukan kedua, yang merupakan skenario terburuk untuk stabilitas dan kualitas tepi.
Penumpukan Panas dan Distorsi pada Kuningan Tipis
Kuningan menghantarkan panas dengan sangat baik. Pada lembaran tipis, panas dapat menyebar dengan cepat. Hal ini dapat menyebabkan distorsi lokal, perubahan warna pada tepi, dan perubahan ukuran pada fitur-fitur kecil. Pada pelat yang lebih tebal, panas kurang berpengaruh terhadap distorsi. Yang lebih berpengaruh adalah seberapa bersih Anda dapat menghilangkan logam cair dari potongan tersebut.
Untuk prototipe, distorsi seringkali merupakan masalah tersembunyi. Suatu bagian mungkin tampak terpotong sempurna, tetapi ada bagian kecil yang terangkat. Lubang mungkin sedikit bergeser, atau sudut mungkin membulat lebih dari yang diinginkan. Solusinya jarang hanya satu pengaturan. Biasanya merupakan kombinasi dari urutan pemotongan, kinerja gas bantu, dan cara Anda menopang lembaran tersebut.
Mengapa Kami Menggunakan Laser Serat untuk Komponen Kuningan?
Panjang Gelombang yang Lebih Pendek Meningkatkan Kopling Energi
Untuk kuningan, laser serat seringkali menjadi pilihan praktis. Panjang gelombangnya diserap lebih baik oleh logam daripada panjang gelombang yang lebih panjang dari sistem CO₂. Penyerapan yang lebih baik membantu Anda membentuk kolam lelehan pertama lebih cepat. Momen ini menentukan apakah pekerjaan akan stabil atau menjadi siklus pantulan dan kegagalan.
Dalam pekerjaan prototipe, permulaan yang andal ini sama pentingnya dengan kecepatan pemotongan. Penembusan yang stabil dan jalur pemotongan yang konsisten menghemat lebih banyak waktu daripada mencoba mendapatkan sedikit kecepatan tambahan.
Kepadatan Daya yang Lebih Tinggi Mempersingkat Waktu Penembusan
Kepadatan daya adalah jumlah daya yang difokuskan ke titik kecil. Ini mengontrol seberapa cepat kuningan berubah dari padat menjadi cair di titik penembusan. Kepadatan daya yang lebih tinggi memperpendek waktu material tersebut sangat reflektif. Hal ini mengurangi kemungkinan penembusan yang tidak stabil dan membantu melindungi optik mesin.
Ini juga menjelaskan mengapa kebutuhan daya meningkat dengan cepat seiring dengan ketebalan. Jika Anda tidak memiliki daya yang cukup untuk menembus dengan cepat, Anda mungkin masih bisa memotong kuningan. Tetapi proses Anda akan sensitif dan memiliki rentang keberhasilan yang sempit. Dalam produksi, rentang keberhasilan yang sempit berarti lebih banyak komponen yang rusak.
Apa yang Berubah pada Kualitas Tepi dan Keterulangan?
Laser serat optik tidak menghilangkan semua gerinda atau kerak. Namun, laser ini memberikan jendela pemotongan yang lebih luas dan stabil. Dengan jendela yang stabil, Anda dapat fokus pada hal-hal yang penting untuk prototipe: tepi yang bersih, fitur kecil, dan ukuran yang dapat diulang. Ini juga membantu Anda menjaga zona yang terkena panas tetap kecil saat Anda menggunakan fokus yang tepat dan gas bantu yang kuat.
Singkatnya, laser serat optik memungkinkan Anda menghabiskan waktu untuk meningkatkan kualitas, bukan hanya mencoba menjaga agar proses pemotongan tetap berjalan.
Bacaan Lebih Lanjut: Jenis-jenis Mesin Pemotong Laser
Variabel Pengaturan Utama dan Parameter Awal
Pemotongan kuningan akan berjalan paling baik jika Anda mengontrol beberapa variabel dengan sangat hati-hati. Kami melihat ini sebagai "pengungkit proses" yang menentukan apakah pemotongan bersih, konsisten, dan aman.
Daya Laser vs. Ketebalan Kuningan
Gunakan daya tertinggi yang dapat diberikan sistem Anda dengan aman untuk ketebalan yang akan Anda potong. Daya yang lebih tinggi mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk melelehkan kuningan. Ini memperpendek tahap reflektif dan membuat pemotongan lebih stabil. Misalnya, pengaturan 1000 W dapat digunakan untuk kuningan setebal 0,04 inci. Pengaturan 4000 W seringkali dibutuhkan untuk kuningan setebal 0,25 inci, tergantung pada mesin dan pengaturan gas.
Daya saja bukanlah segalanya. Jika Anda meningkatkan daya tanpa mengubah kecepatan, fokus, dan gas, Anda mungkin akan mendapatkan terlalu banyak lelehan, potongan yang lebih lebar, atau tepi yang berubah warna. Anggap daya sebagai apa yang memungkinkan stabilitas. Kemudian, gunakan pengaturan lain untuk meningkatkan kualitas tepi.
Potong Kecepatan
Kecepatan pemotongan yang sedikit lebih lambat seringkali membuat pemotongan kuningan lebih stabil. Titik awal yang baik adalah sekitar 10–15% di bawah kecepatan maksimum yang dapat ditangani sistem Anda untuk ketebalan tersebut. Tujuannya adalah untuk mencegah pemotongan berhenti. Penembusan ulang kuningan adalah awal dari banyak masalah kualitas dan keamanan.
Lebih lambat bukan berarti "merayap". Jika Anda terlalu lambat, panas akan menumpuk, tepi akan berubah warna, dan kerak dapat meningkat karena genangan lelehan menjadi terlalu besar. Kecepatan yang tepat adalah kecepatan yang menjaga jalur pemotongan tetap stabil dengan pengeluaran lelehan yang konsisten.
Posisi Fokus
Untuk kuningan, jaga fokus tetap dekat permukaan atas sambil tetap mendapatkan hasil pemotongan yang baik. Fokus yang condong ke atas meningkatkan kepadatan daya di tempat pemotongan dimulai. Ini mempercepat peleburan awal dan membantu menstabilkan penembusan dan pembentukan potongan awal. Ini juga membantu dalam pekerjaan detail halus karena berkas cahaya terkonsentrasi di awal pemotongan.
Jika fokus terlalu tinggi atau terlalu rendah, Anda biasanya akan langsung melihatnya. Fokus yang terlalu tinggi dapat menyebabkan penetrasi yang buruk dan pemotongan yang tidak stabil. Fokus yang terlalu rendah dapat memperlebar tepi atas, meningkatkan kemiringan, dan menciptakan genangan lelehan yang berantakan yang tidak dapat dibersihkan oleh gas.
Bantuan Gas
Untuk sebagian besar pemotongan kuningan, nitrogen adalah gas bantu standar. Gas ini inert dan membantu menciptakan tepi yang bersih dengan sedikit oksidasi. Dalam pemotongan kuningan, fungsi nitrogen adalah mekanis. Gas ini meniup logam cair keluar dari potongan dan mencegahnya menempel kembali. Ketika pasokan gas lemah, kerak menjadi masalah yang terus-menerus.
Pengiriman bertekanan tinggi sering dibutuhkan untuk kuningan yang lebih tebal, pemotongan kecil, dan tepi berkualitas tinggi. Kondisi nosel, penyelarasan, dan jarak dari lembaran juga lebih penting daripada yang dipikirkan banyak tim. Jika nosel aus, tidak berada di tengah, atau kotor, bahkan pengaturan yang sempurna pun dapat menyebabkan kerak dan gerinda.
Daftar periksa pengaturan cepat (gunakan ini sebelum mengubah banyak parameter sekaligus):
- Pastikan nosel bersih, berada di tengah, dan sesuai dengan ketebalan yang diinginkan.
- Pastikan tekanan gas bantu stabil saat mengalir, bukan hanya di regulator.
- Mulailah dengan daya tinggi, kecepatan sedikit berkurang, dan fokus yang condong ke atas.
- Stabilkan tindikan terlebih dahulu, kemudian kerjakan kualitas tepinya.
Alur Kerja Praktis Kami untuk Pemotongan Laser Kuningan
Dalam pekerjaan prototipe, hasil yang konsisten berasal dari alur kerja yang konsisten. Inilah proses yang kami ikuti untuk membuat pemotongan kuningan menjadi dapat diprediksi.
Desain dan Persiapan File
Mulailah dengan menyiapkan file CAD untuk laser. Sudut dalam yang sangat sempit, dinding tipis, dan tonjolan kecil dapat melengkung atau rusak karena panas. Pada bahan kuningan, fitur-fitur kecil juga menyerap lebih banyak panas, jadi Anda memerlukan jalur pemotongan yang bersih dan urutan pemotongan yang tepat.
Untuk prototipe presisi, kami memeriksa area toleransi utama. Kami memutuskan tepi mana yang membutuhkan kualitas terbaik dibandingkan dengan kualitas yang hanya dapat diterima. Pilihan ini memengaruhi kecepatan, strategi gas, dan apakah kami menambahkan sambungan kecil untuk mencegah pergerakan.
Persiapan Material
Bersihkan permukaan kuningan untuk menghilangkan minyak, sidik jari, dan noda. Kotoran dan minyak dapat mengubah cara lelehan pertama terbentuk dan dapat meningkatkan perubahan warna di sekitar potongan. Kerataan sangat penting karena fokus dan jarak nosel hanya tepat jika lembaran tersebut rata.
Penjepitan merupakan faktor penting yang memengaruhi kualitas. Jika lembaran terangkat selama pemotongan, fokus bergeser, aliran gas menjadi lebih lemah, dan pemotongan dapat gagal. Untuk kuningan tipis, penyangga yang stabil dan bilah penyangga yang baik mengurangi getaran dan membantu menyebarkan panas.
Strategi Penusukan untuk Kuningan Reflektif
Penembusan merupakan tahap berisiko tinggi. Tujuannya adalah mengubah kuningan padat yang reflektif menjadi genangan cairan yang stabil secepat dan seaman mungkin. Strategi penembusan yang terkontrol, seringkali dengan daya bertahap, dapat mengurangi percikan dan menstabilkan proses awal.
Setelah tindikan stabil, usahakan agar potongan tetap berlanjut sebisa mungkin. Hindari berhenti dan memulai kembali pada bagian tepi yang kritis. Setiap kali memulai kembali, hal itu seperti tindikan kecil dan dapat meninggalkan bekas, kotoran tambahan, atau perubahan warna lokal.
Eksekusi Pemotongan dan Pemeriksaan Dalam Proses
Selama proses pemotongan, kita mengamati tiga hal: suara pemotongan, tampilan asap yang keluar, dan kerak pada bagian uji. Pemotongan kuningan yang stabil biasanya memiliki asap yang konsisten dan pengeluaran yang stabil. Pemotongan yang tidak stabil akan menghasilkan percikan api yang terputus-putus, atau menunjukkan perubahan arah asap yang tiba-tiba.
Jika kita melihat kerak mulai menumpuk, kita perbaiki aliran gas dan kecepatannya sebelum menyesuaikan daya. Jika pemotongan mulai gagal, kita perlambat sedikit dan periksa kembali fokus dan keselarasan nosel. Tujuannya adalah untuk memperbaiki proses sebelum menyebabkan penembusan ulang.
Penyelesaian Pasca-Pemotongan
Bahkan pemotongan kuningan yang baik pun dapat meninggalkan cacat kecil di tepinya. Penghalusan tepi menghilangkan ujung yang tajam dan meningkatkan kesesuaian serta rasa pada bagian-bagian tersebut. Pembersihan menghilangkan residu dan membantu mengembalikan tampilan kuningan, terutama untuk bagian-bagian yang siap dipajang.
Untuk bagian yang harus tetap mengkilap, pertimbangkan untuk menambahkan langkah perlindungan permukaan setelah pembersihan. Kuningan dapat kusam seiring waktu, dan penanganan mempercepat proses ini. Untuk prototipe, kami sering fokus pada tepi yang bersih dan aman terlebih dahulu. Kemudian kami menambahkan perlindungan jika proyek membutuhkannya.
Masalah Umum
Brass akan memberi tahu Anda apa yang salah jika Anda membaca gejalanya dengan benar. Cara tercepat untuk mengatasi masalah adalah dengan mencocokkan kerusakan dengan penyebab yang paling mungkin. Kemudian, sesuaikan satu pengaturan pada satu waktu.
Gerigi dan Tepi Kasar
Gerigi pada kuningan sering menandakan pengeluaran lelehan yang tidak stabil. Hal ini juga dapat berarti jalur pemotongan runtuh. Mulailah dengan memeriksa pengiriman nitrogen dan kondisi nosel. Aliran gas yang buruk dapat menyebabkan gerigi meskipun daya yang cukup. Kemudian, periksa apakah posisi fokus masih dekat dengan permukaan atas.
Jika gerinda masih muncul, kurangi kecepatan sedikit agar pemotongan tidak berhenti. Jika Anda mengurangi kecepatan terlalu banyak, gerinda dapat berubah menjadi ampas. Lakukan perubahan kecil dan uji lagi pada bahan sisa.
Ampas/Terak di Tepi Bawah
Kerak di tepi bawah biasanya menunjukkan kinerja gas bantu yang lemah. Tingkatkan tekanan nitrogen hingga batas aman mesin Anda. Pastikan nosel sejajar dan tidak rusak. Kerak juga dapat meningkat ketika kecepatan terlalu lambat dan genangan lelehan menjadi terlalu besar.
Jika Anda hanya memiliki kerak di area tertentu, perhatikan penumpukan panas dan urutan pemotongan. Memotong fitur yang berdekatan satu demi satu dapat memanaskan area tersebut secara berlebihan dan mengubah cara logam meleleh. Memberi jarak antar jalur pahat atau mengubah urutan pemotongan dapat mengurangi hal ini.
Pemotongan Tidak Sempurna atau Pemadaman Api
Jika pemotongan berhenti, tujuan utamanya adalah untuk menghindari penusukan ulang pada tepi-tepi penting. Pemotongan yang tidak sempurna sering terjadi ketika kecepatan sedikit terlalu tinggi untuk daya dan pengiriman gas. Hal ini terutama berlaku jika lembaran tersebut tidak benar-benar rata.
Kurangi sedikit kecepatannya. Konfirmasikan fokus dan jarak nosel, dan periksa apakah lembaran kertas ditopang dengan baik. Jika terjadi kegagalan di sekitar sudut yang sempit atau detail kecil, kurangi kecepatan di sudut atau sesuaikan jalur untuk menjaga agar masukan energi tetap stabil.
Perubahan Warna atau Noda pada Tepi
Perubahan warna biasanya disebabkan oleh paparan panas. Kurangi panas dengan sedikit meningkatkan kecepatan, tetapi hanya jika pemotongan tetap stabil. Jaga aliran nitrogen tetap kuat untuk membersihkan logam cair. Aliran gas yang buruk dapat menyebabkan panas bertahan lebih lama karena logam akan menyatu kembali dan memanas lagi.
Selain itu, periksa juga kebersihan materialnya. Minyak dapat menyebabkan luka bakar dan meninggalkan noda. Lembaran material yang bersih dan pembersihan yang baik setelah pemotongan dapat meningkatkan tampilan komponen Anda secara signifikan.
Pembengkokan pada Lembaran Tipis
Lengkungan terjadi ketika panas menumpuk lebih cepat daripada kemampuan lembaran untuk melepaskannya. Perbaiki penyangga Anda, ubah urutan pemotongan untuk mengurangi panas lokal, dan hindari memotong banyak fitur yang rapat di area yang sama secara berurutan. Pada kuningan tipis, bahkan perubahan kecil pada pengaturan dapat memengaruhi kerataan.
Jika lengkungannya parah, pertimbangkan untuk menambahkan sambungan kecil agar bagian-bagian tidak jatuh atau terangkat di tengah pemotongan. Anda dapat melepaskannya selama proses finishing. Ini seringkali lebih cepat daripada berurusan dengan bagian-bagian yang tidak stabil selama pemotongan.
Kesimpulan
Pemotongan kuningan yang bersih bukanlah tentang satu "pengaturan ajaib." Ini tentang memperpendek fase reflektif dengan penembusan yang cepat dan stabil. Ini membutuhkan pemotongan lelehan yang konsisten dan penggunaan nitrogen untuk mengeluarkan lelehan dengan bersih. Ketika daya, kecepatan, fokus, dan gas bekerja bersama, kuningan menjadi mudah diprediksi. Ini berlaku bahkan untuk toleransi prototipe yang ketat dan detail halus.
Di Yonglihao Machinery, kami membuat prototipe dan suku cadang dalam jumlah kecil. Kami menggunakan layanan pemotongan laser Untuk mengubah desain dari CAD menjadi kenyataan dengan cepat. Jika Anda memiliki proyek kuningan dan menginginkan tepi yang rapi, fitur yang dapat diulang, dan lebih sedikit uji coba, bagikan gambar dan ketebalan target Anda kepada kami. Kami akan membantu Anda memilih pendekatan pemotongan yang stabil dan menghasilkan komponen yang pas sejak pertama kali.
Tanya Jawab Umum
Jenis laser apa yang paling baik untuk memotong kuningan?
Laser serat optik biasanya merupakan pilihan terbaik. Panjang gelombangnya lebih mudah diserap oleh logam. Ini membantu Anda membentuk kolam lelehan dengan cepat, yang membuat pemotongan paduan tembaga reflektif menjadi lebih stabil. Sistem CO₂ mungkin lebih kesulitan dengan kuningan karena material tersebut memantulkan banyak energi sinar.
Mengapa kita lebih memilih nitrogen untuk pemotongan kuningan?
Nitrogen lebih disukai karena menghasilkan tepi yang lebih bersih dengan oksidasi yang sangat sedikit. Cara kerjanya adalah dengan mendorong kuningan cair secara mekanis keluar dari jalur pemotongan. Ini sangat penting untuk mengendalikan kerak. Jika aliran nitrogen lemah, Anda akan sering melihat kerak di tepi bawah meskipun daya yang digunakan cukup tinggi.
Bagaimana ketebalan memengaruhi pilihan daya dan kecepatan?
Kuningan yang lebih tebal biasanya membutuhkan daya lebih tinggi dan kecepatan lebih rendah untuk menjaga agar pemotongan lelehan tetap stabil. Tujuannya adalah untuk menembus dengan cepat dan mencegah pemotongan berhenti. Penembusan ulang tidak stabil dan merusak kualitas tepi. Aturan yang baik adalah memulai dengan daya tinggi, kemudian sesuaikan kecepatan dan gas untuk memenuhi kebutuhan ketebalan dan kualitas Anda.
Apakah kuningan dapat dipotong untuk desain yang rumit dengan andal?
Ya, tetapi Anda membutuhkan penembusan yang stabil, fokus yang tepat, dan semburan gas yang kuat. Fitur yang rumit memusatkan panas, sehingga urutan pemotongan dan penyangga lebih penting daripada pada bentuk yang sederhana. Untuk prototipe, seringkali membantu untuk memberi jarak antar fitur yang berdekatan dalam jalur pahat. Ini menghindari panas berlebih pada area kecil.
Perawatan apa yang paling penting untuk logam reflektif?
Optik yang bersih dan sejajar serta sistem nosel yang terawat dengan baik adalah hal yang paling penting. Logam reflektif akan merusak penyelarasan yang buruk dan optik yang kotor. Stabilitas bergantung pada energi dan aliran gas yang dapat diprediksi. Pemeriksaan rutin pada nosel, pemusatannya, dan tekanan gas mencegah banyak kegagalan pemotongan kuningan yang "acak".
Mengapa hasil pemotongan terkadang terlihat baik-baik saja, lalu tiba-tiba gagal?
Hal ini biasanya terjadi ketika pemotongan kehilangan stabilitas. Perubahan kecil pada panas, fokus, atau aliran gas dapat menyebabkan hal ini. Kuningan dapat dipotong dengan baik setelah meleleh. Tetapi jika semburan gas menjadi tidak merata atau lembaran bergerak, pemotongan dapat berhenti dengan cepat. Pengurangan kecepatan kecil dan penyangga yang lebih baik sering kali mengembalikan stabilitas tanpa perubahan besar.
