Di Yonglihao Machinery, sebuah perusahaan terkemuka perusahaan pembuat prototipe, kami menggunakan pemotongan laser lembaran logam untuk komponen yang membutuhkan geometri yang bersih, akurasi yang dapat diulang, dan penyelesaian yang cepat. layanan pemotongan laser Praktis untuk braket, penutup, enklosur, dan rangka mesin. Juga cocok untuk banyak komponen berpola datar lainnya.
Dalam artikel ini, saya akan fokus pada satu pertanyaan: apa itu pemotongan laser lembaran logam? Saya juga akan menjelaskan apa yang bisa Anda harapkan darinya. Anda akan mempelajari jenis-jenis laser utama dan mode pemotongan yang umum. Kami juga akan membahas manfaat utama, batasan, dan beberapa aturan desain untuk mencegah pengerjaan ulang yang mahal.
Apa itu Pemotongan Laser Lembaran Logam?
Pemotongan laser lembaran logam adalah proses pemotongan termal yang dikontrol oleh CNC. Proses ini menggunakan sinar laser terfokus untuk melelehkan atau menguapkan logam di sepanjang jalur terprogram. Proses ini memisahkan profil berbentuk jaring dari lembaran.
Dalam praktiknya, Anda mendapatkan kontur yang ditentukan dan celah potongan kecil, yang dikenal sebagai garitan. Kualitas tepian bergantung pada material, ketebalannya, gas bantu, dan pengaturan mesin.
Bagian "lembaran logam" itu penting. Proses ini paling kuat ketika geometrinya sebagian besar 2D dan materialnya datar. Bagian "CNC" juga penting. Jalur pemotongan mengikuti keluaran CAD/CAM Anda dengan pengulangan yang tinggi di semua batch.
Bagaimana Cara Kerja Pemotongan Laser Lembaran Logam?
Pemotongan laser bekerja dengan memfokuskan energi cahaya ke titik kecil. Hal ini membuat kepadatan energi lokal cukup tinggi untuk melelehkan atau menguapkan logam. Pada saat yang sama, gerakan CNC menggerakkan titik panas tersebut di sepanjang garis potong. Sinar dihasilkan, dibentuk oleh optik, dan difokuskan ke ukuran titik. Ukuran titik ini mengontrol kepadatan energi dan perilaku pemotongan.
Gas bantu sangat penting dalam produksi nyata. Gas ini membersihkan material cair dari potongan. Gas ini juga melindungi optik dan mengontrol oksidasi serta warna tepi. Nitrogen umum digunakan jika Anda menginginkan oksidasi minimal. Oksigen dapat mempercepat pemotongan pada beberapa baja, tetapi mengubah kondisi tepi.
Saat kepala laser bergerak, proses ini menciptakan dinding pemotongan. Proses ini juga meninggalkan zona yang terkena panas (HAZ) dekat tepi. HAZ biasanya kecil dibandingkan dengan metode termal lainnya. Namun, HAZ tetap ada dan dapat memengaruhi lapisan, sambungan yang rapat, dan komponen tipis yang mungkin melengkung.
Jenis-jenis Utama Laser
Laser Serat
Laser serat adalah laser solid-state. Laser ini menyalurkan sinarnya melalui serat optik. Jenis laser ini dikenal karena efisiensi listriknya yang tinggi dan kualitas sinar yang kuat. Laser ini seringkali menjadi pilihan terbaik untuk baja dan banyak logam non-ferrous. Laser ini juga berkinerja baik pada bahan reflektif seperti aluminium, kuningan, dan tembaga jika mesin itu dirancang untuk mereka.
Serat biasanya dipilih ketika Anda membutuhkan kecepatan, kualitas yang stabil, dan biaya per komponen yang lebih rendah. Keterbatasan praktisnya muncul pada beberapa bagian yang tebal. Serat juga mungkin sulit digunakan pada komponen yang membutuhkan penyelesaian tepi khusus atau kemiringan yang sangat rendah tanpa langkah tambahan.
Laser CO₂
Laser CO₂ menghasilkan sinar inframerah dari pelepasan gas. Laser ini telah lama menjadi teknologi pemotongan industri yang penting. Laser ini banyak digunakan untuk memotong logam non-logam. Laser ini juga dapat memotong beberapa logam dengan baik, terutama logam yang lebih tipis, tergantung pada daya dan pengaturan mesin.
Laser CO₂ bisa menjadi pilihan yang baik jika bengkel juga menangani material non-logam. Laser ini menawarkan platform yang matang dan dipahami dengan baik. Batasan utamanya biasanya efisiensi yang lebih rendah dan kinerja yang lebih lemah pada logam reflektif dibandingkan dengan banyak sistem serat modern.
Laser Kristal / Padat
Laser kristal atau solid-state, seperti keluarga Nd:YAG, menggunakan medium penguatan padat terdoping. Laser ini dapat menawarkan panjang gelombang dan perilaku pulsa yang bermanfaat untuk tugas-tugas tertentu. Laser ini dapat diaplikasikan untuk pemotongan, penandaan, atau proses khusus yang mengutamakan sifat berkas sinar.
Dalam pemotongan lembaran logam, sistem ini lebih berorientasi pada aplikasi daripada universal. Sistem ini mungkin dipilih untuk material khusus atau kebutuhan proses khusus. Namun, sistem ini tidak selalu merupakan solusi yang paling hemat biaya untuk penggunaan umum.
|
Jenis laser |
Terbaik di |
Kecocokan terbaik yang umum |
Hal-hal yang perlu diperhatikan secara umum |
|---|---|---|---|
|
Serat |
Kecepatan + logam + penanganan reflektif |
Pemotongan logam umum, bahan campuran |
Ekonomi ketebalan bervariasi; pengaturan penting |
|
CO₂ |
Platform matang, penggunaan non-logam yang luas |
Toko memotong non-logam + beberapa logam tipis |
Efisiensi, keterbatasan logam reflektif |
|
Kristal/padatan |
Perilaku balok khusus / proses khusus |
Persyaratan material/proses spesifik |
Kompromi biaya/pemeliharaan bervariasi |
Tiga Mode Pemotongan Laser Umum untuk Lembaran Logam
Pemotongan Fusi (Nitrogen/Argon)
Pemotongan fusi melelehkan logam. Kemudian, gas inert, biasanya nitrogen, digunakan untuk meniup lelehan logam keluar dari kerf. Proses ini meminimalkan oksidasi pada tepi potongan. Proses ini biasanya lebih disukai jika tampilan tepi, daya rekat lapisan, atau kualitas pengelasan menjadi pertimbangan.
Kerugiannya adalah metode ini membutuhkan aliran gas yang lebih tinggi. Selain itu, metode ini juga membutuhkan kontrol proses yang lebih ketat. Untuk baja tahan karat dan banyak pekerjaan aluminium, pemotongan fusi adalah pilihan standar yang umum jika Anda menginginkan "tepi yang bersih".“
Pemotongan Reaktif/Api (Oksigen)
Pemotongan reaktif menggunakan oksigen sebagai gas pembantu. Hal ini menambah energi kimia melalui oksidasi. Reaksi ini dapat meningkatkan kecepatan pemotongan pada baja yang sesuai. Pemotongan reaktif dapat hemat biaya jika throughput tinggi menjadi prioritas dan tepi teroksidasi dapat diterima.
Keterbatasannya terletak pada kondisi tepi. Jika Anda membutuhkan tepi yang cerah dan rendah oksida, pemotongan oksigen mungkin bukan solusi terbaik.
Pemotongan Sublimasi
Pemotongan sublimasi bertujuan untuk menguapkan material dengan sangat sedikit leleh. Hal ini mengurangi kerak dan mengubah karakter tepian. Untuk logam, metode ini kurang umum dibandingkan pemotongan fusi atau reaktif. Metode ini cenderung digunakan dalam kasus-kasus khusus di mana kualitas tepian lebih penting daripada kecepatan.
Mode ini biasanya menuntut fokus yang lebih ketat dan stabilitas proses yang lebih tinggi. Hal ini menjadikannya pendekatan "gunakan jika dibenarkan", bukan standar untuk lembaran logam.
Manfaat Utama dan Batasan Praktis
Pemotongan laser sangat baik untuk membuat profil 2D yang kompleks. Metode ini menawarkan geometri yang dapat diulang dan meminimalkan beban mekanis pada komponen. Oleh karena itu, metode ini banyak digunakan untuk garis luar yang detail, radius yang rapat, dan penumpukan yang rapat agar lembaran dapat digunakan dengan lebih baik.
Batasan praktis sebagian besar berkaitan dengan fisika dan biaya. Ini mencakup ketebalan, manajemen panas, dan persyaratan tepi. Anda masih dapat melihat lancip pada potongan yang lebih tebal. Mungkin juga terdapat perubahan warna atau oksidasi lokal, tergantung pada gas yang digunakan. Lembaran tipis dapat melengkung jika panas menumpuk di area kecil.
Keselamatan dan kebersihan juga penting. Proses ini menghasilkan asap logam, uap pelapis, dan partikel halus. Hal ini memerlukan ekstraksi yang tepat dan prosedur operasi yang disiplin.
Bacaan lebih lanjut: Keuntungan dan Kerugian Pemotongan Laser
Tips Desain Dasar untuk Mendapatkan Bagian Potongan Laser yang Lebih Baik
Hasil pemotongan laser yang baik dimulai dari berkas CAD, bukan dari mesin. Anda dapat mengurangi biaya dengan mengatur ekspektasi kerf, jarak antar kerf, dan konsentrasi panas. Ini juga akan membantu Anda menghindari kejutan "mengapa ini tidak pas?".
Berikut adalah daftar periksa praktis yang kami gunakan saat meninjau komponen yang dipotong laser:
- Rencana untuk kerf: Jangan berasumsi garis potong memiliki "lebar nol". Kerf memengaruhi bagaimana bagian-bagian saling cocok, terutama slot dan tab.
- Hargai jarak/jarak minimum: Jaga jarak antar potongan agar cukup lebar. Ini membantu menghindari panas berlebih dan distorsi.
- Hindari fitur kecil pada stok tebal: Lubang kecil, sudut dalam yang tajam, dan jembatan tipis menjadi tidak stabil seiring bertambahnya ketebalan.
- Kelola sudut internal: Tambahkan jari-jari kecil jika memungkinkan. Ini mengurangi penumpukan panas dan titik-titik tegangan lokal.
- Teks dan ukiran: Pastikan goresan cukup lebar dan jaraknya cukup lebar. Ini mencegah karakter menyatu atau menghilang.
- Konsentrasi panas: Fitur-fiturnya dibuat bertingkat dan ditambahkan potongan relief. Ini berguna jika sarang yang panjang dan rapat menyebabkan panas terakumulasi.
Kesimpulan
Jika Anda ingat satu hal, ini dia: pemotongan laser lembaran logam dilakukan dengan penghilangan panas yang terkontrol. Sinar, fokus, gas bantu, dan gerakan CNC bekerja sama untuk menentukan ketajaman yang Anda dapatkan. Pilih jenis laser dan mode pemotongan berdasarkan kebutuhan material dan ketajaman Anda. Kemudian, rancang komponen Anda dengan mempertimbangkan kerf, jarak, dan perilaku panas.
Di Yonglihao Machinery, kami melihat "apa itu pemotongan laser" sebagai janji hasil yang dapat diprediksi. Janji ini berlaku ketika proses dan desain komponen selaras. Jika tidak, Anda tetap akan mendapatkan komponen yang dipotong. Namun, Anda mungkin tidak mendapatkan kecocokan, hasil akhir, atau kerataan yang Anda harapkan.
Tanya Jawab Umum
Bahan apa yang paling baik ditangani dengan pemotongan laser lembaran logam?
Kebanyakan lembaran logam umum dapat dipotong dengan baik. Anda hanya perlu menyesuaikan parameter dan gas dengan materialnya. Baja umumnya mudah dipotong. Logam reflektif seperti aluminium dan tembaga membutuhkan mesin dan pengaturan yang tepat untuk memastikan proses yang stabil.
Apakah pemotongan laser selalu meninggalkan hasil yang sempurna?
Tidak. Kualitas tepian bergantung pada pilihan gas, ketebalan material, dan penyetelan proses. Anda mungkin melihat warna oksida, sedikit kerak, atau lancip jika pengaturan dan ekspektasi tidak sesuai.
Apa itu kerf, dan mengapa itu memengaruhi kecocokan?
Kerf adalah lebar material yang dihilangkan oleh laser. Ini mengubah dimensi akhir komponen. Jika Anda mendesain slot, tab, atau press-fit yang rapat tanpa mempertimbangkan kerf, rakitan Anda mungkin terlalu longgar atau terlalu rapat.
Mengapa bagian tipis melengkung selama pemotongan laser?
Kelengkungan biasanya disebabkan oleh masukan panas yang tidak merata dan pelepasan tegangan sisa. Penumpukan yang rapat, potongan panjang yang terus-menerus, dan jembatan kecil dapat memusatkan panas. Hal ini dapat menarik lembaran keluar dari bidang datarnya.
Bagaimana cara memilih antara bantuan nitrogen dan oksigen?
Pilih nitrogen jika Anda menginginkan oksidasi minimal dan tepi yang lebih bersih. Pilih oksigen jika kecepatan pada baja yang sesuai penting dan tepi yang teroksidasi dapat diterima. Pilihan Anda didorong oleh kebutuhan selanjutnya seperti pengecatan, pengelasan, atau tampilan kosmetik.
