Karena kemajuan teknis, orang semakin mengembangkan berbagai metode pemotongan. Mereka membutuhkan keuntungan dan produktivitas dalam bisnis mereka. Tidak ada yang akan menghalangi Anda untuk menjadi pengusaha yang makmur jika Anda dapat menghemat waktu dan uang dalam lini produksi Anda. Pada awal tahun 2021, banyak perangkat pemotongan khusus, seperti mesin CNC (pengeboran, penggilingan, laser, perutean), penggilingan, pengamplasan, dan sebagainya, tiba di pasar kami. Di antara pilihan tersebut, teknologi pemotongan laser adalah salah satu layanan yang paling menuntut di dunia saat ini. Berdasarkan daya keluarannya, mesin laser ini mampu memotong hampir semua bahan. Selain itu, pemotongan laser relatif lebih cepat dan hemat biaya dibandingkan mesin pengukiran lainnya. Maka dari itu, kami membawakan Anda artikel ini tentang teknologi pemotongan laser yang luar biasa untuk membangun penelitian yang lebih baik.
Pengantar teknologi pemotongan Laser
LASER atau amplifikasi cahaya dengan emisi terstimulasi radiasi adalah perangkat yang melepaskan cahaya dengan memperkuatnya melalui proses optik pada pelepasan radiasi elektromagnetik yang distimulasi. Dengan menggunakan proses ini, para industrialis membuat banyak alat laser untuk berbagai fasilitas. Oleh karena itu, Mesin ukiran laser memperkuat sinar laser berkekuatan tinggi sedemikian rupa sehingga mampu memotong, melelehkan, atau membakar lembaran material. Menurut spesifikasi desain, proses pemotongan laser memfokuskan berkas cahaya pada titik tertentu untuk memotong dan mengetsa bahan lembaran. Mesin ukiran laser dapat memotong berbagai bahan padat menggunakan teknologi ini, seperti logam, kayu, akrilik, plastik, dll. Oleh karena itu, perangkat pemotongan laser mampu membuat bagian dan mekanisme yang rumit.
Di sisi lain, proses pemotongan laser bukan untuk operasi manusia. Perangkat kontrol numerik komputer mengoperasikan senjata laser ke arah tertentu. Di ruang internal, ada untuk masuknya gas laser dan lensa amplifikasi cahaya. Sinar laser yang diperkuat yang distimulasi jatuh pada permukaan logam, membakar titik spesifik yang terkena. Dengan cara ini, balok yang distimulasi secara bertahap melelehkan ketebalan bahan lembaran.
Manipulasi CNC mirip dengan mesin yang dioperasikan komputer lainnya. Perangkat ini menggunakan bahasa mesin yang disebut program CNC yang mengontrol kecepatan motor stepper. Biasanya, sebagian besar mesin CNC adalah dua dimensi. Jadi, senjata pemotong membutuhkan dua sumbu yang berbeda untuk arah X dan Y. Pada perangkat pemotongan laser CNC, senjata laser tidak perlu bergerak pada sumbu Z karena sinar yang diproyeksikan mengenai permukaan material secara merata. Dalam hal ini, ada beberapa kasus luar biasa yang memiliki gerakan laser tiga dimensi.
Metode pemotongan laser yang populer
Perangkat pemotongan laser dapat berbeda berdasarkan sumber laser yang tetap memiliki prinsip kerja yang sama. Pertama adalah pemotong laser CO2 CNC, yang menggunakan gas CO2 yang bercampur dengan sinar laser. Dalam hal ini, ada gas lain yang tersedia, seperti nitrogen, helium, xenon, dan hidrogen. Yang kedua adalah pemotong laser kristal CNC. Pemotong laser jenis ini menggunakan kristal untuk pelepasan laser listrik. Yang ketiga adalah pemotong laser serat CNC. Pemotong laser jenis ini menggunakan kabel serat optik untuk mentransfer sinar laser ke senjata laser.
Namun, tergantung pada perangkat pemotongan laser ini, para industrialis telah mengklasifikasikan metode pemotongan laser yang berbeda. Teruslah membaca; kami akan menyebutkannya sebagai ringkasan.
Pemotongan Fusi
Biasanya, meja pemotongan laser memiliki dua tahap yang berbeda, yaitu tahap atas dan bawah. Pistol laser melelehkan sebagian tempat tertentu selama metode pemotongan fusi, dan aliran udara mengeluarkan bahan cair ke bagian bawah panggung. Fenomena ini terjadi dalam keadaan cair, sehingga prosesnya dikenal dengan metode fusion cutting. Namun, selama proses ini, gas lembam dengan kemurnian tinggi menyertai sinar laser yang menyebabkan bahan yang meleleh meninggalkan panggung. Di sini, gas inert tidak ikut memotong. Dalam hal ini, daya laser di bawah tingkat tertentu di mana tekanan udara merupakan faktor pembatas pada tahap dan konduktivitas termal.
Upside dan Downside
- Pemotongan fusi lebih cepat daripada metode gasifikasi.
- Dalam metode ini, material hanya menyerap sinar laser tertentu.
- Pemotongan laser fusi membutuhkan daya tinggi untuk mengukir logam, seperti baja membutuhkan 104-105 W/ cm2. Dalam hal ini, kecepatan pemotongan maksimum bergantung pada daya laser tertinggi; jika daya laser meningkat, kecepatan potong meningkat dan sebaliknya.
- Itu tidak mendapatkan sayatan oksidasi untuk besi, baja, dan titanium.
Pemotongan penguapan
Selama proses gasifikasi ini, suhu di permukaan naik ke titik didih dengan sangat cepat sehingga dapat menghindari keadaan leleh material. Beberapa bahan menguap menjadi uap saat ini, dan gas tambahan dihembuskan oleh beberapa gas lembam yang digunakan untuk pemotong laser gas. Proses penguapan ini dikenal sebagai proses pemotongan penguapan. Namun, bahan mentah tidak boleh melebihi ketebalan yang dibutuhkan lebih dari diameter sinar laser.
Kelebihan dan Kekurangan
- Pemotongan penguapan membutuhkan daya laser yang lebih tinggi daripada pemotongan fusi untuk mencapai titik didih secara instan. Daya laser proses ini harus melebihi 18W / cm2 tergantung bahan, kedalaman pemotongan, dan posisi fokus.
- Cara ini tidak cocok untuk yang tidak memiliki titik leleh, seperti kayu dan keramik tertentu. Proses penguapan hanya untuk area kecil seperti paduan besi.
- Bahan yang digunakan untuk proses penguapan harus mencapai sayatan yang lebih tebal.
- Kekuatan laser dan penguapan memiliki efek khusus pada posisi fokus.
Pemotongan yang dikontrol fraktur
Jika Anda mengikuti proses pemotongan laser yang sama, memotong bahan yang rapuh mungkin tidak bekerja dengan sempurna. Dalam hal ini, jenis bahan ini membutuhkan kerusakan panas dengan kecepatan tinggi dengan pemotongan fraktur yang dapat dikontrol melalui balok penguat yang dikenal sebagai pemotongan yang dikontrol fraktur. Dalam proses ini, energi laser yang dipancarkan menciptakan tekanan mekanis yang menyebabkan material terpisah di sepanjang jalur sinar laser. Pemisahan material ini dapat dikontrol untuk pertumbuhan rekahan dan mirip dengan retakan yang memanjang.
Namun, selama metode pemotongan yang dikendalikan fraktur, sinar penguat yang mengenai area kecil material yang rapuh menyebabkan gradien termal yang besar dan deformasi mekanis yang signifikan di wilayah tersebut akibat retakan material.
Kelebihan dan Kekurangan
- Dengan menggunakan perangkat lunak ANSYS atau versi lain, seseorang dapat dengan cepat memperoleh tegangan dan distribusi suhu.
- Proses ini membutuhkan daya laser yang tinggi tergantung pada jenis material yang rapuh.
- Gradien pemanasan yang seimbang dapat memandu retakan ke segala arah yang diinginkan.
Oksidasi peleburan penguapan
Gas oksigen atau gas reaktif lainnya cocok untuk metode pemotongan ini. Setelah ruang elektromagnetik, sinar yang diperkuat menyentuh permukaan material melalui lingkungan gas reaktif. Pada saat ini, sinar yang diperkuat bereaksi secara kimiawi dengan oksigen atau gas reaktif lainnya, menghasilkan sumber panas yang lebih tinggi. Proses merespons dan metode pemotongan ini dikenal sebagai oksidasi peleburan-penguapan. Mode pulsa membatasi efek panas, dan daya laser menentukan kecepatan pemotongan.
Kelebihan dan Kekurangan
- Kecepatan pemotongan baja struktural dengan ketebalan yang sama lebih cepat daripada pemotongan fusi karena metode penguapan peleburan oksidasi.
- Penguapan peleburan oksidasi akan memberikan potongan lebar, kekasaran paten, zona dampak termal yang tergores, dan kualitas tepi yang lebih buruk.
- Metode pemotongan ini tidak cocok untuk model presisi pemesinan karena sudut yang tajam dapat berisiko terbakar.
Ini adalah metode pemotongan laser yang paling umum digunakan baru-baru ini. Operator dapat memutuskan rencana pemotongan berdasarkan kekuatan peralatan pemotongan, kemampuan analisis, persyaratan pemrosesan, dan komposisi material. Dalam hal ini, kualitas material adalah faktor yang paling penting untuk dipertimbangkan. Jika bahan memiliki pengotor yang berbeda mungkin memiliki titik leleh atau titik didih yang lebih tinggi. Dalam hal ini, pemotong laser membutuhkan sinar laser bertenaga tinggi untuk menembus bahan tersebut.
Bahan pemotongan laser
Siap untuk mulai mencoba pengukir laser Anda? Pertama, Anda perlu mengumpulkan semua peralatan yang diperlukan untuk digunakan. Biasanya, sinar laser dapat menembus hampir semua jenis material, tetapi Anda perlu mengetahui lebih baik tentang daya pengenalnya. Namun, cobalah mesin pengukiran laser Anda dengan beberapa jenis bahan berbeda yang disebutkan di bawah ini untuk melihat cara kerjanya. Dalam hal ini, Anda harus membaca spesifikasi mesin Anda. Seperti yang telah kami katakan, tergantung pada kekuatan laser, Anda harus menentukan bahan lasernya. Hal penting lainnya yang harus Anda pertimbangkan adalah bahan yang berbeda dapat mengeluarkan asap yang berbeda, jadi lebih baik pastikan area ventilasi yang baik agar aman.
- Kayu: Salah satu bahan pemotongan laser yang paling umum adalah kayu. Pemula dan bahkan profesional sering menggunakan pemotong laser untuk kayu untuk memotong bagian untuk dirakit, mengukir hadiah, dan mengukir desain yang rumit pada sepotong kayu.
- Plastik dan akrilik: Tanda, perhiasan, ornamen, seni dinding, dan banyak lagi bisa menjadi pilihan yang sangat baik untuk dibuat dari bahan plastik dan akrilik. Anda juga dapat menggunakan plexiglass, plexiglass berwarna liar, akrilik standar, untuk menghasilkan karya seni bergaya kaca patri yang indah. Muncul dalam berbagai ketebalan, seperti kayu.
- Busa: Membuat sisipan dan segel busa adalah yang terbaik untuk proyek anak-anak. Untuk membuat teka-teki khusus yang menyenangkan, Anda dapat menggunakan pemotong laser untuk memotong potongan busa yang tebal. Meskipun tidak biasa seperti bahan lain untuk proyek rumah, itu masih merupakan pilihan yang layak untuk dipertimbangkan.
- Lembaran logam: Agak rumit memotong lembaran logam pada mesin laser engraving. Gaya tarik molekul di dalam logam jauh lebih tinggi daripada kayu atau akrilik. Jadi, untuk melelehkan tepi lembaran logam, kita perlu mendapatkan sumber laser berkekuatan tinggi.
- Kulit: Setelah Anda berlatih dengan baik dengan mesin pemotong laser Anda, Anda dapat mencoba kulit, meskipun bahannya mahal. Namun, Anda dapat membuat Dompet, ikat pinggang, dompet, gelang perhiasan, dan karya seni.
- Kardus: Salah satu bahan pemotong laser yang paling hemat biaya adalah karton. Itu juga salah satu yang paling ramah pengguna. Anda dapat membuat apa saja mulai dari kartu nama yang menarik hingga komponen pembuat model.
Tidak banyak bahan yang tidak dapat Anda gunakan secara umum. Jika Anda mengukir, Anda harus menjauh dari kaca. Konten yang mengandung klorin, seperti vinil atau PVC, juga tidak disarankan.
Keuntungan dan kerugian dari teknologi pemotongan laser
Insinyur lebih memilih layanan pengukiran laser karena keuntungan yang diberikannya. Manfaat signifikan dari teknologi pemotongan laser: Fleksibilitas, pemotongan presisi, pengulangan, kecepatan, efektivitas biaya, tanpa kontak, keserbagunaan, kemungkinan otomatisasi, kualitas luar biasa, dll.
- Di lini produksi, pemotongan laser mudah diintegrasikan.
- Teknologi pemotongan laser menawarkan berbagai pemotongan bahan.
- Ini memiliki kebebasan desain dari potongan 1.5 x 1.5 cm hingga 94 x 94 cm.
- Teknologi pemotongan laser adalah proses yang andal, dan selalu memberikan hasil yang sama.
- Ini memberikan opsi ukiran yang berbeda
- Itu mampu memotong desain yang sangat rumit.
Kerugian dari teknologi pemotongan laser adalah sebagai berikut:
- Mesin pemotongan laser berdaya tinggi membutuhkan operator yang berpengalaman.
- Pemotong laser khusus tidak dapat memotong semua jenis ketebalan logam. Dalam hal ini, ketebalan logam yang berbeda memerlukan pemotong laser bertenaga lainnya.
- Metode pemotongan termal menghasilkan asap yang berbahaya, jadi pastikan ventilasi yang lebih baik di dalam ruangan.
Apakah teknologi pemotongan laser berbahaya bagi tubuh manusia?
Teknologi pemotongan laser bisa berbahaya jika Anda lupa melakukan tindakan pencegahan yang diperlukan selama dan setelah operasi. Ada beberapa risiko yang terkait dengan pemotong laser, seperti asap beracun, kebakaran, dan cedera fisik. Untungnya, ada beberapa cara cepat dan mudah untuk menghindari bahaya ini dan menghentikan proyek dengan bersih dan aman.
Aplikasi teknologi pemotongan laser
Semua negara di dunia menggunakan teknologi pemotongan laser di berbagai bidang teknik. Kami akan menyebutkan beberapa aplikasi di mana para insinyur sering menggunakan teknologi pemotongan laser.
- Dirgantara: kebutuhan penerbangan dan perjalanan ruang angkasa untuk mencapai mesin berperforma tinggi dan mengurangi konsumsi bahan bakar. Teknologi pemotongan laser telah membuktikan cara paling efisien untuk mencapai desain paling akurat dalam sejarah.
- Panel fotovoltaik: pembuatan panel fotovoltaik membutuhkan beberapa lapisan tipis bahan konduktif dan fotoaktif. Teknologi pemotongan laser membuat penghapusan tepi pada sel surya film tipis.
- Mode: teknologi pemotongan laser lebih umum untuk koleksi landasan pacu sutra dan kulit yang dipotong laser atau di pengecer. Pemotongan laser berfungsi paling baik pada kain sintetis.
- Robotika: teknologi laser menawarkan cara yang efisien untuk setiap bahan yang digunakan dalam industri robot. Drone dan robot seringkali membutuhkan penggunaan teknologi pemotongan laser untuk komponen elektronik.
- Lain-lain: teknologi pemotongan laser juga terkenal dalam operasi laser, pemotongan laser untuk penandaan dan pengukiran, pengemasan, keramik, dan pemotongan non-logam.
Kesimpulan
Mesin pemotongan laser adalah teknologi pemotongan yang menggunakan energi terfokus yang disediakan oleh spesialisasi laser dan lensa terfokus untuk melelehkan dan mengubah bahan permukaan menjadi gas. Ini memiliki kualitas pemotongan yang tinggi, kecepatan pemotongan yang cepat, berbagai bahan pemotongan, dan kinerja tinggi.