Apa Itu Pemotongan Laser? Panduan Mendalam

Dalam beberapa tahun terakhir, hampir 70% produsen telah menggunakan pemotongan laser untuk produksi yang akurat dan efisien. Mesin pemotongan industri menggunakan sinar laser terkonsentrasi untuk mengukir bahan secara akurat. Sektor-sektor seperti otomotif, kedirgantaraan, dan mode membutuhkannya. Karena keakuratannya, laser sangat ideal untuk manufaktur besar dan desain yang disesuaikan, termasuk tetapi tidak terbatas pada desain gerbang potong laser modern dan pagar balkon yang dipotong dengan laser.
Sementara itu, artikel ini akan membahas tinjauan dasar mengenai apa itu pemotongan laser, cara kerjanya, sejarahnya, bahan yang digunakan, aplikasi, keuntungan, dan kerugiannya.

Apa yang dimaksud dengan Pemotongan Laser?

Pemotongan laser adalah proses manufaktur yang presisi di mana sinar laser bertenaga tinggi diarahkan melalui optik untuk memotong, mengukir, atau mengetsa bahan dengan toleransi dalam mikron.

Jenis-jenis Mesin Pemotong Laser CNC

• Mesin Pemotong Laser CO2.
• Mesin Pemotong Laser Serat.
• Mesin Pemotong Laser Nd (Neodymium-Doped Yttrium Aluminium Garnet).
• Mesin Pemotong Laser UV.
• Mesin Pemotong Laser Hijau.
• Mesin Pemotong Laser Mini.

Komponen Utama

Mesin pemotongan logam laser memiliki sumber laser, alas pemotongan, dan sistem gerakan yang dikendalikan CNC. Sumber laser menghasilkan sinar berenergi tinggi untuk memotong. Ranjang pemotongan adalah tempat material ditempatkan untuk pergerakan sepanjang sumbu untuk memposisikan material di bawah laser. Optik, termasuk lensa dan cermin, mengarahkan sinar laser ke bahan. Nitrogen atau oksigen dapat meningkatkan efisiensi pemotongan sambil mengeluarkan bahan cair atau mencegah oksidasi. Sistem kontrol mengelola operasi mesin dan menerjemahkan file desain ke dalam jalur pemotongan.

Bagaimana Cara Kerja Pemotongan Laser?

Langkah-langkah Proses Dasar yang Terlibat

1. Pembangkitan sinar laser melalui pemompaan listrik/optik.
2. Pengiriman sinar melalui komponen optik (cermin/serat optik).
3. Memfokuskan sinar ke titik yang tepat pada permukaan material.
4. Memulai pemotongan sambil menusuk bahan.
5. Memindahkan balok di sepanjang jalur pemotongan.
6. Menyesuaikan kecepatan dan daya pemotongan untuk ketebalan material.
7. Menghilangkan bahan cair (kerf) melalui gas bantu.
8. Memantau kualitas potongan dengan mesin pemotongan laser logam CNC.

Sistem Kontrol

Sistem CNC memandu laser pemotongan dengan presisi dalam geometri yang kompleks dan aplikasi dengan toleransi tinggi. Sistem ini mengubah model CAD menjadi instruksi mesin dan mengontrol gerakan laser di sepanjang sumbu X, Y, dan Z. CNC juga menyesuaikan daya sinar, ketinggian fokus, dan tekanan gas untuk kondisi pemotongan yang ideal. Misalnya, dalam mesin pemotong logam laser, mesin Mesin CNC mengkompensasi variasi ketebalan material untuk menurunkan bahaya cacat.

Sejarah Pemotongan Laser

Mesin laser produksi pertama yang mengebor lubang cetakan berlian pada tahun 1965. Western Electric Engineering Research Center memproduksi peralatan ini. Setelah itu, Inggris menemukan pemotongan logam jet oksigen berbantuan laser pada tahun 1967. Pada awal tahun 1970-an, teknik pemotongan dikembangkan untuk titanium dalam aplikasi ruang angkasa. Di sisi lain, laser CO2 juga digunakan untuk memotong kain karena terlalu lemah untuk mengatasi konduktivitas termal logam.

Bahan yang Digunakan dalam Pemotongan Laser

Logam

Pemotongan laser digunakan untuk baja, aluminium, kuningan, dan tembaga. Suku cadang yang dipotong dengan laser kuningan merupakan standar dalam industri yang membutuhkan desain yang presisi dan rumit. Reflektifitas logam dalam mesin ukiran laser emas perak dan proses pemotongan memerlukan pengaturan laser khusus untuk mencegah kerusakan pantulan sinar.

Akrilik

Akrilik lebih disukai untuk pemotongan laser karena tepiannya yang bersih dan halus. Mesin laser akrilik khusus membantu menghindari panas berlebih dan menjamin pemotongan yang mulus. Mesin laser untuk memotong akrilik harus memiliki ventilasi yang sesuai untuk asap, yang mungkin beracun jika tidak dikontrol.

Kayu

Kayu multiguna untuk pemotongan laser dan menawarkan potongan yang tajam dengan tingkat hangus yang dapat diabaikan. Namun, kepadatan kayu dan kandungan resin dapat memengaruhi kualitasnya. Kayu yang berbeda, termasuk MDF dan kayu lapis, berperilaku berbeda di bawah laser dan memerlukan penyetelan dalam pengaturan daya untuk menghindari pembakaran.

Plastik

ABS, polikarbonat, dan polietilena merespons pemotongan dengan baik tetapi memiliki beberapa tantangan. Sebagian mengeluarkan asap yang berbahaya saat dipotong. Hal ini memerlukan pemilihan jenis laser dan sistem ventilasi yang cermat. Lembaran plastik tipis dapat meleleh atau melengkung jika tidak dipotong dengan daya laser yang akurat dan terukur.

Komposit

Polimer yang diperkuat serat karbon mungkin menantang karena strukturnya yang berlapis-lapis. Laser harus cukup kuat untuk memotong beberapa lapisan dengan kualitas tepi. Mengontrol zona yang terpengaruh panas membantu menghambat delaminasi atau kerusakan material komposit.

Aplikasi Pemotongan Laser

Fabrikasi Presisi

Pemotongan laser dapat menawarkan fabrikasi presisi dengan lembaran besi. Mesin laser lembaran besi dapat mewujudkan desain dengan sedikit distorsi panas. Cocok untuk sektor kedirgantaraan dan otomotif.

Desain Akrilik Khusus

Apabila bekerja dengan akrilik, pemotongan laser memberikan detail yang tak tertandingi. Misalnya, lembaran akrilik untuk pemotongan memungkinkan tepi yang bersih dan dipoles tanpa pemrosesan sekunder. Hal ini membantu menciptakan papan nama, pajangan, dan karya seni yang canggih.

Pemrosesan Tabung yang Efisien

Mesin laser tabung sangat diperlukan untuk bahan berbentuk tabung. Mesin ini memotong lubang dan slot yang rumit pada permukaan silinder. Hal ini dapat bermanfaat bagi sektor konstruksi dan alat berat.

Pemotongan Pohon Industri

Mesin pemotongan laser pohon berfokus pada bahan organik dalam industri kehutanan. Mesin ini secara tepat memproses batang pohon untuk pemotongan yang efisien dan dapat diandalkan yang mengurangi kelebihan material. Teknologi ini juga dapat diterapkan dalam pertukangan kayu dan pembuatan furnitur.

Pemotongan Tabung Serbaguna

Mesin pemotong tabung laser membantu memotong bentuk tabung, termasuk bulat, persegi, dan persegi panjang. Mesin ini memberikan kualitas yang tak tertandingi dalam pemotongan untuk produksi massal di bidang manufaktur dan arsitektur. Selain itu, pemotongan sudut multifaset mengabaikan beberapa langkah pemrosesan.

Keuntungan dan Kerugian Pemotongan Laser

Pemotongan laser tepat, efisien, dan lincah untuk aplikasi industri. Namun, ini bukan tanpa kekurangan ketika mempertimbangkan harga mesin pemotongan laser. Sisi positifnya, pemotongan laser akrilik dapat mencapai desain yang berbelit-belit dengan toleransi seketat ± 0,0005 inci untuk komponen dalam pembuatan perangkat kedirgantaraan dan medis. Bahan-bahan yang menantang, termasuk baja tahan karat, aluminium, dan titanium, dapat diproses dengan distorsi termal yang dapat diabaikan karena sinar laser yang terfokus. Proses ini mengabaikan proses finishing sekunder untuk menghemat waktu dan biaya.

Selain itu, dengan pengaturan yang tepat, mesin yang sama dapat beralih antara tugas pemotongan, pengukiran, dan pengeboran untuk fleksibilitas. Namun demikian, prosesnya bisa lamban apabila memotong bahan yang lebih tebal. Kebutuhan daya meningkat secara eksponensial dengan ketebalan dan menuntut laser berdaya tinggi yang lebih mahal. Selain itu, tembaga atau kuningan reflektif dapat merusak optik mesin sehingga meningkatkan biaya perawatan dan waktu menganggur. Meskipun minimal, zona yang terpengaruh panas masih dapat mengubah sifat material untuk aplikasi yang membutuhkan integritas material yang kaku.

Harga mesin pemotong laser dapat dipengaruhi oleh output daya, ukuran alas mesin, dan penanganan material otomatis. Misalnya, kelas atas laser serat dengan peringkat daya multi-kilowatt dan otomatisasi dapat mencapai $600.000. Sistem berdaya lebih rendah untuk produksi skala kecil atau pembuatan prototipe mungkin berharga sekitar $20.000. Namun, investasi awal dan biaya kerja dapat menjadi penghalang bagi produsen kecil jika dibandingkan dengan pemotongan waterjet atau plasma tradisional. Selain itu, kurva pembelajaran untuk mengoptimalkan panjang fokus, durasi pulsa, dan kecepatan potong bisa jadi curam. Mencari layanan pemotongan mesin laser berkualitas? Hubungi Pemesinan MXY dan melihat keajaibannya.

Kesimpulan

Mesin pemotongan laser adalah contoh yang mengesankan tentang bagaimana teknologi mendorong perubahan dan memberi manfaat bagi berbagai industri. Banyak keuntungan dari teknologi inovatif ini telah merevolusi industri manufaktur dengan meningkatkan kecepatan, produktivitas, kemudahan otomatisasi, dan kemampuan untuk menghasilkan produk yang sangat disesuaikan dengan presisi yang tak tertandingi. Manfaat pemotongan laser melampaui sektor manufaktur dan memiliki dampak lingkungan yang luar biasa, mengurangi limbah dan konsumsi energi. Bahan-bahan baru sedang ditemukan, dan tidak diragukan lagi bahwa masa depan cerah untuk mesin laser. Industri yang berinvestasi dalam teknologi ini memiliki peluang luar biasa untuk pertumbuhan dan kesuksesan lebih lanjut.