Ini Dasar-Dasar Pemotongan Laser

Laser pertama kali digunakan untuk memotong pada tahun 1970an. Dalam produksi industri modern, pemotongan laser lebih banyak digunakan untuk mengolah bahan seperti lembaran logam, plastik, kaca, keramik, semikonduktor, tekstil, kayu dan kertas.
Ketika sinar laser terfokus menyinari benda kerja, area yang disinari akan memanas secara dramatis hingga melelehkan atau menguapkan material tersebut. Setelah sinar laser menembus benda kerja, proses pemotongan dimulai: sinar laser bergerak sepanjang garis kontur sambil melelehkan material. Bahan cair biasanya terhempas dari garitan dengan semburan udara, meninggalkan celah sempit antara bagian yang dipotong dan penahan pelat yang lebarnya hampir sama dengan sinar laser yang terfokus.

Pemotongan api
Pemotongan api adalah proses standar yang digunakan saat memotong baja ringan, menggunakan oksigen sebagai gas pemotongan. Oksigen diberi tekanan hingga 6 bar dan dihembuskan ke garitan. Di sana, logam yang dipanaskan bereaksi dengan oksigen: pembakaran dan oksidasi dimulai. Reaksi kimia melepaskan sejumlah besar energi (hingga lima kali energi laser) yang membantu sinar laser dalam melakukan pemotongan.
Pemotongan leleh
Pemotongan leleh adalah proses standar lain yang digunakan saat memotong logam. Ini juga dapat digunakan untuk memotong bahan melebur lainnya, seperti keramik.
Gas nitrogen atau argon digunakan sebagai gas pemotongan, dan tekanan gas 2 hingga 20 bar dihembuskan melalui garitan. Argon dan nitrogen adalah gas inert, yang berarti mereka tidak bereaksi dengan logam cair di garitan, tetapi hanya membuangnya ke dasar. Pada saat yang sama, gas inert melindungi tepi potongan dari oksidasi udara.
Pemotongan udara terkompresi
Udara bertekanan juga dapat digunakan untuk memotong pelat tipis. Udara bertekanan hingga 5-6 bar sudah cukup untuk menerbangkan logam cair pada potongan. Karena hampir 80% udara adalah nitrogen, pemotongan udara bertekanan pada dasarnya adalah pemotongan lelehan.
Pemotongan dengan bantuan plasma
Jika parameter dipilih dengan benar, awan plasma akan muncul di garitan pemotongan lelehan yang dibantu plasma. Awan plasma terdiri dari uap logam terionisasi dan gas pemotongan terionisasi. Awan plasma menyerap energi laser CO2 dan mengubahnya menjadi benda kerja sehingga lebih banyak energi yang digabungkan ke benda kerja dan material akan lebih cepat meleleh, sehingga menghasilkan kecepatan potong yang lebih cepat. Oleh karena itu, proses pemotongan ini disebut juga pemotongan plasma kecepatan tinggi.
Awan plasma sebenarnya transparan jika dibandingkan dengan laser solid-state, sehingga pemotongan leleh dengan bantuan plasma hanya dapat dilakukan dengan laser CO2.
Pemotongan Gasifikasi
Pemotongan penguapan akan menguapkan material, meminimalkan dampak efek termal pada material di sekitarnya. Hal ini dapat dicapai dengan menggunakan laser CO2 terus menerus untuk menguapkan bahan dengan suhu rendah dan daya serap tinggi, seperti film plastik tipis dan bahan yang tidak meleleh seperti kayu, kertas, dan busa.
Laser berdenyut ultrapendek memungkinkan teknologi ini diterapkan pada material lain. Elektron bebas dalam logam menyerap laser dan memanas secara dramatis. Pulsa laser tidak bereaksi dengan partikel cair dan plasma, material langsung menyublim dan tidak ada waktu bagi energi untuk ditransfer ke material di sekitarnya dalam bentuk panas. Pulsa pikodetik mengikis material tanpa efek termal yang terlihat, tanpa lelehan, dan tanpa pembentukan duri.
Parameter: Penyesuaian proses
Banyak parameter yang mempengaruhi proses pemotongan laser, beberapa di antaranya bergantung pada sifat teknis laser dan peralatan mesin, sementara yang lain bervariasi.
Polarisasi
Polarisasi menunjukkan berapa persentase sinar laser yang dikonversi. Polarisasi tipikal biasanya sekitar 90%. Ini cukup untuk pemotongan berkualitas tinggi.
Diameter Fokus
Diameter fokus mempengaruhi lebar potongan dan dapat diubah dengan mengubah panjang fokus lensa pemfokusan. Diameter fokus yang lebih kecil berarti garitan yang lebih sempit.
Posisi fokus
Posisi titik fokus menentukan diameter balok dan rapat daya pada permukaan benda kerja serta bentuk garitan.
Kekuatan Laser
Kekuatan laser harus disesuaikan dengan jenis pemrosesan, jenis bahan, dan ketebalan. Daya harus cukup tinggi sehingga kepadatan daya pada benda kerja melebihi ambang batas pemrosesan.