Pemotongan laser aluminium adalah kemampuan manufaktur yang kuat, tetapi membutuhkan teknik yang sangat khusus karena reflektifitas tinggi dan konduktivitas termal yang luar biasa dari material tersebut. Sifat-sifat ini menuntut kontrol parameter yang presisi dan pengaturan perangkat keras yang tepat untuk mencapai potongan yang bersih dan bebas terak.
Panduan terperinci ini menguraikan tujuh langkah penting untuk memaksimalkan kualitas dan efisiensi pemotongan saat bekerja dengan aluminium.
Dasar dari pemotongan yang berhasil terletak pada fase CAD (Desain Bantuan Komputer). Persiapan yang cermat meminimalkan pemborosan material dan memastikan akurasi bagian akhir.
|
Pertimbangan |
Detail |
Dampak |
|---|---|---|
|
Ketebalan Material |
Secara langsung menentukan daya laser dan jumlah lintasan yang diperlukan. |
Mempengaruhi waktu siklus dan keausan mesin. |
|
Kompensasi Kerf |
Perhitungkan kerf (material yang dihilangkan oleh potongan) dalam offset desain Anda untuk mempertahankan toleransi dimensi. |
Memastikan ukuran bagian akhir yang akurat. |
|
Ukuran Fitur Minimum |
Pastikan fitur internal (lubang, slot) cukup besar relatif terhadap lebar kerf untuk mencegah panas berlebih dan distorsi. |
Kritis untuk integritas struktural dan mencegah burr. |
|
Optimasi Nesting |
Atur bagian secara efisien pada lembaran untuk memaksimalkan pemanfaatan material dan meminimalkan sisa. |
Mengurangi biaya material. |
|
Persiapan File |
Gunakan format standar industri seperti DXF atau DWG, pastikan semua garis adalah polilin tertutup. |
Mencegah kesalahan pembacaan selama pemuatan mesin. |
Sifat-sifat aluminium menentukan penggunaan teknologi laser khusus yang wajib.
-
Pemotong Laser Fiber: Teknologi ini diperlukan untuk aluminium. Laser fiber menghasilkan berkas dengan panjang gelombang yang lebih pendek (biasanya 1,06 µm) yang diserap aluminium jauh lebih efisien daripada panjang gelombang yang lebih panjang dari laser CO2 (10,6 µm). Hal ini mengurangi tantangan utama dari reflektifitas.
-
Paduan Umum: 6061 (tujuan umum, kekuatan tinggi, kemampuan las yang baik) dan 5052 (ketahanan korosi dan kemampuan bentuk yang unggul).
-
Ketebalan: Aluminium pengukur yang lebih tipis (hingga 3-4 mm) sangat mudah dikelola. Lembaran yang lebih tebal membutuhkan daya yang jauh lebih tinggi dan kecepatan yang lebih lambat.
Pengaturan mekanis yang presisi sangat penting untuk mengelola proses termal yang intens.
-
Lensa Fokus: Pilih lensa dengan panjang fokus yang sesuai untuk memusatkan energi maksimum ke permukaan material.
-
Penempatan Nozzle: Jarak berdiri (jarak antara ujung nozzle dan material) harus diatur secara presisi (biasanya 0,5–1 mm) untuk memastikan pengeluaran material cair yang efisien.
-
Sistem Gas Bantu (Nitrogen): Nitrogen adalah gas bantu yang paling disukai secara universal untuk aluminium, digunakan pada tekanan tinggi. Ia berfungsi ganda:
- Pengeluaran: Ia meledakkan aluminium cair keluar dari kerf segera, mencegah kolam leburan yang reflektif mengganggu berkas.
- Non-Oksidasi: Ia menyediakan atmosfer inert, menghasilkan tepi potongan yang bersih, cerah, dan bebas oksidasi.
Pemotongan aluminium yang berhasil dicapai dengan mengoptimalkan masukan energi untuk mengatasi reflektifitas dan kecepatan untuk mengelola penumpukan panas.
|
Parameter |
Strategi Optimasi |
Rasional Teknis |
|---|---|---|
|
Daya Laser |
Gunakan daya tinggi untuk dengan cepat membuat dan mempertahankan kolam leburan. |
Daya awal yang tinggi diperlukan untuk mengatasi refleksi permukaan. |
|
Kecepatan Pemotongan |
Pertahankan jendela kecepatan tertentu: cukup cepat untuk membatasi zona yang terkena panas (HAZ), tetapi cukup lambat untuk memastikan penetrasi. |
Terlalu lambat menyebabkan peleburan/pembakaran yang berlebihan; terlalu cepat menyebabkan potongan yang tidak lengkap. |
|
Posisi Titik Fokus |
Untuk aluminium yang lebih tebal, fokus sedikit di bawah permukaan (-1 hingga -2 mm) meningkatkan penetrasi potongan dan penghilangan terak. |
Teknik ini melebarkan titik berkas pada permukaan material sambil memusatkan energi maksimum sedikit lebih rendah. |
|
Frekuensi Pulsa |
Untuk laser fiber berdaya tinggi, menggunakan Mode Berdenyut seringkali bermanfaat, karena memberikan semburan daya puncak yang tinggi. |
Daya puncak yang tinggi membantu menembus lapisan permukaan reflektif awal dan memastikan penetrasi yang lebih dalam. |
Jangan pernah melanjutkan ke lari penuh tanpa memvalidasi parameter pada potongan sisa dari material batch yang sama.
-
Jalankan Sampel: Jalankan bentuk atau pola geometris kecil dan kompleks pada potongan sisa.
-
Periksa Kualitas: Periksa potongan untuk indikator kualitas utama:
-
Sesuaikan: Berdasarkan pengamatan, sesuaikan parameter secara iteratif. Jika terak terjadi, sedikit tingkatkan tekanan atau kecepatan gas. Jika potongan tidak lengkap, kurangi kecepatan atau sedikit tingkatkan daya.
Setelah parameter dikonfirmasi, amankan material dan jalankan program.
-
Pemantauan Berkelanjutan: Jangan pergi. Pantau kepala pemotongan dan bukaan kerf terus-menerus. Cari penyalaan yang tidak konsisten, percikan, atau pelengkungan material karena penumpukan panas.
-
Mitigasi Pelengkungan: Untuk bagian yang besar dan tipis, panas dari potongan panjang dapat menyebabkan pelengkungan. Jika memungkinkan, gunakan sambungan mikro atau tab dalam desain untuk menstabilkan bagian hingga pasca-pemrosesan.
Bahkan potongan laser terbaik seringkali membutuhkan penyelesaian kecil untuk mencapai bagian yang sempurna.
-
Deburring: Hati-hati hilangkan terak atau burr kecil yang tersisa di tepi menggunakan alat putar, penyelesaian getaran, atau file manual.
-
Pembersihan: Gunakan pelarut yang sesuai untuk menghilangkan residu proses, oli, atau oksidasi permukaan yang disebabkan oleh proses termal.
-
Inspeksi Akhir: Verifikasi bahwa semua dimensi memenuhi toleransi yang diperlukan menggunakan alat ukur presisi seperti kaliper dan mikrometer.
-
Penyelesaian: Terapkan hasil akhir kosmetik atau pelindung yang diinginkan, seperti anodisasi (paling umum untuk aluminium) atau pelapisan bubuk.
Proses yang dioptimalkan ini menekankan kebutuhan akan laser fiber, peran penting nitrogen bertekanan tinggi, dan iterasi parameter yang cermat—pembeda sejati saat berhasil memotong aluminium.