Pelajaran 6.2MemotongBab 6 · Pemotongan dan permesinan non-tradisional

Pemotongan laser

Cahaya terfokus melelehkan atau menguapkan alur sempit

Pemotongan laser menelusuri bentuk pada material datar dengan berkas cahaya terfokus yang melelehkan garis sempit menembusnya. Banyak braket logam, panel casing, dan papan nama akrilik bermula dari sini. Tidak butuh perkakas: mesin memotong langsung dari file gambar, sehingga satu komponen semudah seribu.

Foto: EGU-Metall, CC BY-SA 3.0, melalui Wikimedia Commons

Kepala pemotong laser di atas lembaran, potongan samping sepanjang potonganGambar adalah potongan samping sepanjang potongan: kepala bergerak ke kanan dan meninggalkan kerf di belakangnya. Angka dalam lingkaran sesuai dengan langkah-langkah di bawah.

Cara kerjanya

Buat berkas. Sumber laser mengubah listrik menjadi berkas inframerah yang kuat dan tak terlihat. Laser serat (berkas dibangkitkan di dalam serat kaca) mendominasi pemotongan logam; laser CO2 (berkas berasal dari campuran gas) umum untuk kayu dan plastik.
Fokuskan. Kabel serat (atau cermin, untuk CO2) membawa berkas ke kepala pemotong. Lensa memusatkannya menjadi titik selebar sepecahan milimeter.
Leleh. Pada titik itu energi begitu terkonsentrasi sehingga material meleleh, atau sebagian menguap, menembus seluruh ketebalan.
Tiup keluar. Gas bantu mengalir melalui nosel di sekeliling berkas dan meniup logam cair keluar dari dasar potongan sebagai percikan. Oksigen juga membakar baja dan menambah panas; nitrogen meninggalkan tepi yang bersih dan terang.
Telusuri kontur. Sistem CNC (computer numerical control) menggerakkan kepala sepanjang kontur, meninggalkan kerf sempit (alur yang dibuat oleh potongan). Sensor menjaga nosel sekitar 1 mm di atas lembaran.

Kebanyakan mesin memotong lembaran datar yang terletak di atas bed bilah penyangga runcing. Laser tabung memutar tabung di bawah kepala untuk memotong lubang, alur, dan ujung bersudut.

Fakta kunci

Material: Baja lunak dan baja tahan karat, aluminium, tembaga, dan kuningan (laser serat); kayu, akrilik, karton, kain, dan kulit (laser CO2)
Komponen khas: Braket, panel casing, gasket, papan nama dan huruf, komponen datar yang disusun (nested) pada lembaran
Ukuran komponen: Lembaran datar biasanya hingga 1,5 × 3 m atau 2 × 4 m; baja setebal hingga sekitar 25 mm pada mesin umum
Presisi: Sering sekitar ±0,1 mm
Hasil permukaan: Permukaan potong halus dengan garis vertikal halus; zona terpengaruh panas yang tipis (pita yang strukturnya diubah oleh panas)
Ukuran batch yang cocok: Dari satu komponen hingga seri besar, tanpa perkakas dan dengan pemuatan lembaran otomatis
Biaya perkakas dan mesin: Tanpa perkakas khusus komponen; mesin potong CO2 hobi berharga beberapa ribu dolar, mesin serat industri beberapa ratus ribu
Kecepatan: Puluhan meter per menit pada lembaran tipis; sekitar 1 m/menit pada baja 20 mm

Kekuatan dan batasan

Kekuatan

Tanpa perkakas: kontur 2D apa pun langsung dari file gambar
Kerf sempit dan detail halus, sering sekitar ±0,1 mm
Cepat pada lembaran tipis; komponen di-nest (disusun rapat pada lembaran) untuk menghemat material
Satu mesin menangani banyak logam, atau kayu dan plastik dengan sumber CO2

Batasan

Kebanyakan lembaran dan tabung datar; pelat tebal lambat
Panas meninggalkan zona berubah yang tipis dan bisa melengkungkan komponen tipis
Tembaga dan kuningan yang mengilap butuh laser serat dan kehati-hatian
Beberapa plastik, seperti PVC, mengeluarkan gas beracun dan tidak boleh dipotong laser

Di mana dipakai

Job shop pelat logamBraket, panel, pelindung mesin, komponen satuan
OtomotifKomponen bodi prototipe, pemangkasan komponen terbentuk dengan laser 5 sumbu, komponen knalpot
Permesinan dan pertanianRangka, flensa, gusset, pelat dudukan
Arsitektur dan papan namaLayar fasad dekoratif, huruf, komponen tangga
ElektronikStensil pasta solder baja tahan karat, komponen pelindung tipis
Maker dan desainPajangan akrilik, model kayu lapis, barang kulit

Cara mengenalinya

Garis vertikal (striasi) yang sangat halus dan teratur pada permukaan potong, dan tepi yang tegas dan siku.
Tab atau torehan kecil di tepi: micro-joint, jembatan kecil yang ditinggalkan untuk menahan komponen di lembaran dan dipatahkan kemudian.
Bekas tusukan kecil tempat setiap potongan dimulai, tempat berkas pertama menembus, sering sedikit di luar kontur akhir.
Pada kayu, tepi kecokelatan yang agak gosong; pada akrilik, tepi mengilap hasil poles api.

Bandingkan dengan

Pemotongan plasma6.3lebih murah dan lebih cepat pada pelat baja tebal, tetapi dengan kerf lebih lebar dan tepi lebih kasar yang sedikit miring.Pemotongan waterjet6.4tanpa panas sama sekali dan memotong batu, kaca, dan logam sangat tebal, tetapi lebih lambat.Punching6.1lebih cepat untuk banyak lubang identik pada lembaran tipis, tetapi setiap bentuk butuh perkakasnya sendiri.

Tonton

Ponoko Laser Cutting · Bagian-bagian mesin potong laser, dijelaskan dengan sederhana

Small Things · Mengapa cahaya terfokus bisa melelehkan baja

TRUMPF Inc. · Laser serat memotong pelat 25 mm, lengkap dengan percikan

Ray Frith · Pemotongan sehari-hari di lantai bengkel untuk lembaran 3 mm

Lihat foto asli

Wikipedia: Laser cutting — foto kepala pemotong laser dan komponen hasil potong, dengan data proses
Pencarian foto Wikimedia Commons

Ingat

Lensa memfokuskan berkas menjadi titik kecil yang melelehkan garis menembus material.
Gas bantu meniup lelehan keluar; oksigen menambah panas, nitrogen menjaga tepi tetap bersih.
Tanpa perkakas dan sekitar ±0,1 mm: pilihan utama untuk komponen datar pada lembaran tipis hingga menengah.