Metode Laser dan Potensinya Untuk Cutting

4
555

Ingo Decker

Apakah laser, plasma jet dan water jet sesungguhnya saling bersaing atau saling melengkapi? Memang cakupan aplikasi sistem pemotongan ini luas, karena itu bagi pengguna perlu menentukan tugas dari masing-masing sehingga proses pemotongan dengan menggunakan sinar optimal.

Sinar laser, plasma zet dan water jet merupakan alat pemotong berbagai macam bahan baku dalam bidang industri yang sudah diterima secara luas. Dalam aplikasinya, alat-alat tersebut memiliki banyak kesamaan, sehingga dalam penggunaannya sering saling ditukarkan satu sama lain. Namun sebenarnya ketiga alat ini sangat berbeda, dan cakupan aplikasinya luas sehingga alat ini bisa melengkapi satu sama lain dan bukan saling bersaing. Gambar 1 menunjukan macam-macam bagian yang dipotong oleh sinar pemotong yang berasal dari material yang berbeda-beda, diproduksi dan diinstalasi oleh produsen peralatan mesin Knuth GmbH.

Gambar 1. Susunan bagian-bagian yang dipotong oleh pemotong laser dari berbagai macam material dan ketebalan bahan yang berbeda.
Advertisement

Plasma jet dapat memotong hingga ketebalan 80 mm

Pemotongan plasma jet yang merupakan hasil dasar busur yang ditransfer yang terbatas pada beberapa material khusus, seperti baja karbon, baja stainless dan paduan alumunium (Gambar 2). Aplikasinya dimulai dari ketebalan 3 mm dengan arus maksimal 400 A hingga ketebalan 80 mm. Tergantung pada ketebalan dan material, kekuatan arus dan kecepatan potong harus ditentukan sehingga dicapai daya potong tertinggi dengan pemisahan potongan sederhana atau hasil pemotongan pinggiran dengan kualitas baik tercapai. Biasanya, dengan ketebalan maksimal bidang 10 mm dan dengan kecepatan 2 hingga 5 m/menit, kita dapat meraih kualitas potongan yang tinggi yang tergantung pada bahannya, sedangkan untuk kecepatan potongan mungkin dapat mencapai hingga 6 m/menit.

Gambar 2. Pemotong plasma di 400 A untuk ketebalan plat sampai 80 mm.

Water jet abrasif memotong material yang lebih keras

Selain pekerjaan-pekerjaan khusus, sistem pemotongan plasma jet dari Knuth dapat memotong baja murni dengan ketebalan yang lebih besar atau memotong material dengan ketebalan menengah yang dapat memberikan hasil yang lebih besar, instalasinya dapat dikombinasikan dengan satu atau lebih kepala pemotong untuk digunakan pada pemotong bakar otogen. Instalasi ini akan dinyalakan melalui kontrol mesin otomatis di antara pemotong laser plasma dan pemotong bakar otogen. Namun demikian, bagian yang dipotong harus dibuat dengan boran yang terdefirtasi dengan diameter lubang yang lebih kecil. Dalam kasus ini, perlengkapan dengan mesin kepala bor menyediakan solusi yang pas.

Water jet berkaitan dengan pemilihan material pada metode pemotong laser, yaitu memutuskan antara water jet murni atau water jet abrasif. Untuk bahan lunak seperti kayu, dapat dilakukan hanya dengan menggunakan water jet bertekanan tinggi untuk menembusnya. Untuk plastik keras, logam, bahan mineral dan kaca, water jet harus ditambahkan bulir-bulir halus dengan bahan abrasif agar bisa menembusnya. Berbeda dengan pemotong laser plasma yang memotong dengan metode pemanasan, dan dengannya wilayah yang akan dipotong dipanaskan sampai mencair, pemotong laser air merupakan metode pemotongan dingin, yang hanya merupakan transfer momentum dari partikel laser dengan sangat cepat ke dalam meterial hingga berefek penghapusan bahan material tersebut.

Karena ini merupakan proses pemisahan dingin, bahkan pada kecepatan dibawah 0,2 m/menit bahan tidak terbakar. Bisa juga dengan kecepatan yang lebih kecil memisahkan bahan dengan ketebalan 100 mm, bahkan untuk alumunium bisa sampai 200 mm dan pada batu yang homogen seperti marmer, pemisahan juga dengan kisaran yang sama. Pada ketebalan bidang sampai 10 mm, maka, tergantung bahannya,  dengan tekanan yang diatur, dapat memotong dengan absrasif minimum dan kualitas yang diinginkan dengan kecepatan mulai dari 0,2 sampai 3 m/menit, yang tidak akan mengancam penetapan kualitas yang baik pada masing-masing bahan. Dengan ketepatan permukaan potongan mencapai 0,1 mm pada setiap potongan dengan laser plasma, maka dengan ketebalan material tersebut akan banyak keuntungan yang bisa didapat, yaitu pada beberapa plat yang ditumpuk satu sama lain dan di potong sekali saja, ia akan dapat memotong beberapa bagian sekaligus. Berbeda dengan metode pemotongan dengan panas yang hanya dapat melelehkan bagian terdepan.

Instalasi dengan beberapa kepala pisau memungkinkan hasil yang tinggi

Untuk kualitas hasil yang lebih tinggi, tersedia sistem pemotongan Hydro-Jet dengan dua atau lebih kepala potong water jet. Pembuatan potongan dengan permukaan potong yang miring (talang atau komponen dengan lingkar atas sisi bawah alat kerja dengan Geometri yang berbeda-beda) menggunakan kepala pemotong 3D yang termasuk pengontrol mesin dengan lima sumbu simultan.

Pemotong sinar laser akan bisa memotong ketebalan bahan yang kecil dengan geometri potongan yang lebih kompleks dengan akurasi yang lebih tinggi (Gambar 3). Ini mungkin juga digunakan untuk beberapa bahan non-logam seperti kayu atau plastik tertentu terutama kaca akrilik. Fokus sinar laser pada flek bakar tergantung pada penggunaan panjang lensa fokus dengan diameter 0,12- 0,25 mm, sehingga celah potongan yang sempit memungkinkan produksi bentuk-bentuk yang lebih kompleks dan sekaligus kontur potongan yang lebih rapat dan dalam dari ketebalan bahan masing-masing, minimum mulai dari 0,2 mm. Hal ini biasanya membuat pekerjaan memotong menjadi berulang-ulang. Karena kecepatan pemotongan tinggi, bahan yang dipotong pun mengeluarkan cipratan-cipratan api kecil, sehingga metode pemotongan yang panas ini dapat dinetralkan oleh proses pemotongan dengan metode dingin.

Baca juga :   Membuat Struktur Komponen Pesawat, Apa Rahasia Teknologinya?
Gambar 3. Sinar laser memungkinkan kecepatan potong yang tinggi dengan percikan api.

Terdapat berbagai macam variasi metode dalam memutuskan: sinar laser yang pemotongannya menggunakan pembakaran dengan oksigen sebagai gas pemotongnya. Pada baja murni, komposisi ini dapat mencapai kecepatan potong (pada ketebalan plat 1 mm 7 m/menit sudah dengan daya laser 1kW sama dengan 1m/menit pada ketebalan plat 6 mm). Yang sama dengan sinar laser yang menggunakan metode pelelehan menggunakan nitrogen dengan tekanan tinggi (10 sampai 20 bar) yang digunakan pada stainless yang tahan korosi sehingga bebas oksidasi dan dengan begitu permukaan potongan juga bersih dari gerigi (potongan tidak rata) pada tepi potongannya serta tentunya dengan kualitas potongan yang tinggi (pada ketebalan plat 1 mm 5 m/menit hanya dengan daya laser 1 kW). Demikian juga pada potongan laser dari kaca akrilik, yang dapat membentuk permukaan potongan dengan kualitas tinggi, yang walaupun mudah tetapi hasilnya dapat terlihat jelas.

Laser  yang berdenyut  memungkinkan hasil potongan yang akurat

Pemotongan oleh laser dengan emisi radiasi yang berlanjut (cw-laser mode), memperpanjang proses pemotongan untuk kualitas potongan yang bagus dengan konsistensi kecepatan potongan yang tinggi (sekitar 80% dari maksimum kecepatan pemisahan). Hal ini karena sifat dinamis dari mesin utama yang sering kali menjadi faktor pembatas dari kualitas potongan. Dalam proses pembuatan, presisi potongan tidak menggunakan laser yang berlanjut, melainkan dengan cara khusus yang didenyutkan. Penghapusan bahan material terjadi dalam waktu yang sangat singkat, di mana daya laser cw lebih besar dari laser berdenyut, mirip dengan proses percikan erosi. karena hal ini dapat dibuat dengan sangat lambat, mungkin, dengan metode ini dapat membuat kontur elemen dengan satuan submilimeter.

Akurasi dari mesin utama menentukan hasil potongan

Kekompakan mesin laser pemotong menawarkan metode ini yang  memiliki wilayah kerja mulai dari 2,5 m x 1,25 m untuk mengoptimalisasi titik-titik ergonomis pengaturan mesin (Gambar 4). Penggunaan laser CO2 dengan daya laser 0,6 atau 1,5 kW menjamin tersedianya pilihan harga yang menarik dengan biaya operasional yang rendah. Karena bingkai mesin pada laser itu telah terpasang dengan sendirinya, untuk transportasi dan pemasangan mesin tidak memerlukan banyak usaha dan tidak membutuhkan tempat pemasangan yang khusus. Namun, untuk memotong plat berukuran besar atau dengan ketebalan sampai 20mm, misalnya pada baja murni, Laser Jet 3015FA dengan meja ubah menawarkan sebuah solusi yang efektif.

Gambar 4. Kekompakkan mesin pemotong laser-jet dapat dilengkapi dengan laser CO2 dengan daya hingga 1,5 kW.

Hal yang penting  untuk  mencapai hasil potongan yang baik adalah akurasi dari kontrol oleh mesin utama, Sifat laser dan parameter potongan bergantung pada optimalisasi data teknologi. Oleh karena itu Knuth menggunakan semua komponen penting yang ditawarkan, seperti kontrol CNC, instalasi plasma, pompa air bertekanan tinggi, kepala laser air abrasif, dan setiap kepala pemotong dengan versi berkualitas tinggi dari produsen terkenal. Jika penguna sendiri belum mempunyai data teknologi yang cukup optimal, maka pusat kompetensi ini akan dikembangkan untuk teknologi pemotongan. (MM)

Dr. Ingo Decker adalah konsultan kebijakan teknologi di perusahaan peralatan mesin Knuth GmbH.

Incoming search terms:

Advertisement

4 KOMENTAR

  1. mau nanya mesin laser buat motong bisa lurus / belok2 untuk acrylic yg harganya terjangkau buat home industri tetapi are potong max ukuran 244 x 122 cm. kena harga berapa nyampai bandung…thx

    • Silakan masukkan email Anda di NEWSLETTER untuk mendapatkan info terbaru dari mmindustri.co.id
      Dalam waktu dekat ini, fitur INDONESIA ONLINE EXPO akan segera launching di web kita. Salam fredaksi

Tulis Opini Anda