Ikhtisar mesin laser untuk memotong logam dan pilihannya

Peralatan pemotongan logam laser digunakan di berbagai industri: dalam teknik mesin, metalurgi, dan manufaktur furnitur. Popularitas seperti itu dijelaskan oleh fakta bahwa itu memungkinkan Anda untuk membuat bagian-bagian dari bentuk yang rumit dengan tingkat akurasi yang meningkat. Peralatan seperti itu akan dibahas dalam artikel kami.

Pemotong laser untuk logam melakukan tiga fungsi utama:

• ukiran: menggambar gambar, teks, dan bahkan foto di permukaan logam;
• pemotongan laser;
• pemotongan lengkung.

Dalam semua kasus, templat dibentuk, yang dengannya modul kontrol numerik mengatur parameter pemotongan. Hasilnya adalah produk yang sangat akurat.

Desain pemotong laser apa pun mencakup beberapa blok:

• emitor - bertanggung jawab untuk menghasilkan aliran foton atau pulsa laser terfokus sempit;
• unit transfer gas - dirancang untuk mengeluarkan logam panas dari area kerja dan mendinginkan emitor;
• drive - digunakan untuk memindahkan emitor di sepanjang permukaan yang dirawat;
• meja potong yang berfungsi - di atasnya benda kerja ditempatkan, sedangkan meja dapat diganti;
• modul CNC/ACS.

Prinsip pengoperasian mesin tersebut didasarkan pada pembangkitan sinar sempit oleh tabung laser yang melakukan pemrosesan logam. Sebagai hasil dari kontak balok dengan permukaan bahan yang sedang diproses, efek suhu tinggi terjadi, yang memungkinkan untuk mengukir atau memotong logam. Pada saat yang sama, aliran campuran gas mengeluarkan lapisan bahan cair, yang memastikan potongan berkualitas tinggi. Mesin tersebut dapat digunakan untuk bekerja dengan semua jenis baja lembaran, serta dengan logam non-ferrous dan paduannya.

Inti dari pekerjaan setiap pemotong laser adalah memfokuskan sinar sempit, sebagai akibatnya energi terkonsentrasi pada permukaan bahan yang sedang diproses. Diameter balok semacam itu tidak melebihi sepersepuluh milimeter, yang memastikan ketebalan minimum potongan. Proses peleburan dan transformasi struktur logam selanjutnya terjadi sebagai akibat dari membawa karakteristik daya sinar laser ke parameter tertentu. Tergantung pada mekanisme kerjanya, ada empat jenis utama mesin tersebut.

Pemotongan laser logam dapat dilakukan di lingkungan oksigen atau nitrogen, pilihannya tergantung pada karakteristik logam yang akan diproses.Jadi, sebagai akibat dari paparan oksigen, reaksi eksotermik dipicu, energi panasnya memungkinkan untuk memotong lembaran baja paduan rendah dan baja karbon yang agak tebal.

Tidak disarankan untuk memotong permukaan galvanis atau galvanis oksigen. Dalam hal ini, potongannya tidak rata, dan risiko pembentukan kerak juga meningkat. Saat memotong baja tahan karat atau baja paduan tinggi, tidak diinginkan untuk membiarkan oksidasi titik potong. Itulah sebabnya ketika bekerja dengan logam seperti itu, gas inert, paling sering nitrogen, sangat dibutuhkan.

Setiap media gas dapat digunakan untuk memotong aluminium. Tetapi untuk bekerja dengan paduan titanium, tidak satu pun yang dapat digunakan, karena kedua gas mulai diserap oleh permukaan logam dan membentuk lapisan rapuh. Untuk bahan ini, preferensi harus diberikan pada perangkat laser yang beroperasi dalam helium atau argon yang sangat murni.

Secara umum, setiap pemotong laser gas memberikan gelombang radiasi maksimum, sehingga mereka diminati saat memproses lembaran logam dengan ketebalan maksimum.

Efisiensi dan produktivitas peralatan yang tinggi disediakan oleh perangkat laser serat optik, mereka sering diimplementasikan dalam bentuk mesin mini. Mereka memiliki keuntungan sebagai berikut.

• Kualitas balok tinggi. Garis potong lebih tipis dan ukuran titik lebih kecil, yang meningkatkan efisiensi kerja secara keseluruhan.
• Kecepatan potong tinggi. Dibandingkan dengan gas, itu dua kali lipat.
• Daya tahan. Penggunaan laser serat optik profesional memastikan kinerja yang stabil hingga 100.000 jam operasi peralatan.
• Peningkatan efisiensi. Efisiensi konversi fotolistrik selama pemotongan serat optik setara dengan 30%, yaitu 2-3 kali lebih banyak daripada saat pemotongan laser dalam media gas.
• Biaya penggunaan rendah. Konsumsi daya instalasi serat optik tidak melebihi 30% dari pemotongan laser di lingkungan gas.
• Biaya perawatan minimal. Tidak adanya kebutuhan akan lensa reflektif memungkinkan Anda menghemat banyak uang untuk perawatan mesin.
• Pengoperasian peralatan semacam itu tidak terlalu sulit. Karena transmisi serat optik, tidak perlu menyesuaikan parameter jalur optik.

Elemen kerja utama pemotong laser dioda adalah emitor berupa kristal semikonduktor yang dibentuk sebagai resonator optik. Selain dioda, laser semacam itu mencakup perangkat khusus untuk daya AC. Ini memungkinkan Anda untuk memvariasikan parameter radiasi keluaran.

Namun, laser tipe dioda secara signifikan kehilangan gas dan serat optik dalam hal parameter koherensi. Pemfokusan memberikan divergensi yang besar, sehingga tidak mungkin untuk memusatkan energi secara maksimal. Satu-satunya keuntungan dari peralatan tersebut terletak pada murahnya relatif dari semua model lainnya.

Prinsip pengoperasian laser solid-state menyerupai laser gas.Tapi dia juga punya ciri khasnya sendiri. Berbeda dengan media gas, media aktif bentuk padat digunakan di sini. Biasanya, ini adalah kristal dan berbagai gelas yang diaktifkan saat kontak dengan elemen tanah jarang. Laser semacam itu ditandai dengan peningkatan efisiensi, sementara sejumlah model memiliki ukuran yang cukup kompak. Pemotong ini menghasilkan balok yang panjang gelombangnya memungkinkan Anda untuk berhasil bekerja dengan logam dari berbagai jenis dan ketebalan.

Saat ini, ada pemotong laser untuk logam dari berbagai produsen di pasaran. Di antara perusahaan asing di pasar domestik, produk pabrik yang berlokasi di negara-negara Eropa, Amerika Serikat, serta di Jepang dan Taiwan sangat populer:

• Trumpf (Jerman);
• Schuler (Jerman);
• Trotek (Austria);
• Farley Laserlab (Australia);
• GCC (Taiwan).

Selain itu, produk buatan China menempati pangsa pasar yang besar. Pendapat tentangnya ambigu, banyak yang meragukan kualitasnya. Namun, beberapa merek, yang fasilitas produksinya berlokasi di China, bekerja sesuai dengan teknologi Swiss dan di bawah kendali ketat oleh pelanggan. Mereka memproduksi mesin laser dengan karakteristik teknis dan operasional yang sangat tinggi. Perusahaan-perusahaan tersebut antara lain:

• kelinci;
• Wattasa;
• Bodor.

Di Rusia, pemotong laser diproduksi oleh perusahaan industri Perangkat Semikonduktor, LOMO, Plasma, dan Inversi. Masing-masing menawarkan jenis sistem laser tertentu. Tidak ada perusahaan yang terlibat dalam produksi semua jenis mesin laser secara bersamaan di negara kita.

Saat memilih pemotong laser untuk logam, Anda perlu memperhatikan karakteristik berikut.

• Rentang bahan. Pertama-tama, perlu mempertimbangkan spesifikasi perusahaan. Penting untuk mengklarifikasi dari bagian apa yang akan dipotong dan berapa ketebalannya. Faktor-faktor ini harus dibandingkan dengan data teknis mesin, ukuran lapangan kerja dan parameter operasi peralatan.
• Kekuasaan. Daya rata-rata semua mesin laser saat ini bervariasi dari 500 hingga 6000 watt. Jika Anda berencana untuk memotong lembaran logam setebal kurang dari 6mm, pemotong laser 500-700W sudah cukup. Untuk bekerja dengan bahan yang lebih tebal, Anda harus memilih mesin dengan daya maksimum.
• Perkakas. Ketika datang ke mesin serat optik, Anda perlu memperhatikan bahan habis pakai: motor servo, pemandu, kepala pemotong, chimera, dan lainnya. Kualitas dan fungsionalitas komponen ini berdampak pada akurasi dan kecepatan pemotongan laser. Beberapa pabrikan yang tidak bermoral melengkapi peralatan tidak dengan komponen asli, tetapi dengan analognya untuk mengurangi biaya. Hal ini dapat membingungkan pembeli. Oleh karena itu, informasi tentang asal bahan habis pakai harus diklarifikasi terlebih dahulu.
• Kualitas peralatan. Dalam beberapa tahun terakhir, ada kecenderungan penurunan siklus produksi di sebagian besar perusahaan.Banyak perusahaan, terutama yang baru-baru ini muncul di pasar, tidak cukup memperhatikan pengujian pemotong laser mereka sebelum dikirim ke pelanggan dan tidak melakukan kontrol kualitas peralatan. Oleh karena itu, ketika memilih mesin, sangat penting untuk memperhatikan ketersediaan pengujian dan layanan pra-penjualan dari pabrikan.
• Pemeliharaan layanan. Saat memilih peralatan, lebih baik memberikan preferensi pada mesin dari pabrikan yang departemen layanannya diwakili di wilayah penggunaan. Jika tidak, setiap cacat selama operasi akan menyebabkan perbaikan jangka panjang dan, karenanya, waktu henti produksi.

Mesin pemotong laser logam bersifat universal. Dan ini berlaku untuk bahan yang digunakan dan luasnya kemungkinan produksi. Secara khusus, mereka dapat digunakan untuk memotong dan mengukir logam.

Penggunaan paling umum dari peralatan laser adalah bahan pemotongan. Peralatan mesin di mana alat pemotong utama adalah laser tersebar luas dalam pengerjaan logam. Mereka memungkinkan Anda untuk membuat:

• elemen individu dari struktur periklanan dalam dan luar ruangan;
• konstruktor dan teka-teki yang terbuat dari logam;
• barang dekorasi;
• suku cadang untuk pemodelan mobil dan pesawat terbang;
• suvenir.

Ukiran laser dari produk logam dapat mengubah hal yang paling sederhana menjadi hadiah yang tak ternilai. Ukiran yang paling akurat diperoleh dengan menggunakan sinar laser. Gambar yang diterapkan dalam teknik ini memiliki umur simpan yang tidak terbatas, mereka tidak takut abrasi, paparan larutan asam-basa, air, radiasi ultraviolet dan perubahan suhu.

Dengan bantuan laser yang dikendalikan komputer, Anda bisa mendapatkan gambar dengan detail yang maksimal. Seringkali, pola rumit dibuat pada permukaan logam dan bahkan foto direproduksi.

Sinar laser dapat digunakan untuk mengukir tidak hanya permukaan datar, tetapi juga permukaan cembung. Dalam hal ini, mekanisme khusus untuk memperbaiki benda kerja terhubung ke mesin mesin. Rotasi mesin ditransfer ke benda kerja, ia mulai bergerak pada kecepatan tertentu dan sinar laser menerapkan gambar dari semua sisi.