Keterampilan pemotongan laser untuk permukaan yang cerah

Penggunaan mesin pemotong laser serat untuk memotong material permukaan mengkilap (seperti baja tahan karat cermin, aluminium mengkilap tinggi, tembaga, kuningan, dll.) memiliki perbedaan mendasar dan keunggulan besar dibandingkan penggunaan laser CO₂ tradisional, tetapi juga membutuhkan keterampilan khusus untuk mendapatkan hasil terbaik dan memastikan keamanan.

Prinsip inti: Panjang gelombang laser serat adalah 1,06 mikron, dan tingkat penyerapan material logam jauh lebih tinggi daripada laser CO₂ dengan panjang gelombang 10,6 mikron.Ini berarti bahwa laser serat optik cenderung lebih kecil kemungkinannya untuk dipantulkan, efisiensi pemanfaatan energi lebih tinggi, dan risiko kerusakan peralatan akibat pantulan sangat berkurang. Namun, bukan berarti tidak ada tantangan.

Berikut ini adalah teknik pemotongan permukaan terang yang dirancang khusus untuk mesin pemotong laser serat optik:

Keunggulan dan Prinsip Utama

Pertama-tama, jelas bahwa untuk baja tahan karat 304 dengan permukaan mengkilap yang paling umum, mesin pemotong laser serat modern biasanya dapat memotong langsung tanpa perlakuan awal yang rumit seperti laser CO₂, dan risiko pantulan sangat rendah. Kesulitannya terutama terletak pada bagaimana mendapatkan permukaan pemotongan yang "sempurna" untuk mencegah goresan dan oksidasi permukaan.

Keterampilan Utama dan Optimalisasi Parameter

1. Pemilihan gas dan kontrol tekanan (yang paling penting)

• Pemotongan nitrogen/nitrogen dengan kemurnian tinggi
• Tujuan: Untuk mendapatkan permukaan mata pisau yang cerah tanpa oksidasi, berwarna putih keperakan atau warna alami.
• Persyaratan tekanan: Diperlukan tekanan udara yang sangat tinggi (biasanya > 1,2 MPa atau bahkan lebih tinggi). Nitrogen bertekanan tinggi dapat dengan cepat meniup logam cair, untuk mencegah oksidasi pada permukaan pemotongan dan perubahan warna, sekaligus mendinginkan sambungan pemotongan.
• Persyaratan Kemurnian: Gunakan nitrogen dengan kemurnian 99,99% atau lebih tinggi untuk menghindari pengotor oksigen yang menyebabkan permukaan potongan teroksidasi dan berubah menjadi kuning dan hitam.
• Pemotongan oksigen:
• Hanya berlaku untuk mengejar kecepatan pemotongan, dan tidak mempermasalahkan lapisan oksida hitam pada permukaan pemotongan. Untuk benda kerja yang perlu mempertahankan tampilan "permukaan mengkilap", umumnya tidak digunakan.

2. Pemilihan nosel dan kontrol ketinggian

• Gunakan nosel dua lapis/komposit: nosel dua lapis (seperti nosel Kecepatan Tinggi, Kecepatan Rendah) dapat membentuk aliran udara yang lebih stabil dan terpadu, kemampuan pembuangan terak lebih kuat, terutama cocok untuk pemotongan permukaan cerah nitrogen bertekanan tinggi.
• Bukaan nosel: sesuai dengan pemilihan pelat tebal, biasanya menggunakan bukaan yang sedikit lebih besar (seperti φ2.0, φ3.0) untuk memastikan aliran udara yang cukup.
• Posisi fokus: Cobalah menyesuaikan fokus sedikit ke bawah (lebih dalam ke lembaran kertas) untuk membantu mendapatkan potongan yang lebih vertikal dan halus.
• Tinggi pemotongan: pertahankan ketinggian pelacakan yang konstan dan tepat untuk memastikan aliran udara yang stabil.

3. Optimasi parameter laser

• Daya: Menggunakan daya yang lebih tinggi dengan kecepatan tinggi dapat mengurangi zona yang terkena panas dan menghindari peleburan atau penguningan berlebihan pada mata pisau.
• Frekuensi: Meningkatkan frekuensi pulsa (seperti 500-1000Hz atau lebih tinggi) dapat membuat garis potong lebih halus dan rapi.
• Siklus kerja: sesuaikan siklus kerja yang sesuai, dengan tetap memastikan stabilitas pemotongan, untuk menemukan parameter penyelesaian terbaik.
• Kecepatan pemotongan: untuk memastikan pemotongan tembus, cobalah menggunakan kecepatan pemotongan yang lebih cepat untuk mengurangi penumpukan panas.

4. Manajemen Fokus

• Uji fokus dilakukan untuk menemukan posisi fokus terbaik untuk material permukaan yang terang dan ketebalannya. Biasanya fokus yang sedikit negatif (fokus laser berada di dalam pelat) membantu mendapatkan penampang vertikal yang lebih baik.

Pertimbangan khusus untuk berbagai bahan mengkilap

cermin baja tahan karat:

• Lapisan pelindung pertama: penggunaan film pelindung khusus pemotongan laser berkualitas tinggi! Ini adalah cara paling efektif untuk mencegah percikan yang dihasilkan selama pemotongan dan permukaan meja mesin menggores permukaan cermin.
• Setelah dipotong, lapisan pelindung dapat dengan mudah disobek untuk mendapatkan permukaan yang halus.

Aluminium dan paduan aluminium (terutama yang sangat mengkilap):

• Risiko pantulan: Daya pantul aluminium murni dan aluminium silikon tinggi masih tinggi. Meskipun risikonya lebih rendah daripada CO₂, laser serat daya ultra tinggi (misalnya, 10.000 watt atau lebih) tetap perlu mewaspadai kemungkinan dampak pantulan balik pada komponen internal kepala serat saat pemotongan.
• Parameter: Aluminium menghantarkan panas dengan cepat, membutuhkan daya puncak yang lebih tinggi dan kecepatan yang lebih cepat. Gunakan nitrogen dengan kemurnian tinggi dan mungkin perlu menambahkan sedikit argon untuk mendapatkan bagian yang lebih terang.
• Terak menggantung: Pemotongan aluminium mudah menghasilkan terak menggantung di bagian bawah, yang perlu diatasi dengan mengoptimalkan tekanan udara dan fokus.

tembaga dan kuningan:

• Reflektivitas tinggi: Tembaga murni (tembaga) adalah salah satu logam yang paling reflektif dan juga berisiko bagi laser serat optik. Selalu mulai pengujian dengan daya rendah.
• Masalah penyerapan: Laser serat hijau (panjang gelombang 515nm) dapat digunakan. Tembaga memiliki tingkat penyerapan cahaya hijau yang sangat tinggi. Ini adalah pilihan ideal untuk memotong tembaga, tetapi peralatannya mahal.
• Kuningan: seng, uap seng akan dihasilkan saat pemotongan, bagian tersebut mudah menghitam. Diperlukan nitrogen bertekanan tinggi dan parameter dioptimalkan.

Rekomendasi keselamatan dan operasional

1. Tes pertama:Untuk material yang sangat reflektif (tembaga murni, aluminium murni), saat pemotongan pertama kali, sisa material dapat digunakan terlebih dahulu, dan diuji pada daya yang lebih rendah untuk mengamati kondisi pemotongan dan umpan balik mesin.

2. Inspeksi peralatan:Pastikan kepala laser mesin pemotong laser serat optik Anda dilengkapi dengan perangkat pelindung anti-refleksi (seperti isolator refleksi balik). Sebagian besar mesin serat optik daya menengah hingga tinggi modern sudah dilengkapi dengan fitur ini secara standar.

3. Pembersihan dan perawatan:

• Bersihkan permukaan bahan dengan minyak sebelum memotong.
• Periksa dan bersihkan nosel secara teratur serta lindungi lensa. Gas bertekanan tinggi selama pemotongan permukaan yang mengkilap dapat lebih mudah mengangkat debu dan menempelkannya pada lensa.

4.Pemotongan percobaan dan pustaka parameter:Buatlah "perpustakaan parameter pemotongan permukaan cerah" untuk berbagai material, ketebalan yang berbeda, dan persyaratan permukaan yang berbeda, serta lakukan verifikasi pemotongan uji coba skala kecil setiap kali material diganti.

Poin-poin ringkasan

Kesimpulan:Untuk laser serat optik, inti dari pemotongan material permukaan mengkilap telah berubah dari “bagaimana mencegah kerusakan akibat pantulan” menjadi “bagaimana mengoptimalkan proses untuk mendapatkan permukaan potongan yang sempurna dan melindungi tampilan material”. Melalui kombinasi “penyesuaian parameter halus dari perlindungan lapisan permukaan pemotongan bertekanan tinggi nitrogen murni”, benda kerja permukaan mengkilap berkualitas tinggi dapat diproses secara stabil dan efisien.