3 Kesalahan yang Harus Dihindari Saat Memotong Logam dengan Laser
Dalam proses pemotongan logam dengan laser yang rumit, berbagai masalah yang memengaruhi kualitas dan performa produk dapat terjadi jika Anda tidak cermat. Tiga kesalahan berikut ini adalah hal yang harus diwaspadai oleh para praktisi dan dicoba untuk dihindari selama pengoperasian.
Masalah 1 - Mengabaikan Penyimpangan dalam Pengukuran Bagian
Selama tahap desain komponen, banyak insinyur yang rentan terhadap kesalahan dalam mendesain komponen untuk pemesinan CNC. Seharusnya jelas bahwa mesin pemotong laser pada dasarnya berbeda dari mesin CNC, dan karakteristik toleransi bagian yang dipotong oleh mesin pemotongan laser harus diperhitungkan.
Kesulitan pertama yang dihadapi para teknisi adalah perbedaan sinar laser setelah meninggalkan kepala laser. Sifat fisik ini memiliki dampak langsung dan signifikan pada lebar potongan. Khususnya, sisi bawah bagian yang dipotong akan lebih lebar daripada sisi atas. Untuk komponen yang memerlukan dimensi yang presisi dan konsisten pada kedua sisi, perbedaan ini tidak diragukan lagi merupakan masalah besar.
Sebagai contoh, ambil panel rumah peralatan elektronik yang umum digunakan. Tepinya mungkin sedikit meruncing setelah pemotongan laser. Pada proses pemasangan berikutnya, tepi yang agak meruncing ini akan menyebabkan sedikit celah di sekeliling tepi panel. Celah ini tidak hanya memengaruhi kerataan dan estetika tampilan produk, tetapi juga dapat menyebabkan masuknya kotoran seperti uap air dan debu dalam beberapa skenario aplikasi dengan persyaratan penyegelan yang ketat, sehingga memengaruhi pengoperasian normal dan masa pakai komponen internal peralatan.
Selain itu, pelebaran lebar pemotongan bagian bawah komponen yang disebabkan oleh divergensi sinar laser, juga akan menyebabkan masalah pada perakitan komponen. Apabila beberapa komponen perlu dipasang secara berdekatan, kesesuaian antar komponen akan sangat berkurang karena ketidakkonsistenan lebar pemotongan bagian bawah, sehingga sulit untuk mencapai pemasangan yang tepat, dan pada kasus yang parah, hal ini bahkan dapat menyebabkan seluruh perakitan produk gagal. Oleh karena itu, saat mendesain bagian yang saling berhubungan, para insinyur harus memasukkan faktor divergensi sinar laser ke dalam ide desain, dan mencadangkan kisaran toleransi yang wajar melalui perhitungan dan simulasi yang tepat untuk memastikan bahwa bagian-bagian tersebut dapat dirakit dengan lancar setelah pemotongan.
Perubahan dalam lebar sinar juga membuat desain komponen yang saling mengunci menjadi menantang. Dalam produksi aktual, dua komponen yang secara teoretis pas secara sempurna, bisa saja satu bagian sedikit lebih besar dan bagian lainnya sedikit lebih kecil akibat toleransi pemotongan laser. Setelah deviasi dimensi ini melebihi batas toleransi, komponen yang seharusnya bisa saling bertautan erat, tidak akan dapat mencapai kesesuaian yang diharapkan, sehingga memengaruhi integritas dan fungsionalitas seluruh struktur produk.
Masalah 2 - Kegagalan menangani distorsi secara efektif
Pembengkokan adalah tantangan sulit lainnya yang dihadapi para insinyur ketika menggunakan mesin pemotongan laser untuk memproduksi komponen lembaran logam. Ketika sinar laser bekerja pada logam untuk memotong, logam dengan cepat menyerap energi laser dan mengubahnya menjadi energi panas, yang pada gilirannya menyebabkan logam memanas. Saat suhu naik, logam mengembang.
Tetapi masalahnya, proses pemuaian logam tidak seragam. Di satu sisi, bahan logam yang berbeda memiliki koefisien muai panas yang berbeda. Contohnya, paduan aluminium dan baja tahan karat memiliki derajat pemuaian yang sama sekali berbeda pada perubahan suhu yang sama; di sisi lain, proses pembuatan material, seperti arah penggulungan, struktur organisasi internal dan faktor lainnya, juga akan memengaruhi keseragaman pemuaian logam saat dipanaskan. Efek gabungan dari semua faktor ini membuatnya sangat mungkin bahwa logam akan membengkok dan berubah bentuk selama proses pemuaian termal, yang kita sebut sebagai warping.
Fenomena lengkungan ini akan membawa banyak masalah praktis bagi para insinyur. Untuk komponen yang pada awalnya didesain untuk dirakit bersama secara akurat, setelah terjadi lengkungan, bentuk dan ukuran komponen akan menyimpang dari ekspektasi desain, sehingga menyulitkan komponen tersebut untuk dipasang dengan sempurna selama perakitan. Hal ini tidak hanya akan memperpanjang waktu perakitan dan meningkatkan biaya tenaga kerja, tetapi dalam kasus yang parah, bahkan akan menyebabkan suku cadang dibuang, yang mengakibatkan pemborosan sumber daya dan peningkatan biaya produksi.
Dari perspektif mekanika struktural, lengkungan juga akan membawa bahaya tersembunyi yang serius pada komponen struktural. Ketika sebuah komponen struktur melengkung, distribusi tegangan internalnya akan menjadi tidak merata, dan kemampuan aslinya untuk memikul beban secara merata akan hancur. Ketika mengalami beban eksternal, bagian yang melengkung lebih mungkin menghasilkan konsentrasi tegangan, sehingga mengurangi kekuatan keseluruhan dan kapasitas penahan beban komponen. Dalam beberapa skenario aplikasi dengan persyaratan yang sangat tinggi untuk kekuatan struktural, seperti kedirgantaraan, manufaktur mobil, dan bidang lainnya, deformasi komponen yang melengkung dapat menyebabkan kecelakaan keselamatan yang serius.
Oleh karena itu, para insinyur harus sangat berhati-hati ketika menggunakan mesin pemotongan laser untuk memproduksi komponen lembaran logam. Pada tahap pemilihan bahan, Anda dapat mempertimbangkan untuk menggunakan bahan logam dengan koefisien muai panas yang lebih kecil dan kinerja yang lebih stabil, seperti beberapa bahan paduan khusus. Pada tahap desain, redundansi struktur harus ditingkatkan secara tepat, dan bentuk serta tata letak bagian harus disesuaikan secara wajar untuk mengurangi risiko lengkungan yang disebabkan oleh deformasi termal. Pada saat yang sama, dalam hal pengaturan parameter proses, dengan mengoptimalkan parameter seperti daya laser, kecepatan potong, dan metode pendinginan, pemanasan logam yang tidak merata selama proses pemotongan dapat diminimalkan semaksimal mungkin. Jika perlu, pelat logam yang lebih tebal dapat dipertimbangkan, karena pelat yang lebih tebal memiliki ketahanan yang lebih baik terhadap deformasi termal sampai batas tertentu, atau kerumitan desain dapat dikurangi, dan penggunaan bentuk yang rumit dan struktur berdinding tipis dapat dikurangi, sehingga mengurangi kemungkinan lengkungan.
Masalah 3 - Perlakuan yang tidak tepat pada pemotongan laser
Pemotongan laser adalah fenomena yang disebabkan oleh perbedaan sinar laser selama proses pemotongan material. Karena karakteristik sinar laser yang berbeda, maka, tidak dapat dielakkan, bahwa lebar pemotongan permukaan bawah komponen lebih lebar daripada permukaan atas. Hal ini tidak diragukan lagi merupakan masalah utama untuk komponen yang memerlukan konsistensi dimensi yang ketat pada kedua sisinya. Namun demikian, perlu dicatat, bahwa tingkat pengaruh pemotongan laser berkaitan erat dengan ketebalan komponen. Pada umumnya, pemotongan laser hanya akan menjadi masalah yang tidak dapat diabaikan apabila memotong komponen yang lebih tebal.
Sebagai contoh, ambil panel housing mekanis yang umum digunakan. Apabila panel dipotong dengan laser dengan bahan logam yang memiliki ketebalan lebih besar dari 3 mm, maka, tepi permukaan bawah panel akan secara signifikan lebih sempit daripada permukaan atas. Apabila panel semacam itu ditempatkan pada permukaan yang rata, penyempitan tepi bawah akan secara jelas menunjukkan celah di antara kedua permukaan. Celah ini tidak hanya memengaruhi kerataan tampilan produk, tetapi juga dapat menyebabkan kegagalan penyegelan pada beberapa produk dengan persyaratan ketat pada penyegelan dan kedap air, sehingga sangat mengurangi kinerja perlindungan produk.
Meskipun fenomena pemotongan laser tidak dapat sepenuhnya dihindari dalam kondisi teknis saat ini, namun kami dapat meminimalkan dampak negatifnya melalui desain dan pengaturan proses yang wajar. Pada tahap desain produk, sisi yang dipotong direncanakan secara cerdik di dalam desain sehingga tidak memengaruhi penampilan dan performa utama produk. Misalnya, saat memotong panel dengan laser, permukaan bawah permukaan yang dipotong ditempatkan dengan cerdik di dalam cangkang, dan permukaan atas digunakan sebagai permukaan produk yang terlihat. Dengan cara ini, meskipun terdapat perbedaan ukuran pada permukaan bawah yang disebabkan oleh pemotongan laser, hal tersebut tidak akan berdampak signifikan pada tampilan dan penggunaan produk yang sebenarnya. Pada saat yang sama, dalam proses perakitan selanjutnya, melalui urutan perakitan dan cara proses yang wajar, dampak pemotongan laser pada kinerja produk secara keseluruhan dapat semakin melemah untuk memastikan bahwa kualitas produk memenuhi persyaratan desain.
Indonesian 
English 
Arabic 
French 
Turkish 
Spanish 
Portuguese 
Czech 
Polish 
German 
Korean 
Japanese 
Greek 
Ukrainian 
Italian 
Finnish 
Dutch 
Swedish 
Romanian