Pemotongan laser ialah proses pembuatan yang tepat dan cekap yang menggunakan pancaran cahaya yang tidak kelihatan untuk memotong bahan, menawarkan banyak faedah berbanding kaedah pemotongan mekanikal tradisional. Dengan ketepatan yang tinggi, kelajuan pemotongan yang cepat, dan keupayaan untuk memotong bentuk yang kompleks, pemotongan laser secara beransur-ansur menggantikan teknik pemotongan logam tradisional.
-
Komposisi Peralatan Memotong Laser
Mesin pemotong laser terdiri daripada beberapa komponen utama, termasuk penjana laser, sistem penghantaran rasuk, sistem gerakan kawalan berangka, kepala pemotong fokus automatik, meja kerja, dan sistem bekalan gas tekanan tinggi. Pelbagai parameter mempengaruhi proses pemotongan laser, beberapa daripadanya bergantung pada prestasi teknikal penjana laser dan mesin, manakala yang lain berubah-ubah.
-
Parameter Utama Pemotongan Laser
Untuk mencapai hasil pemotongan yang optimum, adalah penting untuk memahami parameter utama berikut:
1. Mod Pancaran
Mod pancaran, juga dikenali sebagai mod Gaussian, adalah mod ideal untuk memotong, biasanya terdapat dalam penjana laser kuasa rendah (<1 kW). Multi-mode, a mixture of high-order modes, has lower cutting ability and focusability compared to single-mode lasers.
| Jadual. 1 parameter proses pemotongan laser mod tunggal bahan biasa | |||||
| bahan | Ketebalan (mm) | Gas bantu | Kelajuan pemotongan (cm/min) | Lebar celah (mm) | Kuasa laser (w) |
| Keluli karbon rendah | 3 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Kuali Tahan Karat | 1 | O2 | 150 | 0.1 | 250 |
| Aloi titanium | 10(40) | O2 | 280(50) | 1.50(3.5) | 250 |
| Kaca lutsinar organik | 10 | N2 | 80 | 0.7 | 250 |
| alumina | 1 | O2 | 300 | 0.1 | 250 |
| Permaidani poliester | 10 | N2 | 260 | 0.5 | 250 |
| Kain kapas (berbilang lapis) | 15 | N2 | 90 | 0.5 | 250 |
| kadbod | 0.5 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Kadbod beralun | 8 | N2 | 300 | 0.4 | 250 |
| Kaca kuarza | 1.9 | O2 | 60 | 0.2 | 250 |
| Polipropilena | 5.5 | N2 | 70 | 0.5 | 250 |
| Polistirena | 3.2 | N2 | 420 | 0.4 | 250 |
| Polivinil klorida keras | 7 | N2 | 120 | 0.5 | 250 |
| Plastik bertetulang gentian | 3 | N2 | 60 | 0.3 | 250 |
| Kayu (papan lapis) | 18 | N2 | 20 | 0.7 | 250 |
| Keluli karbon rendah | 1 | N2 | 450 | 中 | 500 |
| 3 | N2 | 150 | --- | 500 | |
| 6 | N2 | 50 | 0.15 | 500 | |
| 1.2 | O2 | 600 | 0.15 | 500 | |
| 2 | O2 | 400 | 0.20 | 500 | |
| 3 | O2 | 250 | --- | 500 | |
| Keluli Tahan Karat | 1 | O2 | 300 | --- | 500 |
| 3 | O2 | 120 | --- | 500 | |
| Papan lapis | 18 | N2 | 350 | --- | 500 |
| Jadual. 2 parameter pemotongan laser berbilang mod bahan biasa | ||||
| Bahan | Ketebalan plat (mm) | Kelajuan pemotongan (cm/min) | Lebar celah (mm) | Kuasa laser (kw) |
| aluminium | 12 | 230 | 1 | 15 |
| Keluli karbon | 6 | 230 | 1 | 15 |
| Keluli tahan karat (0Cr18Ni9) | 4.6 | 130 | 2 | 20 |
| Komposit boron/epoksi | 8 | 165 | 1 | 15 |
| Komposit gentian/epoksi | 12 | 460 | 0.6 | 20 |
| Papan lapis | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| Plexiglass | 25.4 | 150 | 1.5 | 8 |
| kaca | 9.4 | 150 | 1 | 20 |
| konkrit | 38 | 5 | 6 | 8 |
2. Kuasa Laser
Kuasa laser yang diperlukan bergantung pada bahan yang dipotong, ketebalan bahan, dan keperluan kelajuan pemotongan. Kuasa laser memberi kesan ketara kepada ketebalan pemotongan, kelajuan dan lebar kerf. Secara amnya, kuasa laser yang semakin meningkat membolehkan bahan yang lebih tebal dipotong, kelajuan pemotongan yang lebih pantas dan lebar kerf yang lebih luas.
3. Kedudukan Fokus
Kedudukan fokus mempunyai kesan yang ketara pada lebar kerf. Biasanya, fokus ditetapkan pada kira-kira 1/3 daripada ketebalan bahan di bawah permukaan, menghasilkan kedalaman pemotongan maksimum dan lebar kerf minimum.
4. Panjang Fokus
Apabila memotong plat keluli tebal, jarak fokus yang lebih panjang disyorkan untuk mencapai permukaan pemotongan menegak yang berkualiti tinggi. Panjang fokus yang lebih panjang menghasilkan diameter rasuk yang lebih besar, mengurangkan ketumpatan kuasa dan kelajuan pemotongan. Untuk mengekalkan kelajuan pemotongan yang konsisten, peningkatan kuasa laser adalah perlu. Untuk memotong plat nipis, panjang fokus yang lebih pendek diutamakan, menghasilkan diameter rasuk yang lebih kecil, ketumpatan kuasa yang lebih tinggi dan kelajuan pemotongan yang lebih pantas.
5. Gas Bantu
Oksigen biasanya digunakan sebagai gas bantuan apabila memotong keluli karbon rendah, kerana ia menggunakan tindak balas pembakaran besi-oksigen untuk meningkatkan proses pemotongan, menghasilkan kelajuan pemotongan yang lebih pantas dan pemotongan berkualiti tinggi. Tekanan gas bantuan menjejaskan proses pemotongan, dengan tekanan yang lebih tinggi meningkatkan tenaga kinetik dan keupayaan penyingkiran sanga.
6. Struktur muncung
Struktur muncung dan saiz orifis juga memberi kesan kepada kualiti dan kecekapan pemotongan laser. Keperluan pemotongan yang berbeza memerlukan penggunaan muncung yang berbeza. Bentuk muncung biasa termasuk bentuk bulat, kon dan segi empat tepat. Pemotongan laser biasanya menggunakan tiupan sepaksi (aliran gas dan paksi cahaya dijajarkan) dan mengawal jarak antara keluar muncung dan permukaan bahan kerja ({{0}}.5-2.0 mm) memastikan pemotongan yang stabil proses.
| Jadual. 3 contoh parameter proses pemotongan laser bahan logam biasa |
||||
| bahan | Ketebalan mm | Gas bantu | Kelajuan pemotongan cm/min | Kuasa laser kW |
| Keluli Karbon Rendah | 1 | O2 | 900 | 1000 |
| 1.5 | 300 | 300 | ||
| 3 | 200 | 300 | ||
| 6 | 100 | 1000 | ||
| 16.2 | 114 | 4000 | ||
| 35 | 50 | 4000 | ||
| 30CrMnSi | 1 | 200 | 500 | |
| 3 | 120 | 500 | ||
| 6 | 50 | 500 | ||
| Keluli Tahan Karat | 0.5 | 450 | 250 | |
| 1 | 800 | 1000 | ||
| 1.6 | 456 | 1000 | ||
| 3.2 | 180 | 500 | ||
| 4.8 | 400 | 2000 | ||
| 6 | 80 | 1000 | ||
| 6.3 | 150 | 2000 | ||
| 12 | 40 | 2000 | ||
| Aloi titanium | 3 | 1300 | 250 | |
| 8 | 300 | 250 | ||
| 10 | 280 | 250 | ||
| 40 | 50 | 250 | ||
