Proses utama Mesin Pemotong Laser

1. Pemotongan penguapan.
Selama proses pemotongan penguapan laser, suhu permukaan bahan naik ke suhu titik didih begitu cepat sehingga dapat menghindari pelelehan yang disebabkan oleh konduksi panas, sehingga sebagian bahan menguap menjadi uap dan menghilang, dan sebagian bahan dikeluarkan dari bagian bawah celah oleh aliran gas tambahan bertiup. Kekuatan laser yang sangat tinggi diperlukan dalam kasus ini.

Untuk mencegah uap bahan mengembun di dinding garitan, ketebalan bahan tidak boleh melebihi diameter sinar laser. Oleh karena itu, proses ini hanya cocok untuk aplikasi di mana pengeluaran material cair harus dihindari. Pemesinan ini benar-benar hanya digunakan di area penggunaan yang sangat kecil untuk paduan berbasis besi.

Proses ini tidak dapat digunakan, seperti kayu dan keramik tertentu, yang tidak dalam keadaan cair dan karena itu cenderung mengembunkan kembali uap bahan. Selain itu, bahan-bahan ini biasanya menghasilkan potongan yang lebih tebal.

Dalam pemotongan gasifikasi laser, pemfokusan sinar yang optimal bergantung pada ketebalan material dan kualitas sinar. Kekuatan laser dan panas penguapan hanya memiliki pengaruh tertentu pada posisi fokus yang optimal. Dalam hal ketebalan pelat tertentu, kecepatan potong maksimum berbanding terbalik dengan suhu gasifikasi material.

Kepadatan daya laser yang diperlukan lebih besar dari 108W/cm2 dan bergantung pada material, kedalaman potong, dan posisi fokus sinar. Dalam hal ketebalan lembaran tertentu, dengan asumsi daya laser yang cukup, kecepatan potong maksimum dibatasi oleh kecepatan pancaran gas.

2. Mencair dan memotong.
Dalam pemotongan peleburan laser, benda kerja dicairkan sebagian dan kemudian bahan yang dilelehkan dikeluarkan melalui aliran udara. Karena transfer material hanya terjadi dalam keadaan cair, prosesnya disebut laser melting cutting.

Sinar laser yang digabungkan dengan gas pemotongan inert dengan kemurnian tinggi mendorong material cair keluar dari garitan tanpa pemotongan gas itu sendiri. Pemotongan fusi laser dapat mencapai kecepatan pemotongan yang lebih tinggi daripada pemotongan gas. Energi yang dibutuhkan untuk gasifikasi biasanya lebih tinggi dari energi yang dibutuhkan untuk melelehkan material.

Dalam pemotongan peleburan laser, sinar laser hanya diserap sebagian. Kecepatan potong maksimum meningkat dengan meningkatnya daya laser dan menurun hampir berbanding terbalik dengan meningkatnya ketebalan lembaran dan suhu leleh material. Dalam kasus daya laser tertentu, faktor pembatasnya adalah tekanan gas pada garitan dan konduktivitas termal material.

Pemotongan fusi laser dapat menghasilkan potongan bebas oksida untuk besi dan titanium. Kepadatan daya laser yang menghasilkan pelelehan tetapi bukan gasifikasi adalah antara 104W/cm2 dan 105 W/cm2 untuk bahan baja.

3. Pemotongan peleburan oksidasi (pemotongan nyala laser).
Pemotongan fusi umumnya menggunakan gas inert. Jika oksigen atau gas aktif lainnya digunakan sebagai gantinya, bahan akan dinyalakan di bawah iradiasi sinar laser, dan reaksi kimia yang hebat dengan oksigen akan menghasilkan sumber panas lain untuk memanaskan bahan lebih lanjut, yang disebut pemotongan peleburan oksidatif. .

Karena efek ini, untuk ketebalan yang sama dari baja struktural, tingkat pemotongan yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan metode ini daripada pemotongan fusi. Di sisi lain, metode ini mungkin memiliki kualitas pemotongan yang lebih buruk daripada pemotongan fusi. Dalam praktiknya, ini menghasilkan garitan yang lebih lebar, kekasaran yang nyata, peningkatan zona yang terkena panas, dan kualitas tepi yang lebih buruk.

Pemotongan nyala laser tidak baik untuk model presisi dan sudut tajam (risiko membakar sudut tajam). Efek termal dapat dibatasi menggunakan laser mode berdenyut, di mana kekuatan laser menentukan kecepatan potong. Pada daya laser tertentu, faktor pembatasnya adalah suplai oksigen dan konduktivitas termal material.

4. Kontrol pemotongan fraktur.

Untuk bahan rapuh yang mudah rusak oleh panas, pemotongan berkecepatan tinggi dan terkendali dengan pemanasan sinar laser disebut pemotongan patah terkendali. Isi utama dari proses pemotongan ini adalah bahwa sinar laser memanaskan area kecil material rapuh, menyebabkan gradien termal yang besar dan deformasi mekanis yang parah di area ini, yang mengakibatkan pembentukan retakan pada material. Sinar laser dapat mengarahkan retakan ke segala arah yang diinginkan selama gradien pemanasan seragam dipertahankan.