Satu dekade yang lalu, pemotong laser serat dianggap sebagai spesialis lembaran tipis. Toko-toko dengan cepat menyadari bahwa mereka harus berinvestasi pada produk-produk tersebut untuk bersaing, atau setidaknya mengurangi bahan pengukur mereka. Untuk pemotongan pelat berkualitas tinggi, laser CO2 masih merupakan solusi yang tepat. Tentu saja, laser serat dapat memotong benda kerja yang lebih tebal, namun kualitasnya tidak bagus, dan keunggulan kecepatannya hampir hilang saat memotong pelat yang sangat tebal. Saat ini, dunia telah berubah.
Teknologi gas tambahan telah berkembang pesat hanya dalam beberapa tahun dan merupakan salah satu kontributor utama dalam bidang pemotongan laser yang berubah dengan cepat. Bahan lensa dan desainnya telah ditingkatkan, begitu pula cutting head dan nozzle. Sistem pengiriman sinar laser serat modern terlihat mampu mengatasi kekuatan foton yang sangat besar dengan nyaman. Laser berdaya ultra tinggi 20, 30, dan bahkan 50 kW kini dapat mengiris pelat tebal dengan cepat dan bersih.
"Bersih" adalah kata kuncinya di sini. Apakah laser masuk akal secara ekonomi tergantung pada biaya per bagiannya. Saat ini, laser berkekuatan tinggi sedang booming di bidang pemotongan pelat presisi. Jika suatu bagian dulunya dipotong dengan plasma dan kemudian dihaluskan atau diselesaikan pada mesin penggilingan, sekarang hal tersebut dapat dilakukan pada laser serat.
Pencampuran gas tambahan membantu mewujudkan semuanya. Bahkan pelat paling tebal saat ini diproses bukan dengan oksigen, melainkan dengan campuran nitrogen-oksigen. Aliran gas tambahan sebagian besar masih terdiri dari nitrogen, gas inert yang mengeluarkan logam cair dari garitan, namun sebagian kecil oksigen menyediakan reaksi kimia yang membantu membawa garitan ke dasar untuk mendapatkan tepi bebas sampah.
Jarak antara permukaan dan nosel telah dibuat sangat kecil sehingga hampir tidak ada, semuanya untuk memungkinkan aliran laminar gas tambahan melalui garitan sehingga campuran nitrogen-oksigen dapat bekerja sebagaimana mestinya. Dalam pemotongan pelat presisi, turbulensi gas tambahan yang berlebihan merupakan musuh dari pemotongan laser yang bersih.
Aplikasi pencampuran gas awal muncul lebih dari satu dekade yang lalu, bukan untuk baja tebal, namun untuk pemotongan aluminium bebas sampah. Steve Albrecht, presiden Liberty Systems yang berbasis di Pewaukee, Wisconsin, pemasok pembangkitan nitrogen dan pencampuran gas, mengingat kembali penggunaan campuran nitrogen-oksigen di awal tahun 2010an, bukan untuk laser serat, namun untuk CO2 4 kW sistem untuk memotong aluminium setebal 0,125-inci.
“Aluminium memiliki lapisan oksida di atasnya,” kata Albrecht, “dan Anda perlu membakarnya untuk mencegah sampah atau gerinda. Seperti yang ditemukan oleh para insinyur aplikasi, aliran udara berbantuan nitrogen dengan dosis oksigen membantu menghilangkan kesulitan tersebut. untuk menghilangkan sampah di tepi aluminium yang dipotong laser.
“Sebagai bahan yang lebih lembut, aluminium memiliki beberapa fitur unik untuk pemotongan laser,” kata David Bell, presiden Witte Gas Control di Alpharetta, Georgia, “Campuran gas sangat membantu. Jika Anda memotong aluminium dengan oksigen, Anda akan membakarnya. Jika Anda memotong aluminium dengan oksigen, Anda akan membakarnya. Jika Anda potong dengan nitrogen, Anda mendapatkan garis-garis tepi. Campurkan keduanya dan Anda mendapatkan potongan yang lebih bersih.
Ketika laser serat mulai mengambil alih pasar dan daya yang tersedia terus bertambah, strategi gas tambahan terus berkembang. Insinyur aplikasi mulai bereksperimen dengan berbagai kombinasi nitrogen dan oksigen.
Seperti yang diingat Albrecht, ketika para insinyur mulai mendapatkan hasil yang baik dengan kadar oksigen mendekati 20 persen, hal itu membuka pintu bagi penggunaan udara ultra-kering untuk pemotongan. Hal ini menghemat banyak uang bagi produsen, terutama mengingat jumlah gas tambahan yang dikonsumsi oleh laser serat awal.
“Ketika serat 6 kW dan 8 kW pertama keluar,” kata Albrecht, “saat itulah pemotongan udara ultra-kering benar-benar mulai terjadi.
Namun, seiring dengan meningkatnya kekuatan laser serat, strategi gas tambahan berubah. Kondisi pemotongan untuk laser serat berkekuatan tertinggi dibuat berdasarkan campuran nitrogen-oksigen yang presisi dengan kandungan oksigen rendah.
OEM pemotong laser mulai bereksperimen dengan nozel berbeda dan pendekatan berbeda untuk mencapai aliran laminar gas tambahan yang lancar di sekitar pancaran sinar yang lebih kuat. Desain nosel dioptimalkan. Beberapa geometri nosel memerangkap gas di bagian atas logam. Teknik lain menggunakan "tirai" udara di sekitar kolom gas tambahan. Seperti yang dijelaskan Albrecht, metode ini bergantung pada pembuat mesin, namun semua orang berupaya mencapai tujuan yang sama: mencapai kualitas potongan terbaik dengan biaya per potong terendah. Hal ini mencakup pemanfaatan gas tambahan dan, khususnya, menemukan campuran optimal untuk meningkatkan kualitas dan kecepatan pemotongan.
