Jangan Anggap Sepele! Nozzle yang Salah Bisa Bikin Hasil Potonganmu Jelek

Nozzle merupakan komponen penting dalam proses pemotongan laser fiber yang memiliki beberapa fungsi utama:

1. Mengumpulkan sinyal kapasitansi  (kemampuan suatu sistem untuk menyimpan muatan listrik ketika terdapat perbedaan potensial antara dua konduktor) dan meneruskannya ke processor melalui Ceramic Ring untuk menentukan jarak optimal antara laser head dan material (fungsi kalibrasi head).
2. Mengalirkan gas bantu guna mempercepat pemotongan, menghilangkan slag, dan melindungi lensa pada laser head.
3. Meningkatkan efisiensi pemotongan dengan memastikan aliran gas yang stabil dan optimal.

Cara Kerja Sensor Kapasitansi pada Nozzle

1. Pembentukan Kapasitor – Nozzle dan permukaan material membentuk kapasitor dengan udara sebagai dielektriknya.
2. Perubahan Kapasitansi – Saat jarak antara nozzle dan material berubah, kapasitansi juga berubah.
3. Deteksi Perubahan – Sensor kapasitansi mendeteksi perubahan ini dan mengirimkan sinyal ke sistem kontrol.
4. Penyesuaian Jarak – Sistem kontrol secara otomatis menyesuaikan posisi nozzle untuk menjaga jarak optimal selama pemotongan.

Jenis Nozzle

1. Single Nozzle

Digunakan untuk material seperti:

• Baja Ringan (Mild Steel)
• Stainless Steel / Galvanis
• Aluminium

Single nozzle biasanya menggunakan gas bantu dengan tekanan tinggi, seperti Nitrogen (N₂) atau udara terkompresi.

2. Double Nozzle

Digunakan untuk Carbon Steel dan memiliki dua saluran gas terpisah, sehingga:

• Distribusi gas lebih merata.
• Aliran gas lebih cepat dibandingkan single nozzle.
• Membantu mengeluarkan logam cair dari kerf dengan lebih efektif.

Gas yang digunakan untuk double nozzle biasanya adalah Oksigen (O₂).

Pada Nozzle double, terdapat lapisan krom yang fungsinya untuk:

1. Pada nozzle double layer, terdapat dua saluran gas yang lebih kompleks dan bagian dalamnya lebih rentan terhadap kontak langsung dengan material leleh serta spatter. Pelapisan krom pada nozzle double layer berfungsi untuk melindungi permukaan tidak cepat aus karena eksotermis (reaksi kimia yang melepaskan energi dalam bentuk panas ke lingkungan sekitarnya)
2. Mengurangi penempelan spatter dan kotoran.
3. Dengan lapisan krom, keausan dan kerusakan akibat gesekan atau panas berlebih dapat diminimalkan, sehingga umur pakai nozzle meningka

Bentuk Nozzle

1. Silinder (Tabung) – Aliran gas stabil dan simetris, cocok untuk pemotongan presisi.
2. Konvergen – Memfokuskan sinar laser dan meningkatkan kecepatan aliran gas.
3. Divergen – Mengurangi tekanan secara bertahap untuk meningkatkan kualitas hasil potongan.
4. Jam Pasir (Hourglass) – Kombinasi konvergen dan divergen untuk hasil potongan lebih halus.

Ukuran Nozzle Berdasarkan Material

1. Stainless Steel (Single Nozzle)

• <2 mm : 1.2, 1.5, 2.0
• 2-4 mm : 2.0-2.5
• 5-6 mm : 3.0
• 8-10 mm : 3.5-4.0

2. Carbon Steel (Double Nozzle)

• 3-5 mm : 1.5
• 8-10 mm : 1.5-2.0
• 10 mm : 2.0, 2.5, 3.0
• 20 mm : 4.0-4.5

Masalah Nozzle dan Solusinya

1. Posisi Nozzle Tidak Coaxial – Laser dan aliran gas tidak sejajar, menyebabkan hasil potongan tidak konsisten dan meningkatkan risiko kerusakan nozzle.
   • Solusi: Kalibrasi nozzle setiap kali mengganti nozzle.
2. Penumpukan Spatter dan Kontaminasi – Partikel logam cair menempel di dinding nozzle, mengganggu aliran gas.
   • Solusi: Bersihkan nozzle secara rutin dan pastikan gas asistensi murni.
3. Overheating dan Erosi Termal – Paparan suhu tinggi merusak nozzle secara bertahap.
   • Solusi: Gunakan nozzle berkualitas tinggi dan atur parameter pemotongan dengan benar.
4. Korosi – Terjadi akibat kelembapan atau kontaminan dalam gas asistensi.
   • Solusi: Gunakan gas dengan kemurnian tinggi dan simpan nozzle dengan benar.
5. Parameter Operasi yang Tidak Sesuai – Pengaturan daya laser, kecepatan pemotongan, dan tekanan gas yang salah dapat mempercepat keausan nozzle.
   • Solusi: Pastikan parameter sudah sesuai dengan material yang dipotong.

Tips Pemeliharaan Nozzle

• Pastikan nozzle dalam kondisi bersih sebelum digunakan.
• Tutup ujung nozzle dengan selotip saat tidak digunakan.
• Periksa dan bersihkan filter gas asistensi secara berkala.
• Gunakan nozzle berkualitas tinggi untuk menghindari deformasi akibat panas berlebih.

Kesimpulan

Nozzle berperan penting dalam proses pemotongan laser fiber, baik dalam menjaga kualitas hasil potongan maupun efisiensi kerja mesin. Memilih jenis, bentuk, dan ukuran nozzle yang sesuai dengan material serta melakukan pemeliharaan rutin akan membantu meningkatkan umur pakai nozzle dan menjaga kualitas pemotongan tetap optimal.