Pilihan Gas Terbaik untuk Proses Laser Cutting 

Memiliki pasokan gas bantu yang tepat dalam proses Laser Cutting adalah salah satu aspek yang paling penting untuk diperhatikan. Meskipun begitu, memilih antara berbagai jenis gas, laju aliran, tekanan, dan parameter lainnya untuk pemotongan yang optimal juga bisa menjadi tugas yang menantang. Saya telah menyusun panduan ini untuk mempermudah proses ini dan memastikan efektivitasnya, berdasarkan pengetahuan teknik yang dapat dipercaya. Ayo kita mulai.

Mengapa Kita Memerlukan Gas Bantu dalam Proses Laser Cutting?

Gas bantu, yang juga dikenal sebagai “Bantu” dan “Pelindung,” adalah gas bertekanan tinggi yang mengalir dari kepala laser ke bahan kerja selama proses Laser Cutting.

Gas bantu membantu membersihkan tepi logam yang baru saja dipotong dari bahan kerja, menghasilkan tepi yang lebih halus. Selain itu, gas ini mendorong potongan yang dipotong dan slag ke bawah, menjauhkannya dari bagian lain bahan kerja, sehingga mencegah material menempel lagi di tempat yang sama. Gas ini juga membantu mendinginkan tepi, mengurangi zona yang terpengaruh panas.

Selain itu, gas bantu melindungi lensa laser, nozzle, dan lensa dari percikan pemotongan. Gas pelindung ini juga menjaga agar laser tetap bersih dari lingkungan luar, seperti debu, serpihan, dan udara.

Gas tambahan ini adalah barang yang terpakai dan menambah biaya dalam operasi Laser Cutting.

Manfaat Menggunakan Berbagai Jenis Gas dalam Proses Laser Cutting

Apabila Anda berencana untuk memulai bisnis Laser Cutting atau ingin memahami prosesnya, Anda akan menemui empat opsi berikut untuk gas bantu.

Nitrogen

Nitrogen sangat fleksibel dan menghasilkan hasil pemotongan yang berkualitas tinggi. Gas ini tidak bereaksi dengan bahan kerja dan tidak mendukung pembakaran selama proses Laser Cutting; sehingga prosesnya murni mekanis.

Saat gas bersifat reaktif, ia akan mengalami reaksi kimia saat mengenai bahan kerja. Hal ini dapat merusak tepi pemotongan atau kualitas kerf.

Berbeda dengan gas lainnya, kinerja nitrogen berkaitan langsung dengan daya mesin. Dengan kata lain, semakin besar daya mesin, semakin baik kecepatan dan hasil kerjanya.

Nitrogen umumnya tersedia dalam bentuk cair dalam tabung. Biasanya, setengah bagian bawah tabung berisi cairan, sementara setengah bagian atasnya berisi uap gas.

Proses Laser Cutting memerlukan tekanan tinggi. Biasanya, nitrogen disuplai dengan tekanan antara 22-30 Bar (319-435 psi).

Pengaturan Gas Nitrogen
Ketebalan Material	Tekanan (Bar)	Volume (m³/jam)
Kurang dari 8 mm	15	Sekitar 50
12 mm hingga 15 mm	15-22	Sekitar 120
Hingga 22 mm	22-30	Sekitar 150

 

Namun, karena nitrogen memerlukan tekanan yang tinggi, hal ini dapat meningkatkan signifikan kecepatan pemotongan. Terkadang, tekanan turun akibat penggunaan berkelanjutan, karena nitrogen cair yang berubah menjadi uap dalam tabung tidak dapat mengikuti perubahan tekanan dengan cepat.

Oleh karena itu, digunakan “Penguap Nitrogen” eksternal, yang mempercepat proses konversi tersebut. Penting diingat, penguap ini tidak meningkatkan tekanan nitrogen, melainkan meningkatkan volume nitrogen. Volume ekstra ini menjaga tekanan tinggi dan tingkat aliran yang stabil.

Gas nitrogen dapat digunakan untuk memotong stainless steel, kuningan, dan aluminium. Selain menghindari reaksi kimia dan pembakaran slag, gas ini juga tahan terhadap korosi, selama gas tersebut murni. Kriteria kemurnian nitrogen sangat tinggi, hampir mencapai 99,99%.

Namun, semua keunggulan dari penggunaan gas nitrogen datang dengan harga yang tinggi. Nitrogen adalah gas yang paling mahal di antara semua opsi lainnya. Seiring dengan bertambahnya tebalnya bahan kerja, biaya penggunaan gas nitrogen juga meningkat. Biasanya, nitrogen hanya bertahan 10-15 kali lebih sedikit dibandingkan gas lainnya.

Gas nitrogen menjadi kurang sesuai jika produksi Anda terutama melibatkan pembuatan bagian logam, karena biaya pemotongan yang tinggi, dikombinasikan dengan biaya penyelesaian pasca pemotongan, akan membuat biaya keseluruhan meningkat. Gunakan nitrogen hanya jika presisi tinggi dan kualitas tepi yang baik sangat diperlukan.

Oksigen

Gas bantu oksigen juga merupakan opsi yang baik untuk laser cutting ketika bahan kerja lebih tebal, meskipun perlu berhati-hati dengan sifat oksidatifnya. Oksigen dapat bereaksi dengan bahan kerja dan menciptakan reaksi eksotermik yang menghasilkan panas berlebihan selama pemotongan. Hal ni membantu dalam pemotongan dengan membakar tepi pemotongan, tetapi hanya sampai batas tertentu sebelum merusak bahan kerja.

Oksigen cocok digunakan untuk bahan yang memiliki kemampuan refleksi tinggi, seperti baja karbon dan baja lunak. Karena efek oksidasi, lapisan akan terbentuk yang meningkatkan tingkat penyerapan laser, membantu dalam proses pemotongan. Oksigen juga cocok untuk bahan kerja yang lebih tipis.

Namun, kelemahannya adalah film oksidasi yang sama yang melekat pada bahan kerja dapat menghambat proses pasca pemrosesan. Pengelasan bagian setelah pemotongan menjadi masalah, menciptakan cacat pengelasan pada bahan kerja.

Oksigen berfungsi sedikit berbeda dibandingkan nitrogen. Oksigen mendukung pembakaran (mirip dengan pemotongan plasma) tepi yang me

leleh dan membawa slag. Pemotongan terjadi sebagian karena oksidasi tersebut.

Persyaratan kemurnian oksigen adalah 99,97%, yang sangat penting dalam pemotongan. Semakin tinggi tingkat kemurniannya, semakin besar pembakarannya, yang membantu dalam pemotongan.

Namun, peningkatan tingkat kemurnian akan meningkatkan biaya tabung oksigen secara signifikan. Oleh karena itu, para ahli merekomendasikan hanya meningkatkan kualitas ini ketika berurusan dengan lembaran logam yang sangat tipis (mudah rusak).

Hal ini membatasi daya pemotongan karena peningkatannya dapat menyebabkan pembakaran berlebihan pada tepi pemotongan. Akibatnya, kualitas pemotongan yang buruk akan terjadi.

Selain itu, tekanan dan laju aliran gas ini lebih rendah. Hal ini pada akhirnya menghemat banyak biaya operasional. Membuatnya menjadi pilihan yang jauh lebih murah daripada gas nitrogen.

Pengaturan Gas Oksigen
Ketebalan Material	Tekanan (Bar)	Volume (m³/jam)
Kurang dari 8 mm	3 ke atas	Sekitar 20
Hingga 22 mm	10	Sekitar 22

 

Udara Terkompresi

Udara terkompresi adalah pilihan yang sederhana dan nyaman digunakan dalam fiber laser cutting. Gas bantu ini juga yang paling murah dan sebagian besar digunakan untuk lembaran yang lebih tipis, meskipun selalu ada pengecualian. Biasanya, baja galvanis, kuningan, dan aluminium dipotong menggunakan ini.

Meskipun ini yang paling murah, Anda harus mempertimbangkan beberapa faktor sebelum membeli sistem. Berbeda dengan gas oksigen dan nitrogen, Anda harus berinvestasi dalam kompresor dan filter terlebih dahulu. Investasi awal ini bisa dengan mudah kembali jika produksi yang konsisten dibutuhkan dalam jangka panjang.

Potongan yang dihasilkan oleh udara terkompresi, pada paling baik, adalah rata-rata. Hal ini dikarenakan udara mengandung 75% nitrogen dan 25% oksigen (volume %), yang dapat mengoksidasi material sehingga menghasilkan potongan yang buruk.

Namun, ini juga dapat membantu dalam proses pemotongan dengan memperkenalkan efek pembakaran berlebihan oksigen dan kecepatan pemotongan tinggi nitrogen. Jadi dalam arti, ini mendapatkan yang terbaik dari kedua dunia. Namun, Anda juga akan melihat sedikit nuansa kuning pada pemotongan karena oksigen.

Jika ada banyak pemrosesan pasca pemotongan, maka udara terkompresi tidak disarankan. Selain itu, ini sangat cost-effective. Banyak bisnis kecil lebih suka udara terkompresi karena mudah ditemukan.

Meskipun gas bantu ini yang paling cost-effective, masih ada beberapa masalah besar yang berkaitan dengan gas ini. Udara mengandung kelembaban dan tetesan minyak dari kompresor. Gas ini juga mencemari udara, merusak lensa pelindung atau, dalam kasus terburuk, kepala laser. Untuk mencegahnya, diperlukan kehati-hatannya yang ekstrem, dan tidak boleh ada kompromi pada proses filtrasi.

Argon

Argon adalah yang paling jarang dari semua gas dan jarang digunakan dalam fiber laser cutting. Gas ini memiliki panas spesifik yang lebih tinggi, yang berarti dapat menyerap panas dari laser cutting. Hal ini dapat menyebabkan penyepuhan yang terlokalisasi yang pendinginan cepat di area insisi yang dapat merusak material. Oleh karena itu, itu hanya digunakan sebagai alternatif untuk logam yang dapat bereaksi dengan nitrogen.

Biaya Berbagai Jenis Gas untuk Proses Laser Cutting

Nitrogen

Dalam hal gas bantu, biaya yang dikeluarkan untuk nitrogen adalah yang paling tinggi. Harga nitrogen dapat berbeda antar negara, tetapi berikut adalah perkiraan kasarnya. Pasokan nitrogen standar berharga sekitar $2.5 (di Amerika Serikat) dan dapat digunakan selama 20 hingga 60 menit tergantung pada jenis pekerjaan yang akan dilakukan. Anda dapat bernegosiasi dengan pemasok untuk mencari penawaran terbaik. Penting untuk memahami berapa banyak aliran meter kubik gas yang Anda perlukan sebelum menentukan tarif.

Banyak industri besar lebih suka menggunakan generator nitrogen untuk mengisi ulang tabung gas. Meskipun ini memerlukan investasi awal, namun dapat menguntungkan dalam jangka panjang.

Oksigen

Untuk bahan yang lebih tipis, terutama pada laser cutting, nitrogen adalah pilihan terbaik yang tidak hanya cocok tetapi juga ekonomis. Nitrogen mampu memotong bahan hingga tujuh kali lebih cepat daripada oksigen jika ketebalan bahan kurang dari ⅛ inci. Namun, penting untuk diingat bahwa biaya nitrogen akan meningkat secara signifikan jika kecepatannya ditingkatkan tanpa ada peningkatan sejalan.

Untuk ketebalan bahan yang lebih besar, oksigen dapat menjadi pilihan yang lebih masuk akal dengan biaya sekitar $1 per jam. Perlu diingat bahwa biaya finishing dan penyelesaian pasca pemotongan tidak termasuk dalam perhitungan ini.

Udara Terkompresi

Udara adalah solusi paling hemat biaya karena mengandung campuran oksigen dan nitrogen dalam persentase tertentu. Udara mudah ditemukan, sehingga biayanya terutama terkait dengan penggunaan listrik untuk mengoperasikan sistem perpipaan.

Namun, penggunaan udara terkompresi memerlukan investasi awal dalam bentuk kompresor piston atau kompresor sekrup.

Selain itu, Anda akan memerlukan pengering udara, filter debu, dan filter minyak dalam konfigurasi ini. Penggunaan udara terkompresi dengan sedikit kotoran, seperti tetesan air dan minyak, akan menghasilkan potongan berkualitas lebih tinggi.

Bagaimana Memilih Gas Bantu yang Tepat untuk Kebutuhan Anda?

Ada beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan sebelum mengatur sistem laser cutting Anda. Kesalahan kecil dalam pemilihan gas bantu dapat berdampak besar pada proyek Anda.

Pemilihan Material

Jenis material yang akan Anda potong adalah faktor paling krusial dalam pemilihan gas bantu. Nitrogen adalah pilihan terbaik untuk stainless steel dan aluminium. Namun, oksigen lebih cocok untuk material yang dapat teroksidasi dan memiliki kemampuan reflektif, seperti baja karbon, baja biasa, dan baja galvanis.

Tebal Material

Pemahaman tentang bagaimana ketebalan bahan memengaruhi proses laser cutting sangat penting. Nitrogen adalah gas inert yang tidak berkontribusi pada pemotongan itu sendiri, tetapi melindungi sinar laser dari debu dan partikel lainnya. Selain itu, nitrogen membantu mendinginkan area pemotongan dan mengurangi zona yang terkena panas.

Namun, ini hanya berlaku untuk bahan yang tipis yang memerlukan daya laser yang lebih rendah. Seiring dengan meningkatnya ketebalan bahan, kualitas potongan menggunakan nitrogen akan menurun.

Sebaliknya, oksigen berkontribusi pada pemotongan dengan membakar material. Oleh karena itu, oksigen meningkatkan kapasitas laser cutting, memungkinkan pemrosesan bahan yang lebih tebal.

Kualitas Penyelesaian

Secara umum, penggunaan nitrogen menghasilkan potongan berkualitas tertinggi pada material yang tipis. Jika proyek Anda tidak memerlukan penyelesaian tambahan, maka pemotongan dengan nitrogen akan menjadi pilihan yang menguntungkan.

Oksigen juga menghasilkan potongan berkualitas baik, tetapi sering meninggalkan lapisan oksidasi hitam di area pemotongan. Jenis gas bantu inii mungkin memerlukan beberapa pekerjaan penyelesaian tambahan.

Udara terkompresi dapat digunakan untuk proyek-proyek yang hanya digunakan untuk tujuan fabrikasi. Hasil pemotongannya memiliki kualitas lebih rendah, tetapi pada saat yang sama, biayanya lebih terjangkau.

Biaya

Biaya laser cutting sangat dipengaruhi oleh jenis material, ketebalan, gas bantu, dan kekuatan mesin. Juga penting untuk diingat bahwa ketebalan relatif, misalnya, mesin laser cutting 1500 W mungkin akan kesulitan memotong bahan 8 mm jika menggunakan volume gas bantu yang sama dengan mesin 3000 W.

Jadi, analisis biaya yang cermat terhadap gas bantu diperlukan sebelum memulai proyek komersial. Namun, selain “gas bantu,” tidak ada biaya operasional krusial dari mesin laser cutting.

Ringkasan Singkat

Gas	Nitrogen	Oksigen	Udara Terkompresi
Material	Stainless Steel, Aluminum, Brass	Galvanized Steel, Carbon steel, Mild Steel	Steel, Aluminum, Brass
Ketebalan (Yang Disukai)	3 mm (⅛ inci)	8 hingga 22 mm	1 hingga 22 mm
Persyaratan Kemurnian Gas	Sedang	Penting	Sedang
Tekanan	Tinggi	Rendah	Rendah
Laju Aliran	Tinggi	Sedang	Sedang
Peralatan Tambahan	Penguap Nitrogen	Tidak Ada	Pengering, filter, kompresor
Kualitas Hasil Akhir	Terbaik	Sedang / Tinggi	Sedang
Biaya Per Jam	Tinggi	Sedang	Rendah

 

Tips untuk Mengurangi Biaya Gas dalam Operasi Laser Cutting Anda

Optimalkan Pasokan Gas

Mesin laser cutting memerlukan tekanan dan laju aliran yang konsisten dari gas bantu untuk menjaga kualitas potongan. Selain itu, masalah dalam pasokan gas dapat mengakibatkan penurunan tekanan yang tidak perlu yang dapat mempengaruhi kualitas produksi.

Panjang dan diameter pipa menentukan kapasitas aliran gas bantu. Idealnya, jalur pasokan gas harus memiliki sedikit lengkungan. Pastikan pemeliharaan rutin dilakukan untuk menghindari biaya yang tidak perlu.

Kemurnian Gas

Kemurnian oksigen memainkan peran penting dalam kapasitas pemotongan mesin. Menurut para ahli, bahkan penurunan kemurnian dari 99,97% menjadi 99,95% dapat memengaruhi proses secara negatif.

Dalam hal udara terkompresi, jika penyaringannya buruk, bisa merusak lensa laser. Untuk mengurangi biaya, perhatikan kemurnian gas.

Kemurnian nitrogen penting, meskipun tidak memengaruhi kualitas laser. Laser masih efektif tetapi lebih rentan terhadap faktor eksternal yang dapat memengaruhi biaya.

Tidak menggunakan impuritas yang sesuai akan menghasilkan potongan yang buruk, yang berarti kerugian uang. Kualitas yang lebih baik berarti biaya yang lebih rendah.

Tabung Gas dan Regulator

gas bantu untuk laser cutting disediakan dalam berbagai ukuran wadah. Oleh karena itu, mengevaluasi jenis pasokan yang paling cocok adalah suatu keharusan untuk mengurangi biaya.

Untuk bisnis kecil, tabung gas dengan pengisian periodik adalah yang terbaik. Rumah produksi besar harus memilih tabung gas atau peralatan pembuatan gas mereka sendiri. Hal ini akan menghemat biaya logistik.

Regulator, selang, dan katup harus dipelihara secara berkala untuk menghindari kebocoran. Pastikan juga tabung berkualitas tinggi, karena dapat mencemari gas.

Pengaturan Mesin

Ini adalah pemantauan waktu nyata dari mesin laser cutting. Anda harus memilih gas yang tepat sesuai dengan pekerjaan jika Anda menggunakan sistem gas ganda.

Selain itu, tekanan dipilih sesuai dengan ketebalan kerja, material, dan bentuknya. Pastikan Anda mendapatkan unit yang benar, karena dapat membingungkan. Pengaturan yang benar akan mencegah pemborosan gas dan oleh karena itu mengurangi biaya keseluruhan.

Ada banyak parameter yang harus diperhatikan dalam pengaturan mesin. Salah satunya adalah “Ukuran Nozzle” di kepala laser.

Secara umum, nozzle yang lebih besar berarti laju aliran gas bantu yang lebih besar. Hal ini dapat meningkatkan kecepatan pemotongan. Namun, ini dapat membuat biaya pemotongan menjadi lebih mahal. Jadi optimalkan untuk mengurangi biaya sambil tetap menjaga operasi.

Kesimpulan

Setelah mempertimbangkan manfaat, kemampuan, dan karakteristik masing-masing gas bantu, Anda dapat dengan mudah menentukan gas yang tepat untuk proses laser cutting Anda.

Nitrogen adalah pilihan terbaik untuk menghasilkan laser cutting berkualitas tinggi pada stainless steel. Sebaliknya, gas oksigen cocok untuk material yang reflektif dan dapat teroksidasi seperti baja karbon.

Udara dapat digunakan pada baja, aluminium, dan kuningan, namun kualitas tepinya kurang memuaskan, yang dapat diimbangi dengan biaya operasional yang lebih rendah.

Selalu lakukan analisis mendalam sebelum mengambil keputusan karena ini merupakan biaya yang berulang dan bisa menjadi penentu kesuksesan proyek Anda. 

Berdasarkan penelitian yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa gas terbaik untuk proses laser cutting adalah nitrogen. Penggunaan nitrogen sebagai gas pengering pada proses ini memberikan hasil yang optimal dengan mengurangi risiko oksidasi dan deformasi pada material yang dipotong. Selain itu, nitrogen juga memberikan keuntungan dalam segi efisiensi dan kecepatan pemrosesan. Oleh karena itu, penggunaan nitrogen sebagai gas untuk laser cutting sangat disarankan.

One Machinery Menyediakan Solusi Fiber Laser Terbaik

Pembelian mesin laser cutting yang efisien, tahan lama, dan berkualitas tinggi akan berdampak positif pada keuntungan jangka panjang. Mesin laser kami menawarkan kualitas premium yang dapat menjamin kesuksesan Anda.

Baison Laser memproduksi mesin-mesin ini menggunakan fasilitas berbasis teknologi tinggi yang dioperasikan oleh insinyur dan teknisi berpengalaman.

Katalog produk kami mencakup mesin pemotongan, pengelasan, penandaan, dan pembersihan berat dengan harga yang bersaing di pasar.

Jika Anda merasa belum yakin tentang spesifikasi mesin yang Anda butuhkan, Anda selalu dapat mencoba evaluasi aplikasi gratis yang One Machinery tawarkan. Kami melayani pelanggan kami di seluruh dunia dan telah membangun hubungan kepercayaan yang kuat.

Namun, itu belum semuanya. Tim ahli One Machinery siap membantu Anda dengan panduan yang disesuaikan. Jadi, tunggu apa lagi? Segera hubungi kami!