Industri otomotif, dirgantara, dan manufaktur baja membutuhkan teknologi laser welding—pada proses pengelasan laser untuk membentuk sinar dinamis agar penggunaan kawat pengisi tidak diperlukan lagi.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
TechnoMachinews.id – Fraunhofer IWS (sumber): Gunakan terobosan baru dalam teknologi pengelasan laser melalui intelligent laser welding dengan dynamic beam shaping—temuan para ahli Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS di Dresden, Jerman.
Inovasi baru ini memungkinkan proses pengelasan tanpa penggunaan filler wire, sekaligus meningkatkan efisiensi, presisi, dan kekuatan sambungan pada industri otomotif, dirgantara, dan industri baja.
Teknologi cerdas ini diyakini akan membuka jalan baru menuju manufaktur baja yang lebih cepat, hemat material, dan ramah lingkungan.
Proses laser dengan pembentukan sinar dinamis menciptakan sambungan yang stabil bahkan dalam kombinasi material yang menantang. Aplikasi terbaru menunjukkan cara menghilangkan material pengisi sekaligus meningkatkan kualitas, efisiensi energi, dan logika produksi.
Para ahli Fraunhofer IWS memperkenalkan solusi pengelasan laser melalui pameran dagang Schweißen & Schneiden yang memperluas kebebasan desain dan potensi ekonomi.
Fokusnya adalah pada proses sinar yang dipandu secara cerdas yang beroperasi tanpa kawat pengisi dan dapat diterapkan ke dalam skenario produksi nyata.
Industri yang telah menerapkan teknologi laser welding ini meliputi struktur ringan untuk e-mobilitas, tank dirgantara, dan komponen penahan beban dalam konstruksi baja berat.
Para ahli mendemonstrasikan melalui proyek UE ALBATROSS sebuah metode pengelasan laser yang prosesnya stabil untuk pengecoran mati aluminium dan profil ekstrusi yang menghilangkan kebutuhan akan material pengisi, menghasilkan sambungan bebas retak dengan pori rendah pada skala komponen absolut.
Inovasi dalam pengembangan sistem pengelasan laser cerdas yang dilengkapi dynamic beam shaping —teknologi yang memungkinkan bentuk dan distribusi sinar laser diatur secara real-time sesuai kebutuhan material dan desain sambungan.
Apa saja yang baru dari teknologi ini? Eliminasi filler wire yakni proses pengelasan tidak lagi memerlukan bahan tambahan berupa filler sehingga mengurangi biaya dan mempercepat produksi.
Sedangkan kontrol dinamis energi laser dengan sistem dapat mengatur profil sinar untuk menyesuaikan dengan ketebalan dan jenis logam secara otomatis.
Kualitas sambungan lebih tinggi dengan pengelasan menjadi lebih halus, minim cacat, dan memiliki kekuatan struktural lebih baik.
Efisiensi energi dan material tercapai karena panas difokuskan secara optimal, konsumsi energi menurun dan risiko deformasi berkurang.
Teknologi ini menjadi langkah penting menuju smart manufacturing dan industri bebas limbah di sektor logam dan kendaraan.
Beberapa proyek pengembangan mengandalkan penyambungan berbasis laser. Sinar yang dikontrol secara presisi dan aktif memengaruhi perilaku lelehan, sehingga menghilangkan kebutuhan akan kawat pengisi.
Casing baterai aluminium yang bebas retak
“Kami menunjukkan bahwa pekerjaan pengelasan yang paling berat pun – seperti penyambungan paduan material yang sulit dilas atau pengelasan bagian yang berat – dapat dilakukan dengan kokoh dan produktif dengan lebih sedikit energi, material, dan pengerjaan ulang,” ungkap Dr. Axel Jahn, Kepala Departemen Penyambungan di Fraunhofer IWS.
“Kombinasi teknologi pemindai frekuensi tinggi, modulasi daya yang fleksibel, dan kontrol sistem terbuka kami memungkinkan opsi desain dan perspektif aplikasi yang tidak dapat disediakan oleh pengelasan busur konvensional,” tambah Dr. Axel Jahn.
Melalui proyek ALBATROSS ini, Fraunhofer IWS mengembangkan casing baterai inovatif yang difabrikasi dengan laser untuk kendaraan listrik dan berhasil mendemonstrasikannya dalam skala komponen penuh.
Desainnya ringan dan menggabungkan profil ekstrusi aluminium dengan komponen aluminium cor, dengan dinding hingga ketebalan lima milimeter.
Pendekatan konvensional mencapai batas fisik dengan kombinasi ini: cor cenderung membentuk pori-pori, sementara paduan ekstrusi aluminium seri 6000 rentan terhadap retak panas.
“Solusi bergantung pada osilasi sinar laser yang terarah, yang menggerakkan kolam lelehan, mengurangi pori-pori, dan menghasilkan las yang stabil secara metalurgi,” jelas Dr. Axel Jahn, Kepala Departemen Penyambungan di Fraunhofer IWS.
Hal itu memungkinkan tim Dr. Axel Jahn menghasilkan las aluminium berkualitas tinggi tanpa material pengisi yang biasanya dibutuhkan.
Casing itu diintegrasikan dan diuji dalam model kendaraan sungguhan. Dalam proyek utama Fraunhofer, FutureCarProduction, teknologi ini terus dikembangkan untuk sambungan aluminium sekunder dan cor-ke-cor, di samping penilaian keberlanjutan.
Dasar tangki 3D: pengelasan tanpa retak meski kondisi berat
Untuk aplikasi kedirgantaraan, Fraunhofer IWS mengembangkan proses pengelasan laser dengan pembentukan sinar dinamis untuk menghasilkan struktur tangki tertutup dari paduan aluminium seri 2000 berkekuatan tinggi.
Karena paduan ini cenderung membentuk retakan panas, pengelasan konvensional biasanya memerlukan penggunaan kawat pengisi untuk menyesuaikan komposisi paduan.
Sebaliknya, proses laser baru ini beroperasi tanpa material pengisi dan menghasilkan pengelasan yang stabil dan rendah panas bahkan pada kontur tiga dimensi.
“Proses ini ideal untuk menutup wadah simetris rotasi dan juga sedang dikaji untuk pengelasan pipa,” sambung Dr. Axel Jahn. “Proses ini menghasilkan sambungan yang rapat dan kuat secara mekanis dengan distorsi minimal dan kekuatan sambungan yang tinggi.”
Uji coba dikembangkan dalam proyek penerbangan yang didanai oleh Kementerian Federal Jerman untuk Urusan Ekonomi dan Aksi Iklim.
Secara paralel, Fraunhofer IWS menguji pengelasan gesek aduk (FSW) untuk lembaran dan pengelasan pulsa elektromagnetik (EMP) untuk sambungan pipa hibrida.
Produsen baja skala besar Struktur kini memiliki opsi baru untuk menyambung profil tebal dengan ketebalan dinding lebih dari 20 milimeter. Fraunhofer IWS mendemonstrasikan hal ini pada boom derek sepanjang empat meter.
Proses ini menggunakan pengelasan multilapis berkinerja tinggi dalam satu penjepitan tunggal dengan daya laser hingga 24 kilowatt. Persiapan alur-V telah dioptimalkan untuk sudut bukaan di bawah lima derajat.
“Hasilnya, kami mengurangi volume las, menghemat hingga 90 persen material pengisi, dan sebagian besar menghilangkan distorsi,” Dr. Axel Jahn menjelaskan catatannya. “Meluruskan rakitan besar – yang seringkali merupakan langkah manual yang boros energi – menjadi tidak diperlukan dalam banyak kasus.”
Proyek ini bertujuan untuk dialihkan ke pembangunan jembatan, energi angin, dan pembuatan kapal. Umpan balik industri awal menegaskan minat yang kuat untuk mengintegrasikan teknologi ini ke dalam lini produksi yang ada.
Para ahli yang melakukan uji coba menggambarkan bagaimana ilmu material, pengetahuan proses, dan integrasi sistem saling berpadu. Fraunhofer IWS tmengembangkan teknologi penyambungan dan mendukung penerapannya ke dalam lingkungan produksi.
“Kami menerapkan solusi dengan sensor terintegrasi, kontrol canggih, dan evaluasi kualitas proses yang berkelanjutan,” papar Dr. Axel Jahn.
Para peneliti Fraunhofer mengembangkan metode pengelasan laser yang stabil proses untuk struktur tangki aluminium tertutup.
Bagi pelaku industri di Indonesia — khususnya di sektor otomotif, dirgantara, galangan kapal, dan manufaktur baja — inovasi ini bisa menjadi peluang strategis untuk mengadopsi konsep dynamic beam shaping guna meningkatkan efisiensi produksi dan menekan biaya material.
Berinvestasi dalam pelatihan dan kolaborasi riset dengan lembaga teknologi internasional seperti Fraunhofer IWS untuk transfer pengetahuan. Memanfaatkan sistem otomasi dan sensor pintar agar proses pengelasan lebih presisi dan berkelanjutan.
Menyesuaikan lini produksi dengan tren Industry 4.0 agar tetap kompetitif di pasar global. Fraunhofer IWS menghadirkan lompatan teknologi dalam pengelasan laser melalui sistem cerdas yang menghilangkan kebutuhan filler wire.
Inovasi ini menandai arah baru industri manufaktur global menuju efisiensi tinggi, presisi digital, dan ramah lingkungan. Industri di Indonesia dapat memanfaatkan peluang adopsi teknologi ini untuk meningkatkan daya saing dan kualitas produk logam nasional.
Teknologi laser welding yang inovatif ini menjadi sinyal kuat bahwa masa depan manufaktur akan didorong oleh AI, otomasi, dan pengendalian laser cerdas — menjadikan industri lebih cepat, presisi, dan berkelanjutan.
