Laser material deposition dan EHLA menghadirkan solusi coating, perbaikan, dan manufaktur tooling yang lebih cepat, presisi, serta hemat biaya.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
TechnoMachinews.id – Fraunhofer ILT (sumber): Bisakah cetakan yang rusak kembali seperti baru tanpa harus membeli tooling baru? Teknologi laser ini mulai mengubah aturan permainan industri manufaktur.
Setelah bertahun-tahun mengandalkan material yang semakin mahal dan sulit diproses, pelaku industri foundry kini menemukan alternatif yang lebih menjanjikan melalui teknologi laser material deposition (LMD) dan extreme high-speed laser cladding (EHLA).
Teknologi aditif berbasis laser ini memungkinkan area tooling yang aus mudah diperbaiki secara presisi, sekaligus memberikan lapisan pelindung pada bagian yang mengalami beban paling tinggi.
Pada proses LMD, serbuk logam dilebur secara terkontrol menggunakan sinar laser untuk membentuk lapisan baru pada permukaan komponen.
Metode ini tidak hanya digunakan untuk memperbaiki area yang rusak, tetapi juga membangun geometri baru sesuai kebutuhan desain. Keunggulan utama teknologi ini terletak pada kontrol proses yang sangat presisi sehingga input panas dapat diminimalkan dan risiko deformasi berkurang secara signifikan.
Tim ahli Fraunhofer ILT kemudian mengembangkan EHLA, sebuah inovasi laser cladding berkecepatan sangat tinggi yang mampu menghasilkan lapisan tipis tahan aus mulai dari sekitar 30 mikron dengan kecepatan ratusan meter per menit.
Teknologi ini memungkinkan kombinasi material yang sebelumnya sulit dilas, termasuk baja perkakas berkadar paduan tinggi dan material keras lainnya, untuk diaplikasikan secara efisien dengan konsumsi energi yang rendah.
Lebih jauh lagi, pengembangan EHLA3D membawa teknologi ini ke level berikutnya.
Integrasi pada mesin CNC 5-axis memungkinkan manufaktur, pelapisan, dan perbaikan tooling dilakukan dalam satu platform.
Hasilnya adalah tooling dengan umur pakai lebih panjang, biaya produksi lebih rendah, serta fleksibilitas tinggi untuk memenuhi perubahan desain produk yang semakin cepat.
Pendekatan tradisional, seperti penggunaan baja perkakas paduan tinggi, telah mencapai batas fisiknya. Kekerasan dan ketahanan aus yang lebih tinggi seringkali berarti pemrosesan yang kompleks, waktu tunggu yang lama, dan biaya bahan baku yang tinggi.
Selain pertimbangan umur pakai perkakas, tuntutan akan fleksibilitas dalam pembuatan perkakas juga meningkat.
Modifikasi produk secara teratur memerlukan perubahan pada sisipan cetakan, sistem saluran masuk, dan sistem pendinginan, yang menghadirkan tantangan tambahan bagi pembuatan perkakas.
Oleh karena itu, pencarian solusi harus melampaui strategi yang ada. Perkakas konvensional hanya terdiri dari satu material, yang membatasi kinerjanya dan membuatnya sulit diperbaiki.
Deposisi material laser dan EHLA
Teknologi manufaktur inovatif seperti laser material deposition (LMD) memungkinkan tidak hanya perbaikan perkakas, tetapi juga pelapisan selektif pada area yang sangat tertekan dan adaptasi geometri yang fleksibel melalui pendekatan manufaktur aditif hibrida.
Dengan cara ini, cetakan dapat digunakan untuk jangka waktu yang lebih lama, diadaptasi lebih cepat, dan dioperasikan lebih efisien dalam penggunaan sumber daya.
Pada saat ekonomi sirkular semakin penting dalam pembuatan perkakas industri, teknologi ini menawarkan potensi masa depan yang sangat besar.
Deposisi material laser, yang sering juga disebut pelapisan laser, adalah proses manufaktur aditif yang telah banyak digunakan di berbagai industri, seperti perbaikan komponen turbin atau pelapisan rol dan silinder.
Prinsipnya sederhana, kemungkinannya luar biasa. Sinar laser menciptakan kolam lelehan dengan ukuran yang dapat disesuaikan secara tepat pada permukaan benda kerja, sementara secara bersamaan bubuk logam dimasukkan ke dalam kolam lelehan ini.
Melalui kontrol jalur pergerakan yang tepat, material diaplikasikan secara lokal, lapis demi lapis, memungkinkan tidak hanya perbaikan area yang aus tetapi juga pembuatan geometri fungsional baru.
Keunggulan utamanya terletak pada tingkat kontrol proses yang tinggi: parameter laser, umpan bubuk, dan laju umpan dikoordinasikan secara tepat untuk meminimalkan masukan panas dan mengurangi tegangan termal.
Pengembangan lebih lanjut dari proses ini adalah extreme high-speed laser cladding (EHLA) yang memenangkan banyak penghargaan, yang dikembangkan oleh Dr. Thomas Schopphoven, Kepala Departemen Pelapisan Laser Fraunhofer ILT di Aachen, Jerman, beberapa tahun yang lalu.
“Sementara LMD klasik terutama digunakan untuk lapisan yang lebih tebal dalam kisaran milimeter, EHLA memungkinkan produksi lapisan yang sangat tipis dan tahan aus dengan ketebalan lapisan mulai dari sekitar 30 µm,” papar Dr. Thomas Schopphoven.
Ini dicapai dengan kecepatan yang benar-benar sesuai dengan namanya: beberapa ratus meter per menit dimungkinkan. Teknologi ini sekarang telah mapan di berbagai industri; beberapa ratus sistem EHLA sudah digunakan di industri di seluruh dunia.
Keunggulan yang menentukan terletak pada presisi dan efisiensinya: EHLA memungkinkan pemrosesan kombinasi material yang sulit dilas sekalipun, seperti baja perkakas paduan tinggi atau logam keras, dengan andal, sekaligus mengonsumsi energi yang sangat sedikit.
Bagaimana kecerdasan buatan (AI) mulai mengambil alih proses perbaikan tooling dan mengubah cetakan industri menjadi aset jangka panjang yang terus berevolusi? Lanjut baca artikel selanjutnya: AI Dan EHLA Masa Depan Toolmaking. #SalamSobatTechnoMachinews
