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Des matériaux diversifiés
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Liberté de contour
En utilisant un faisceau laser focalisé, seule une zone localisée du matériau est chauffée et la pièce restante supporte une charge thermique minimale ou nulle. Par conséquent, le trait de coupe est presque aussi large que la poutre elle-même, ce qui permet de couper en douceur et sans bavures des contours très complexes et détaillés. Dans la plupart des cas, le post-traitement fastidieux n’est plus nécessaire. En raison de sa flexibilité, cette méthode de coupe est souvent utilisée dans la fabrication de petits volumes, de plusieurs variétés et de prototypes.
Utilisation d’impulsions ultra-courtes pour produire des arêtes de coupe de haute qualité.
Les lasers à impulsions ultra-courtes peuvent évaporer rapidement presque tous les matériaux, évitant ainsi les effets thermiques importants, produisant ainsi des arêtes de coupe de haute qualité sans éjection de fusion. Par conséquent, ce type de laser est particulièrement adapté à la fabrication de produits métalliques fins, tels que les stents dans le domaine de la technologie médicale. Dans l’industrie de l’affichage, les lasers à impulsions ultra-courtes peuvent être utilisés pour couper le verre renforcé chimiquement.
Un aperçu complet de toutes les méthodes de découpe laser :
Oxycoupage
Dans de nombreux cas, le laser est un outil universel idéal pour couper des matériaux métalliques et non métalliques. Le faisceau laser peut découper rapidement et de manière flexible presque tous les contours, quelle que soit la complexité de la forme ou la finesse du matériau. Différents gaz et pressions de coupe peuvent affecter le processus de traitement et les résultats.
Découpe par fusion
La coupe par fusion utilise de l’azote ou de l’argon comme gaz de coupe. Le gaz s’écoule à travers le trait de scie à une pression de 2 à 20 bars. Contrairement à l’oxycoupage, il ne réagit pas avec la surface métallique à l’intérieur du trait de scie. L’avantage de cette méthode de coupe est que les bords de coupe sont exempts de bavures et d’oxydes, ce qui nécessite un post-traitement minimal.
Découpe par sublimation
La découpe par sublimation est principalement utilisée pour les tâches de découpe de précision qui nécessitent des arêtes de coupe de haute qualité. Grâce à ce processus, le laser minimise la fusion et l’évaporation des matériaux. La vapeur de matériau générée à l’intérieur de l’espace de coupe crée une haute pression, qui projette la masse fondue vers le haut et vers le bas. Les gaz de processus - azote, argon ou hélium - protègent la surface de coupe des influences environnementales, garantissant que les bords de coupe ne sont pas oxydés.
Découpe laser de précision
La découpe précise des faisceaux laser utilise l’énergie laser pulsée pour relier les trous de perçage individuels, en les chevauchant de 50 % à 90 % pour former des cordons de coupe. Ceci est réalisé en générant une puissance de crête d’impulsion très élevée et une densité de puissance extrême sur la surface de la pièce grâce à des impulsions courtes. Les avantages comprennent un chauffage minimal des pièces, ce qui permet de couper des pièces relativement fines sans déformation thermique.
Facteurs influençant le processus de découpe laser :
1. Position de mise au point et diamètre de mise au point
L’emplacement du point focal affecte la densité de puissance et la forme du trait de scie sur la pièce. Le diamètre du point focal détermine la largeur et la forme du trait de scie.
2. Puissance laser
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3. Diamètre de la buse
Le choix de la buse appropriée est crucial pour la qualité de la pièce. La forme du jet de gaz et le volume de gaz peuvent être déterminés par le diamètre de la buse.
4. Mode de fonctionnement
Le mode de transfert d’énergie laser peut être contrôlé par onde continue ou par impulsion, déterminant si le laser irradie la pièce en continu ou par intermittence.
5. Vitesse de coupe
La vitesse de coupe est déterminée par la tâche de coupe spécifique et le matériau à usiner. D’une manière générale, plus la puissance laser est élevée, plus la vitesse de coupe est rapide. De plus, la vitesse de coupe diminue à mesure que l’épaisseur du matériau augmente. Si la vitesse réglée pour un matériau particulier est trop élevée ou trop faible, cela entraînera une augmentation de la rugosité de surface et l’apparition de bavures.
6. Degré de polarisation
La plupart des lasers CO2 émettent une lumière polarisée linéairement, ce qui affecte la qualité des coupes en fonction de la direction de coupe. Pour améliorer la qualité de coupe, la lumière polarisée linéairement est souvent convertie en lumière polarisée circulaire. Le degré de polarisation est important pour obtenir une polarisation circulaire et garantir des coupes de haute qualité. En revanche, les lasers à semi-conducteurs ne nécessitent pas de changements de polarisation car ils fournissent des résultats de coupe cohérents quelle que soit la direction.
7. Gaz de coupe et pression de coupe
Différents gaz de processus sont utilisés en fonction de la méthode de coupe, et ils s’écoulent à travers le cordon de coupe à différentes pressions. Par exemple, les avantages de l’argon et de l’azote en tant que gaz de coupe résident dans leur non-réactivité avec le métal fondu dans le cordon de coupe, tout en protégeant la surface de coupe des influences environnementales.
8. Découpe laser avec des gaz mélangés
En tirant parti des lasers haute puissance et du mélange d’azote et d’oxygène gazeux, les bavures d’acier de construction et d’aluminium peuvent être réduites. L’amélioration de la qualité de la pièce dépend de la qualité du matériau, du type et de l’alliage des tôles de six à douze millimètres d’épaisseur.