Si vous êtes à la recherche d'outils de découpe, vous avez probablement pensé aux découpeurs laser. Vous avez certainement entendu parler de plusieurs autres outils tels que les broyeurs, les scies à ruban et les cisailles. Vous ne serez pas surpris d'apprendre que les découpeurs laser sont de loin supérieurs aux autres appareils lorsqu'il s'agit de fabrication soustractive. Vous pouvez compter sur la découpeuse laser lorsque vous avez besoin de coupes nettes, précises et exactes. En explorant ces machines de pointe, nous vous donnerons une bonne compréhension de vos besoins en matière de découpe.
Comment fonctionne la découpe laser ?
Pour comprendre ce qu'est une découpeuse laser, il faut commencer par le concept même de laser. Un laser n'est rien d'autre qu'un puissant faisceau de lumière infrarouge. La façon la plus courante de générer un laser est d'exciter des atomes de gaz dans une chambre. Les atomes qui entrent en collision libèrent des photons de lumière que l'on appelle des lasers. Les machines laser amplifient ce faisceau en le réfléchissant et en le libérant à partir d'une fine buse. Le faisceau est très chaud. Lorsqu'il entre en contact avec le matériau, il s'évapore. La séparation thermique du matériau permet d'obtenir une coupe sans soudure. Malgré ce principe simple, il existe de nombreuses machines de découpe au laser. Explorons les nombreux types de machines laser.
Découpe laser CO2
Parlons des atomes de gaz et des faisceaux laser. Les lasers CO2 contiennent un mélange gazeux de dioxyde de carbone, d'azote, d'hélium et d'hydrogène dans la chambre laser. Sur le marché actuel, ce sont les découpeurs laser les plus courants. Même parmi les découpeurs laser CO2, il existe deux autres sous-catégories : Les découpeurs CO2 à courant continu et les découpeurs CO2 à radiofréquence. Les découpeurs laser CO2 à courant continu sont équipés d'électrodes placées dans la chambre à gaz. Les atomes de gaz sont excités lorsqu'un courant traverse la chambre à gaz. Comme les électrodes sont exposées au gaz chaud, elles peuvent s'éroder assez rapidement. Les découpeurs de CO2 à radiofréquence surmontent très bien ce problème. Ils utilisent des électrodes externes, ce qui permet de contourner le problème de l'exposition des électrodes.
Découpe laser à fibre
Pendant des années, les machines laser ont souffert d'un problème d'efficacité. Les découpeurs laser au CO2 dominaient le marché, mais un saut technologique s'imposait. Les recherches visant à mettre au point des machines de découpe laser plus efficaces ont donné naissance à la découpe laser à fibre. Ils sont à l'état solide, ce qui signifie qu'ils ne dépendent pas d'un milieu gazeux pour la génération du laser. Comment le laser est-il alors produit ? Au lieu d'une chambre à gaz, ils canalisent un faisceau laser de départ à travers une fibre optique pour l'amplifier. On obtient ainsi un petit laser d'une longueur d'onde de 1064 nm à haute énergie. Il peut découper les métaux réfléchissants, le bois, le plastique et la céramique. Mais ce n'est pas tout : les lasers à fibre optique y parviennent avec une plus grande efficacité. Par rapport aux lasers à CO2, ils peuvent fournir jusqu'à 60% d'efficacité en plus !
Lasers Nd et Nd : YAG
Le laser à grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au néodyme est un autre produit de recherche laser de pointe. Comme le laser à fibre, il s'agit d'un laser à semi-conducteurs. Au lieu de s'appuyer sur une fibre optique, il utilise le cristal Nd : YAG pour amplifier le faisceau laser, tout comme le laser à fibre. Les lasers à cristaux sont efficaces et puissants. La machine laser Nd : YAG est efficace pour l'usinage de pièces de petite et de grande épaisseur. En réglant l'intensité du faisceau laser, vous pouvez effectuer des opérations de gravure, de découpe ou d'alésage. Ils sont utilisés pour usiner de nombreux matériaux tels que le métal, le plastique et la céramique.
Découpe laser à diode directe
Alors que d'autres découpeurs laser ont expérimenté différents supports de gain, le laser à diode directe adopte une approche différente. Sans aucun support de gain, il transmet directement le laser à partir d'une diode semi-conductrice. Le faisceau laser résultant ne subissant aucune amplification, il est connu sous le nom de laser à diode directe. Ces lasers sont compacts, robustes et délivrent une puissance de plusieurs kilowatts. Ils conviennent à la découpe et à la gravure de matériaux de faible à moyenne épaisseur.
Où la découpe laser est-elle utilisée ?
Au fur et à mesure que la découpe laser se nuance, de plus en plus d'industries reconnaissent son importance. Aujourd'hui, elle est présente partout, de la fabrication à l'art. Passons en revue ses applications fondamentales.
Métal
La découpe laser devient de plus en plus le moyen privilégié de découper les métaux, et pas seulement en raison de sa facilité d'utilisation. Les outils conventionnels de découpe des métaux, tels que les fraises et les scies à ruban, produisent beaucoup de chaleur. Cette chaleur inutile entraîne des déformations et une détérioration de la qualité des matériaux. En outre, ils nécessitent des pinces plus puissantes pour maintenir les pièces lourdes. Les découpeurs laser surmontent ces deux obstacles. Elles peuvent découper ou graver des métaux allant de l'aluminium au tungstène - et tout ce qui se trouve entre les deux.
Bois
Les découpeurs laser ont donné un nouveau souffle aux ateliers de menuiserie en leur offrant une station d'usinage tout-en-un. Des travaux qui demandaient auparavant du temps et des efforts ne prennent plus que quelques minutes. Traditionnellement, la gravure du bois nécessitait les compétences d'un artisan qualifié. Avec les découpeurs laser CNC, il devient facile de graver le bois à l'aide de dessins générés par ordinateur. Les lasers à diode directe sont souvent utilisés dans les ateliers de menuiserie aujourd'hui, tandis que les découpeurs au CO2 peuvent remplir des fonctions plus lourdes. Les découpeurs laser peuvent découper de nombreux types de bois, tels que le bois tendre, le bois dur et le contreplaqué.
Plastiques
Si vous souhaitez obtenir des bords lisses et sans bavures sur votre plastique, la découpe au laser est l'option la plus polyvalente. Même les découpeurs laser de puissance modérée peuvent facilement découper du plastique de densité moyenne. La découpe laser a permis à de nombreuses industries du plastique, telles que l'art, l'ornementation, les articles utilitaires et les ustensiles, de se développer. Il est important de garder à l'esprit les risques pour la santé, car certains plastiques peuvent produire des fumées toxiques lorsqu'ils sont fondus. Toutefois, les plastiques tels que l'acrylique, le polypropylène, le mylar, le polycarbonate et d'autres peuvent être découpés au laser en toute sécurité.
Verre
Le verre est l'un des matériaux de fabrication les plus fragiles et les plus délicats. La découpe laser est particulièrement efficace dans ce domaine en raison de sa nature sans contact. En réglant correctement l'intensité du faisceau laser, les usines peuvent manipuler le verre comme jamais auparavant. Les découpeurs laser peuvent couper, graver et découper des objets en verre en exerçant un contrôle de la fracture. Cette technique est particulièrement utile pour les pièces décoratives, les ustensiles et les trophées.
Les avantages
Comment résumer les avantages de la découpe laser ? Tout d'abord, il s'agit d'une méthode de découpe sans contact. Elles conviennent donc parfaitement à la découpe de matériaux délicats tels que le verre et le plastique. En outre, elles évitent de devoir serrer des matériaux lourds. Bien que les découpeurs laser génèrent de la chaleur, ils appartiennent à la catégorie des machines à faible contrainte thermique. Elles peuvent découper avec précision et exactitude tout en réduisant le risque de dommages dus à la chaleur.
Les inconvénients
Le principal inconvénient de la découpe laser est l'efficacité. Les découpeurs laser CO2 couramment utilisés sont très inefficaces. Elles peuvent consommer jusqu'à trois fois la puissance produite, ce qui entraîne des factures d'électricité considérables. En outre, les lasers qui utilisent l'amplification optique nécessitent un entretien régulier. Les miroirs réfléchissants plaqués or peuvent être coûteux à réparer ou à remplacer, ce qui augmente encore les coûts d'exploitation.
FAQ
Qu'est-ce que la découpe laser ?
Les faisceaux laser sont des rayons lumineux infrarouges à haute énergie émis par des atomes gazeux. Les machines de découpe au laser canalisent ces faisceaux vers un point, vaporisant le matériau en contact. Ce processus est connu sous le nom de découpe laser.
Quels sont les principaux composants d'une machine de découpe laser ?
Les principaux composants d'une machine de découpe laser sont l'alimentation électrique, le résonateur laser, la tête de découpe, le système mécanique et le système de contrôle des mouvements.
Quels sont les paramètres de la découpe laser ?
Avant d'installer un découpeur laser dans votre usine, vous devez vous familiariser avec les différents paramètres qui influencent ses performances. Des facteurs tels que la puissance du laser et la vitesse de coupe ont un impact sur les performances de l'appareil. La fréquence, la durée et la longueur d'onde des impulsions sont des paramètres supplémentaires pour les matériaux qu'il peut découper. Le maintien d'un réglage focal, d'un gaz et d'une pression corrects est essentiel pendant le fonctionnement de la découpeuse laser.
Existe-t-il plusieurs méthodes de découpe laser ?
Les différentes méthodes de découpe au laser sont la vaporisation, la fusion, la flamme laser, le contrôle des fractures, le découpage furtif et le marquage vectoriel.
Quelle est la consommation d'énergie pour la découpe laser ?
La découpe au laser nécessite une énorme consommation d'énergie, généralement comprise entre 0,1 kW et 15 kW. Les lasers CO2 sont très inefficaces. Leur efficacité peut être aussi faible que 5%, ce qui signifie que la majorité de l'énergie émise par les atomes de gaz est de la chaleur perdue.
Quelle est la durée de vie d'une découpeuse laser ?
Les découpeurs laser à fibre ont la durée de vie la plus longue. Un laser à fibre de bonne qualité peut durer 100 000 heures, soit 45 ans. Les découpeurs laser CO2 ont une durée de vie plus courte, avec une machine moyenne qui dure 30 000 heures, ce qui équivaut à 15 ans.
Quelles sont les similitudes entre l'usinage et la découpe au laser ?
Comme ces deux termes se ressemblent, il est naturel de les confondre, mais il existe des différences essentielles. La découpe laser consiste à utiliser la technologie laser pour couper, trancher ou percer des matériaux. L'usinage par faisceau laser utilise un laser pour des tâches plus fines telles que la gravure, l'attaque ou le micro-usinage. Il manipule le matériau en enlevant la couche supérieure et en modifiant la géométrie de sa surface.
Comment choisir le bon type de laser pour votre projet ?
Vous vous demandez quel type de laser conviendra à votre projet ? Vous n'êtes pas seul ! Les découpeurs laser trouvent des applications dans de nombreux secteurs, de l'automobile au secteur médical. La réponse à cette question dépend de votre cas d'utilisation particulier. Considérez la technologie laser dont vous avez besoin : CO2, fibre ou diode directe. L'espace est également un facteur crucial. Choisissez une machine dont la taille du lit est adaptée à l'espace au sol de votre usine. Enfin, n'oubliez pas d'évaluer votre budget. Les découpeurs laser à fibre ou à cristal sont des machines de premier ordre, mais elles sont également coûteuses. Quelles que soient vos restrictions budgétaires, il est recommandé d'opter pour un découpeur laser de haute qualité.
Où acheter une découpeuse laser ?
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