Comment fonctionne une découpeuse laser ?

.Pourquoi utilise-t-on les lasers pour la découpe ??

Le laser, acronyme de « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation » (amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement), est largement utilisé dans de nombreux secteurs. Appliqué aux machines de découpe, il permet d'obtenir des machines rapides, peu polluantes, consommables et générant une zone affectée thermiquement réduite. De plus, le taux de conversion photoélectrique d'une machine de découpe laser peut être deux fois supérieur à celui d'une machine de découpe au CO2. La longueur d'onde du laser à fibre, de 1070 nanomètres, lui confère un taux d'absorption plus élevé, particulièrement avantageux pour la découpe de tôles fines. Ces atouts font de la découpe laser la technologie de pointe pour la découpe des métaux. Elle est largement utilisée dans l'industrie de l'usinage et de la fabrication, notamment pour la découpe de tôles et dans le secteur automobile.

Comment fonctionne une découpeuse laser ?

I. Principe du traitement laser

Le faisceau laser est focalisé en un point lumineux de diamètre extrêmement réduit (inférieur à 0,1 mm). Dans la tête de découpe laser, ce faisceau à haute énergie traverse une lentille spéciale ou un miroir incurvé, se réfléchit dans différentes directions, puis converge sur la pièce métallique à découper. À l'endroit de la découpe, le métal fond, se vaporise, s'ablate ou atteint son point d'inflammation. La vaporisation du métal forme des trous, puis un flux d'air à haute vitesse est pulvérisé par une buse coaxiale au faisceau. Sous la forte pression de ce gaz, le métal liquide est arraché, formant ainsi des fentes.

Les machines de découpe laser utilisent l'optique et la commande numérique par ordinateur (CNC) pour guider le faisceau ou le matériau ; généralement, cette étape utilise un système de contrôle de mouvement pour suivre le code CNC ou G du motif à découper sur le matériau, afin de réaliser la découpe de différents motifs.

II. Principales méthodes de traitement laser

1) Découpe au laser par fusion

La découpe par fusion laser consiste à utiliser l'énergie du faisceau laser pour chauffer et faire fondre le matériau métallique, puis à pulvériser un gaz non oxydant comprimé (N2, air, etc.) à travers la buse coaxiale au faisceau, et à retirer le métal liquide à l'aide d'une forte pression de gaz pour former un joint de coupe.

La découpe au laser par fusion est principalement utilisée pour découper des matériaux non oxydants ou des métaux réactifs tels que l'acier inoxydable, le titane, l'aluminium et leurs alliages.

2) Découpe au laser oxygène

Le principe de la découpe laser oxyacétylénique est similaire à celui de la découpe oxyacétylénique. Elle utilise le laser comme source de préchauffage et un gaz actif, tel que l'oxygène, comme gaz de coupe. D'une part, le gaz éjecté réagit avec le métal, générant une importante chaleur d'oxydation. Cette chaleur est suffisante pour faire fondre le métal. D'autre part, les oxydes et le métal en fusion sont expulsés de la zone de réaction, créant ainsi des découpes dans le métal.

La découpe laser oxyacétylénique est principalement utilisée pour les métaux facilement oxydables comme l'acier au carbone. Elle peut également être employée pour l'usinage de l'acier inoxydable et d'autres matériaux, mais la pièce obtenue est noircie et rugueuse, et son coût est inférieur à celui de la découpe sous gaz inerte.