Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser à fibre ? Faits que vous ne connaissez pas

La découpe laser est devenue une technologie privilégiée dans de nombreux secteurs grâce à sa précision et à son exactitude. Parmi les dernières avancées technologiques, on trouve la machine de découpe laser à fibre. Dans cet article, nous aborderons tout ce que vous devez savoir sur la technologie laser à fibre, notamment : qu'est-ce qu'une machine de découpe laser à fibre? comment fonctionne une machine de découpe laser à fibre, ses avantages, ses applications, et quels matériaux peuvent être coupés et à quelle profondeur, etc.

Plusieurs types de découpeuses laser

Il existe aujourd'hui différents types de découpeuses laser sur le marché, avec des milliers de modèles disponibles dans chaque catégorie. Cependant, toutes les découpeuses laser ne peuvent pas découper tous les types de matériaux ; chaque type de découpeuse laser est plus adapté à certains matériaux. Les trois types de découpeuses laser les plus couramment utilisés sont :

Lasers à gaz 

CO₂ Les lasers créent un faisceau laser en stimulant électriquement un mélange de dioxyde de carbone. Ils produisent un faisceau d'une longueur d'onde allant jusqu'à 10,6 micromètres et sont utilisés sur les matériaux non métalliques et certains types de plastiques. Leur efficacité et la qualité du faisceau sont élevées, ce qui fait de ce type de découpeuse laser l'une des plus courantes. L'inconvénient est qu'elle ne peut pas être utilisée sur les matériaux métalliques. 

Les découpeuses laser à gaz peuvent être utilisées avec : le bois, l'acrylique, le verre, le papier, les textiles, les plastiques, certains types de feuilles et de films, le cuir, la pierre

Lasers à cristal 

Les lasers à cristal sont également un type de laser à solide. Les lasers à cristal les plus courants sont le nd:YAG (grenat d'yttrium-aluminium dopé au néodyme) et le nd:YVO (ortho-vanadate d'yttrium dopé au néodyme). On comprend pourquoi leurs noms sont plus courts !

Ces types de lasers produisent un faisceau d'une longueur d'onde de 1,064 micromètre, identique à celle des lasers à fibre, mais ils peuvent être utilisés avec des matériaux métalliques et non métalliques. L'inconvénient des lasers à cristal est que les diodes de pompage doivent être remplacées après 8 000 à 15 000 heures d'utilisation, et leur remplacement est malheureusement coûteux. Le cristal a également une durée de vie beaucoup plus courte que celle d'un laser à fibre.

Les découpeuses laser à cristal peuvent être utilisées avec : les métaux, les métaux revêtus, les plastiques et certaines céramiques

Lasers à fibre 

Il s'agit d'un type de laser à solide. Le faisceau est créé par un laser d'amorçage amplifié par des fibres de verre alimentées en énergie par des diodes de pompage. Les lasers à fibre présentent un très petit diamètre focal, ce qui permet d'obtenir un faisceau jusqu'à 100 fois plus intense que les lasers à gaz de même puissance. Ces types de découpeurs laser peuvent découper des métaux et des non-métaux, comme les lasers à cristal, mais leur durée de vie est bien supérieure, environ 25 000 heures. L'intensité du faisceau est bien supérieure à celle des découpeurs laser à gaz, et les pièces sont bien moins coûteuses, bien que les lasers à fibre nécessitent rarement d'entretien. 

Les découpeuses laser à fibre peuvent être utilisées avec : Métaux, métaux revêtus, plastiques.

Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser à fibre

La machine de découpe laser à fibre est un type de laser qui utilise un faisceau laser haute puissance focalisé à travers un câble à fibre optique. Le câble à fibre optique est composé de fibres de verre flexibles qui guident le faisceau laser vers la tête de coupe. 

Les machines de découpe de fibres sont très efficaces et le faisceau laser peut être focalisé sur de très petites tailles de points, ce qui lui permet de découper des formes complexes avec une grande précision.

Avantages du laser à fibre

1. Les lasers à fibre présentent l'avantage, contrairement aux autres types de laser, de générer et de diffuser la lumière laser à travers un support flexible, permettant ainsi une transmission aisée vers la cible et l'emplacement. Ceci est particulièrement avantageux pour le soudage et la découpe laser, ainsi que pour le pliage des polymères et des métaux.
2. Le laser à fibre offre une puissance de sortie élevée par rapport aux autres types de laser. Il peut accueillir plusieurs kilomètres de zones actives, offrant ainsi un gain optique élevé. Son rapport surface/volume élevé permet un refroidissement efficace. Ses propriétés de guide d'ondes éliminent ou réduisent l'altération thermique du faisceau optique, produisant ainsi un rayon optique de qualité supérieure, à diffraction limitée.
3. Comparés aux lasers à gaz ou à solide, les lasers à fibre sont plus compacts car la fibre peut être enroulée ou pliée pour gagner de la place.
4. Les lasers à fibre sont fiables et offrent une grande stabilité vibratoire et thermique, ainsi qu'une durée de vie prolongée. Leurs impulsions nanosecondes et leur puissance de crête élevée optimisent la gravure et le marquage. La qualité améliorée du faisceau et la puissance supplémentaire permettent des vitesses de coupe plus rapides et des bords de coupe plus nets.
5. La technologie laser à fibre est utilisée dans diverses applications, notamment le traitement de matériaux en médecine, les télécommunications, les armes à énergie dirigée et la spectroscopie.
6. Sans entretien. Contrairement aux lasers à solide, l'entretien et le remplacement des lasers à fibre ne sont requis que tous les six mois.
7. Faible consommation d'énergie. Comparé aux lasers à gaz de même puissance, le rendement de conversion photoélectrique est bien supérieur, ce qui le rend plus économe en énergie et plus respectueux de l'environnement. économie d'énergie par 50%~70%.

Types de laser à fibre

Nous pouvons diviser les lasers dans les catégories suivantes en fonction des types de fibres :

• Lasers à fibre QCW
• Multimode
• Mode unique
• Laser à fibre de pompage

Lasers à fibre QCW

Il s'agit des lasers à fibre les plus récents. Ils présentent une puissance moyenne plus faible et une puissance de crête élevée, et leur coût de fabrication est inférieur à celui des lasers à fibre. version à onde continue (CW)Les lasers à fibre QCW sont particulièrement adaptés à diverses applications industrielles qui nécessitent une puissance de crête et une durée d'impulsion élevées, telles que le soudage par points, le soudage par points et le perçage. 

Ils sont conçus pour remplacer les lasers YAG grâce à leurs faibles coûts initiaux et de maintenance. Ils s'intègrent facilement à divers systèmes, avec des versions multimodes et monomodes disponibles.

Lasers à fibre multimodes kilowatt

La fabrication de lasers à fibre de classe kilowatt et supérieure se fait par la combinaison de différents lasers à fibre en mode unique, en parallèle, puis en les lançant via une fibre à saut d'indice qui est dans un diamètre de cœur plus grand. 

À ce stade, le laser cesse d'être monomode, mais la qualité du faisceau obtenu est supérieure à celle des autres lasers de classe kilowatt utilisés commercialement. La déviation des fibres de classe kilowatt continue de s'améliorer grâce à l'utilisation continue de modules monomodes haute puissance.

Lasers à fibre monomode

Ces lasers à fibre se trouvent dans le commerce jusqu'à 3000 watts de puissanceLes appareils fonctionnent en continu, mais ils peuvent être réglés pour plus de 50 kHzLe mode ajusté permet aux appareils d'obtenir des crêtes égales à la puissance CW moyenne. L'émission passe par une fibre monomode dont le M2 est inférieur à 1,1.

Le profil est une fonction de la fibre monomode, et non du point de fonctionnement thermique, comme c'est le cas avec les lasers à solide traditionnels ; les lasers à fibre produisent le même profil sur toute la plage de fonctionnement. Le réglage s'effectue par activation et désactivation des diodes de pompage, ce qui permet de régler le dispositif en fonctionnement mono-impulsionnel ou à haute fréquence.

Contrairement au laser à solide traditionnel, ce laser à fibre ne nécessite aucun temps de préchauffage et fonctionne de manière stable dans diverses conditions ambiantes. Ces lasers possèdent des sorties polarisées linéairement et aléatoirement et peuvent atteindre une puissance cible de 10 à 100% sans modifier la divergence ni le diamètre final du point de focalisation.

Lasers à fibre de pompage

Les barres de diodes sont utilisées dans les lasers à fibre à excitation. En résumé, cette fibre optique est utilisée pour diriger la lumière de pompage vers la première gaine de la fibre active. Les diodes haute puissance continuent de s'améliorer en termes de propriétés du faisceau, de puissance totale et de durée de vie, atteignant 10 000 heures de fonctionnement ou plus. 

Cependant, les limitations de fonctionnement pulsé, les besoins de refroidissement par eau et la fiabilité limitent le déploiement.

Ce type de laser à fibre présente de nombreux avantages, notamment l'absence d'eau nécessaire au refroidissement. Il peut également être déployé sur le milieu actif par fibre optique sans nécessiter d'alignement ni d'optiques supplémentaires. 

De plus, cette diode à émetteur unique produit une puissance de sortie plus élevée et des propriétés de faisceau améliorées ainsi qu'une durée de vie supérieure à celle 200 000 heures de fonctionnement, dans les régimes modulés et CW.

À quoi sert le laser à fibre ?

Les lasers à fibre sont utilisés dans le traitement industriel des matériaux sur presque tous les marchés de faible et forte puissance, notamment le frittage, le traçage, la découpe et le soudage, le marquage, le traitement thermique et le perçage. Les lasers monomodes peuvent atteindre des niveaux de fluidité élevés et cibler des points de l'ordre du micron, ce qui permet de modifier les anciennes normes relatives aux paramètres de procédé.

La puissance du laser à fibre permet d'atteindre des vitesses de soudage et de découpe supérieures à celles des autres technologies, dans des conditions similaires. Sa compacité, son fonctionnement monomode et son large choix de longueurs d'onde offrent au corps médical de nombreuses applications. 

Ces applications reposent sur une fibre et une longueur d'onde spécifiques. Leur fonctionnement ne nécessite aucune maintenance, ce qui le rend compatible avec les médecins et autres professionnels du secteur médical.

Le laser à fibre est utilisé dans de nombreuses applications complexes en raison de ses nombreuses qualités, notamment sa plage de longueurs d'onde et ses émissions polarisées et non polarisées. Parmi les autres atouts, on peut citer la faible largeur de ligne, le fonctionnement monomode, la courte durée d'impulsion, la compacité et l'insensibilité aux conditions environnementales.

Comment fonctionne le laser à fibre

Comme indiqué précédemment, le principal milieu utilisé dans les lasers à fibre est dopé aux terres rares, généralement de l'erbium. Cette méthode permet d'exploiter les niveaux d'énergie des atomes de ces terres rares, ce qui permet d'utiliser une source de pompage laser à diode bas de gamme tout en produisant une énergie de sortie élevée.

Par exemple, lorsque la fibre est dopée à l'erbium, un niveau d'énergie absorbant les photons avec un 980 nm la longueur d'onde décroît jusqu'à un état métastable égal à 1550 nmCela signifie qu'une source de pompage laser de 980 nm peut être utilisée pour obtenir un faisceau laser de 1550 nm avec une énergie élevée, une qualité élevée et une puissance élevée.

Les atomes d'erbium servent de support à la fibre dopée, et les photons émis restent à l'intérieur du cœur de la fibre. Pour créer la cavité de piégeage des photons, un réseau de Bragg est ajouté. Il s'agit d'une section de verre présentant des bandes, où se produit une modification de l'indice de réfraction. 

Lorsque la lumière traverse une limite entre deux indices de réfraction, elle réfracte une petite quantité de lumière. En résumé, le réseau de Bragg permet au laser à fibre optique de fonctionner comme un miroir.

Le laser de pompage se concentre sur la gaine située près du cœur de la fibre, car elle est trop petite pour focaliser ultérieurement une diode de mauvaise qualité. Lorsque le laser est pompé dans la gaine près du cœur, il rebondit à l'intérieur et, à chaque passage du cœur, celui-ci continue d'absorber davantage de lumière de pompage.

Combien de temps dure un laser à fibre ?

Un laser à fibre a une durée de vie supérieure à celle des autres solutions laser. Le module diode d'un laser à fibre fonctionne trois fois plus longtemps que celui des autres technologies laser. Les pompes des lasers à fibre ont une durée de vie estimée supérieure à 100 000 heures.

Quelle marque de laser à fibre choisir ?

JPT et RAYCUS sont des fabricants chinois de premier plan, reconnus pour leurs performances élevées et leur rentabilité. IPG Photonics propose une technologie laser avancée, reconnue mondialement, pour diverses applications industrielles. Maxphotonics, nLight et Laserline, respectivement originaires de Chine, des États-Unis et d'Allemagne, proposent des lasers haute puissance réputés pour leurs performances et leur polyvalence exceptionnelles.

1. JPT

• IntroductionJPT est un fabricant chinois leader de sources laser à fibre, reconnu pour ses performances élevées et sa fiabilité. Les lasers JPT sont largement utilisés dans les applications industrielles grâce à leur stabilité, leur précision et leur longue durée de vie. Ils offrent une gamme de puissances adaptées à diverses applications de découpe, de soudage et de marquage.

2. RAYCUS

• IntroductionRAYCUS est une autre marque chinoise de premier plan, connue pour ses sources laser à fibre avancées. Elle propose une gamme de lasers reconnus pour leur haute efficacité, leur excellente qualité de faisceau et leur rentabilité. Les lasers RAYCUS sont utilisés dans de nombreuses applications, notamment la découpe de métaux, la gravure et l'impression 3D.

3. IPG Photonics

• IntroductionIPG Photonics, basé aux États-Unis, est un leader mondial de la technologie laser à fibre haute performance. Ses lasers sont réputés pour la qualité exceptionnelle de leur faisceau, leur puissance et leur durabilité. Les produits IPG sont utilisés dans diverses applications industrielles, notamment le traitement des matériaux, les dispositifs médicaux et les télécommunications.

4. Maxphotonics

• IntroductionMaxphotonics, entreprise chinoise, propose une gamme de sources laser à fibre reconnues pour leur innovation et leur efficacité. Leurs lasers sont conçus pour répondre aux exigences de diverses applications industrielles, notamment la découpe et la gravure sur métal. Maxphotonics est reconnue pour sa technologie de pointe et ses prix compétitifs.

5. nLight

• IntroductionnLight est un fabricant américain spécialisé dans les lasers à fibre haute puissance. Ses produits sont reconnus pour leur fiabilité, leurs performances élevées et leur polyvalence. Les lasers nLight sont utilisés dans un large éventail d'applications, de la découpe et du soudage industriels à la recherche scientifique.

6. Laserline

• IntroductionLaserline, basé en Allemagne, est un fournisseur leader de lasers à fibre haute puissance. Ses lasers sont reconnus pour leur précision, leur rendement élevé et leur adaptabilité à diverses applications. Laserline se concentre sur la fourniture de solutions pour les procédés industriels, notamment la découpe des métaux, le soudage et la fabrication additive.

Évolution de la découpe laser

Bien que la technologie laser ait débuté dans les années 1950, le Western Electric Engineering Research Center a développé la première machine de découpe laser en 1965. Cependant, celle-ci n'était qu'expérimentale et n'était pas prête pour une utilisation industrielle pratique. L'un des premiers défis auxquels les inventeurs ont été confrontés était le manque de sources laser adaptées. 

Les premiers lasers industriels utilisaient des lasers CO2. Ces lasers, volumineux et encombrants, nécessitaient des systèmes de refroidissement importants. Leur entretien était donc coûteux en raison de leur forte consommation d'énergie. Les premiers lasers manquaient de précision et avaient des capacités de découpe limitées. Ils avaient du mal à découper des matériaux épais, laissant souvent des bords rugueux. 

La technologie de découpe laser a pris son essor avec l'invention du micro-ordinateur. Les inventeurs ont créé des lasers plus compacts, comme le laser à fibre. Plus compact et plus économe en énergie, ce modèle offrait une meilleure qualité de faisceau, permettant des découpes plus fines et plus précises. 

L'utilisation croissante des systèmes de commande numérique par ordinateur a permis d'améliorer la précision du laser et d'accroître les capacités d'automatisation des machines de découpe laser. Associée à des logiciels de découpe laser actualisés, cette technologie a permis aux opérateurs de mieux contrôler les mouvements du faisceau laser. L'amélioration de la précision de la découpe laser a facilité la réalisation de découpes plus complexes dans différents matériaux. 

Ces avancées ont rendu les machines de découpe laser plus rentables et largement adoptées dans différents secteurs. Les constructeurs automobiles utilisent les innovations de la découpe laser pour façonner et découper des composants métalliques. Le secteur aérospatial les utilise pour créer des pièces robustes et légères pour les avions.

Si la découpe laser du métal était à l'origine l'utilisation principale de ces machines, les utilisateurs peuvent désormais travailler la céramique, le verre, les plastiques et les composites. La polyvalence croissante des applications de découpe laser a conduit à leur adoption dans les secteurs de l'électronique, de la fabrication de dispositifs médicaux et de l'agroalimentaire. Découvrons plus en détail les machines de découpe laser et comment elles permettent la création de motifs complexes.

6 faits fascinants sur la découpe laser

Fait 1 : La découpe laser implique l'interaction de la lumière et de la matière

La découpe laser utilise l'interaction entre la lumière concentrée et les matériaux pour réaliser des découpes précises et nettes. Le processus commence lorsque des atomes sont excités et émettent des photons lumineux, générant des faisceaux laser. Ces faisceaux sont ensuite focalisés et dirigés sur le matériau pour découper et former des motifs complexes.

Vous trouverez ci-dessous un aperçu de plusieurs facteurs clés qui influencent l’interaction entre les faisceaux laser et les matériaux :

• Absorption:Lorsque le faisceau laser frappe le matériau, il est absorbé et son énergie est transférée au matériau.
• Fusion et vaporisationL'énergie absorbée chauffe le matériau, le faisant passer de l'état solide à l'état liquide une fois son point de fusion atteint. Un chauffage supplémentaire provoque la vaporisation, transformant le liquide en gaz. Cette phase permet l'enlèvement de matière lors de la découpe.
• Gaz de coupeUn gaz de coupe, généralement de l'oxygène, de l'air ou de l'azote, est introduit dans la zone d'interaction. Ce gaz facilite le processus de coupe en soufflant le matériau en fusion et en favorisant l'oxydation ou la combustion de certains matériaux. Le choix du gaz de coupe dépend du matériau et des résultats souhaités.

Fait 2 : Transformer une matière première en un chef-d'œuvre en quelques secondes

Les méthodes de découpe traditionnelles nécessitent souvent des lames de scie encombrantes ou une découpe manuelle, ce qui peut ralentir le processus. En revanche, l'utilisation d'un marqueur laser à fibre augmente considérablement la vitesse de découpe en permettant aux opérateurs de maintenir une cadence constante sans compromettre la précision.

Contrairement aux méthodes traditionnelles, il n'est pas nécessaire de changer d'outil pour travailler avec différents matériaux ou motifs. Les marqueurs laser offrent une plus grande polyvalence, vous permettant d'utiliser la même machine pour différentes tâches. Un simple réglage du logiciel de découpe laser vous permet de vous adapter à de nouveaux matériaux. De plus, les opérateurs gagnent du temps grâce aux bords nets produits par les découpeurs laser, ce qui réduit les opérations de polissage et de lissage fastidieuses.

Fait 3 : La découpe laser s'étend au-delà du métal

L'un des derniers avantages de la technologie laser réside dans sa capacité à travailler avec une grande variété de matériaux. Si la découpe laser est souvent associée au métal, ces machines peuvent être utilisées sur de nombreux autres matériaux :

• Bois:Les marqueurs laser à fibre sont suffisamment polyvalents pour fabriquer des objets en bois, construire des modèles architecturaux, créer des puzzles en bois et concevoir des objets de décoration intérieure.
• Acrylique:Connu pour son utilisation dans la signalisation, les affichages et les prototypes, l'acrylique peut être découpé de manière complexe avec la précision des découpeurs laser modernes, permettant des conceptions complexes.
• Tissus et textiles:Les créateurs utilisent des découpeuses laser à fibre pour produire des motifs complexes et des éléments décoratifs, permettant la création de vêtements personnalisés.
• Plastiques:Les découpeurs laser sont efficaces sur des matériaux tels que le PVC, le PET et le polycarbonate, ce qui les rend inestimables pour la production de composants en plastique, de signalisation, de matériaux d'emballage et de dispositifs médicaux.
• Verre et céramique:La vitesse des lasers à fibre est bénéfique pour couper des matériaux cassants et résistants à la chaleur comme le verre et la céramique.

Fait 4 : La découpe laser permet la création de motifs complexes

La technologie de découpe laser offre une précision exceptionnelle, permettant de produire des lignes nettes et des motifs détaillés. Cette précision facilite la création de formes géométriques complexes et de designs élaborés, tout en minimisant les chutes de matériaux, ce qui améliore la rentabilité. De plus, la découpe laser simplifie la reproduction de motifs complexes, facilitant ainsi la duplication de pièces complexes avec cohérence.

Fait 5 : Le logiciel contrôle la précision de la découpe laser

Le logiciel de découpe laser joue un rôle crucial dans le contrôle de la précision du processus de découpe. Il permet un réglage précis de la puissance, de la vitesse et de la fréquence du laser, rendant la technologie adaptable à divers matériaux et applications. Le logiciel prend également en charge les conceptions vectorielles, essentielles pour garantir une qualité élevée lors de la reproduction de motifs complexes.

Fait 6 : L’avenir prometteur de la découpe laser

L'avenir de la découpe laser s'annonce prometteur grâce aux avancées de la technologie laser, de l'automatisation et de l'intelligence artificielle. Ces innovations permettent de travailler avec des matériaux plus épais avec une plus grande précision, améliorant ainsi la vitesse et l'exactitude. Les découpeurs laser sont de plus en plus intégrés à l'automatisation et à la robotique, réduisant ainsi le recours au travail manuel et minimisant les erreurs humaines.

Les systèmes de découpe laser intelligents pilotés par l'IA optimisent les paramètres de découpe en temps réel, permettant une maintenance prédictive et des ajustements automatiques en fonction des propriétés des matériaux. Cette évolution technologique stimule la productivité de l'industrie et transforme les capacités de la découpe laser.

Autres faits sur la technologie de découpe laser 

Il existe plus de 25 000 applications de découpe laser haute puissance

La dernière décennie a été marquée par de nombreuses avancées technologiques. Aujourd'hui, on compte plus de 25 000 applications de découpe laser haute puissance. Les lasers permettent désormais de découper une grande variété de matériaux, comme le papier, le bois, les tissus, l'acrylique et divers autres plastiques. Le laser CO², pilier de l'industrie manufacturière, excelle dans la découpe des aciers faiblement alliés et non alliés, de l'acier inoxydable, du titane et de ses alliages, des alliages de nickel et de l'aluminium et de ses alliages.

De nombreux types de lasers ont été développés (à colorant, à semi-conducteurs et à semi-conducteurs, pour n'en citer que quelques-uns), chacun occupant une place particulière dans l'activité humaine. Cela témoigne de l'importance croissante de cette technologie.

L'intensité d'un laser détermine l'épaisseur qui peut être coupée

Une intensité laser plus élevée est également nécessaire pour découper des matériaux plus épais. Une intensité laser faible permet de découper des tôles fines, mais pas des barres métalliques. La puissance des lasers est généralement mesurée en 1 000 watts, soit 1 kWatt. Cette puissance correspond à l'énergie totale émise sous forme de lumière laser par seconde.

L'intensité du laser est déterminée en divisant la puissance par la surface sur laquelle le laser est distribué. Par exemple, un faisceau laser de 1 kW distribué sur un diamètre de 0,1 mm produira une intensité d'environ 125 000 watts par mm².

La distance focale de la lentille laser joue un rôle majeur dans la qualité du résultat

Une lentille à courte focale produit un spot de petite taille et une faible profondeur de champ. Cela permet de réduire le temps de découpe et d'obtenir une qualité de coupe supérieure, notamment pour la découpe de tôles fines.

Cependant, pour les matériaux plus épais, une courte distance focale donnerait un faisceau trop large pour maintenir le matériau fondu lorsqu'il sort de la feuille au bas de la coupe et il y aurait trop de conicité sur le bord.

Ainsi, pour les matériaux plus épais, une distance focale plus longue est utilisée pour obtenir une profondeur de champ optimale et maintenir l'intensité du laser et la vitesse de coupe.

Oxycoupage des aciers doux, azote pour autres métaux

En général, l'oxycoupage est moins coûteux que l'oxycoupage à l'azote. Les aciers doux sont découpés à l'oxygène à des pressions relativement basses, grâce à l'effet exothermique du fer dans un environnement enrichi en oxygène. L'oxygène assiste donc la découpe. En comparaison, la plupart des autres métaux sont découpés à l'azote comme gaz auxiliaire, car le faisceau laser doit effectuer la fusion du matériau sur son passage ; le gaz auxiliaire est utilisé à haute pression pour expulser le métal en fusion hors de la trajectoire de découpe.

Pressions de gaz d'assistance

Pour certaines applications, la découpe du plastique, du bois ou du papier se fait à l'air comprimé, ce qui permet une coupe progressive nette. La pression du gaz d'assistance peut descendre jusqu'à 30 kPa (4,3 psi) pour l'acrylique fin et atteindre 2 000 kPa (290 psi) pour l'acier inoxydable de 16 mm. Le faisceau et le gaz d'assistance sortent par une buse située juste au-dessus de la surface du matériau à découper.

Le gaz d'assistance aide également à maintenir la lentille froide et réduit la quantité de matière fondue qui peut remonter à travers la buse et éclabousser la lentille.

La découpe laser est respectueuse de l'environnement

La découpe laser est une méthode de découpe sûre et respectueuse de l'environnement. La sécurité de l'opérateur est primordiale et de nombreux contrôles de sécurité sont intégrés au processus.

La découpe laser est silencieuse, permet l’utilisation la plus efficace des matériaux et limite les fumées nocives à une chambre d’interaction spécifiée – éloignée de l’utilisateur – qui peut être facilement ventilée.

Quels métaux peuvent être coupés avec des machines de découpe laser à fibre ?

Les machines de découpe à fibre laser peuvent être utilisées pour couper une large gamme de matériaux, notamment des métaux tels que l'acier inoxydable, l'acier au carbone, l'aluminium, le cuivre, le laiton et le titane. 

Ils peuvent également être utilisés pour couper des matériaux non métalliques tels que les plastiques, la céramique et le verre.

Quelle épaisseur un laser à fibre peut-il couper ?

La profondeur à laquelle un laser à fibre peut couper dépend de plusieurs facteurs, notamment la puissance du laser, le type de matériau à couper, l'angle de coupe, la qualité de la lentille de focalisation et la vitesse à laquelle le laser se déplace. 

En général, les lasers à fibre peuvent découper des métaux jusqu'à plusieurs centimètres d'épaisseur. Cependant, la profondeur exacte de découpe peut varier en fonction de l'application et des conditions du processus de découpe. 

Quelle épaisseur d'acier peut-on découper au laser ?

Voici les épaisseurs de coupe maximales pour l'acier avec différents niveaux de puissance de découpe laser :

• Découpeuse laser 1 000 W:Peut couper de l'acier inoxydable jusqu'à 10 mm d'épaisseur.
• Machine de découpe laser à fibre de 3 000 W:Peut couper de l'acier inoxydable jusqu'à 12 mm d'épaisseur.
• Machine de découpe laser à fibre de 6 000 W:Peut couper de l'acier inoxydable jusqu'à 25 mm d'épaisseur.
• Machine de découpe laser à fibre de 8 000 W:Peut couper de l'acier inoxydable jusqu'à 35 mm d'épaisseur.
• Machine de découpe laser à fibre 10 000 W/15 000 W:Peut couper de l'acier inoxydable jusqu'à 40 mm d'épaisseur.

Que peut couper une machine de découpe laser de 1000 W ?

L'épaisseur de coupe maximale de différents matériaux pour Machine de découpe laser à fibre 1000w : acier inoxydable épaisseur maximale 10 mm ; matériau en aluminium épaisseur maximale 8 mm ; cuivre jaune épaisseur maximale 6 mm ; acier au carbone épaisseur maximale 20 mm. 

Quelle épaisseur une machine de découpe laser à fibre de 3 kW peut-elle couper ?

L'épaisseur de coupe maximale de différents matériaux pour Machine de découpe laser 3 kW: acier inoxydable épaisseur maximale 12 mm ; matériau en aluminium épaisseur maximale 12 mm ; cuivre jaune épaisseur maximale 8 m ; acier au carbone épaisseur maximale 22 mm.

Quelle épaisseur une machine de découpe laser à fibre de 6000 W peut-elle couper ?

L'épaisseur de coupe maximale de différents matériaux pour Machine de découpe laser à fibre 6 kW : acier au carbone épaisseur maximale 25 mm ; acier inoxydable épaisseur maximale 25 mm ; matériau en aluminium épaisseur maximale 25 mm ; cuivre jaune épaisseur maximale 12 mm.

Plusieurs techniques pour couper des matériaux 

Outre l’évidence, les découpeurs laser découpent avec le laser – il existe de nombreuses méthodes différentes de découpe laser, et la technique sélectionnée dépendra du type de matériau à découper et de la machine disponible. 

Découpe par vaporisation

La vaporisation consiste à diriger le laser vers un point du matériau à découper, où il chauffe le matériau jusqu'à ce qu'il commence à bouillir et crée un petit trou, parfois appelé « trou de serrure ». À mesure que le trou s'agrandit, le matériau libère des gaz qui contribuent à la décomposition du matériau environnant. 

Cette méthode est le plus souvent utilisée avec des matériaux qui ne fondent pas, comme le bois, le carbone et les plastiques thermodurcissables. 

Fondre et souffler

Également connue sous le nom de découpe par fusion, la technique de fusion-soufflage utilise un gaz sous pression pour souffler le matériau chauffé par le laser jusqu'à ce qu'il soit fondu hors de la zone de découpe. Cela permet de réduire le besoin d'augmenter davantage la température du matériau. 

La méthode de fusion et de soufflage est normalement utilisée pour couper les métaux.  

Fissuration sous contrainte thermique

Parfois appelée découpe à fracture contrôlée, la découpe sous contrainte thermique diffère légèrement des autres types de découpe laser. Les métaux ou autres matériaux fragiles sont traités avec un laser chaud et puissant afin de les rendre plus susceptibles de se fissurer, et la fissure peut ensuite être dirigée là où elle doit aller. L'inconvénient de la fissuration sous contrainte thermique est qu'elle ne peut être utilisée que sur des matériaux fins et fragiles ; les matériaux plus résistants et les métaux épais ne peuvent pas être découpés de cette manière. 

Cette technique est utilisée pour couper le verre ou d’autres matériaux cassants sensibles à la fracture thermique.

Coupe réactive

Comment choisir une machine laser à fibre : facteurs clés à prendre en compte 

Le choix de la machine de découpe laser à fibre optimale dépend de plusieurs facteurs cruciaux :

Légèrement différente de la découpe laser, la découpe réactive est également appelée découpe au gaz laser stabilisé par combustion. Elle s'apparente à la découpe au chalumeau à oxygène, mais utilise un faisceau laser comme source d'allumage. 

La découpe réactive est généralement utilisée pour couper de l'acier au carbone de plus de 1 mm d'épaisseur ou pour une utilisation sur des plaques d'acier très épaisses sans utiliser une puissance laser excessive.

• Compatibilité des matériaux: Identifiez les principaux métaux que vous souhaitez découper. Les lasers à fibre sont principalement adaptés aux métaux ; cependant, certains modèles offrent des capacités limitées pour certains non-métaux.
• Puissance du laser : La puissance du laser est directement liée à l'épaisseur du métal que la machine peut découper efficacement. Une puissance laser plus élevée permet de traiter des matériaux plus épais, mais influence également le coût d'investissement initial.
• Taille de la zone de travailTenez compte des dimensions maximales des tôles que vous prévoyez de travailler. Choisissez une machine dont la surface de travail s'adapte parfaitement aux exigences de votre projet.
• Vitesse et précision de coupeÉvaluez la vitesse de coupe et le niveau de précision souhaités pour vos projets. Les lasers à fibre offrent généralement des vitesses de coupe et une précision exceptionnelles ; cependant, certains modèles peuvent offrir des niveaux de détail variables.
• Automatisation et logiciel : Découvrez des fonctionnalités qui améliorent la productivité et la simplicité d'utilisation. Des options d'automatisation telles que l'imbrication automatique (optimisant l'utilisation des matériaux) et des interfaces logicielles conviviales peuvent réduire considérablement les temps de configuration et d'exploitation.
• Maintenance et fiabilité: Évaluer les besoins de maintenance des différents modèles. Les lasers à fibre nécessitent généralement un entretien moins fréquent que les lasers CO2.
• Refroidissement et extraction : Un système de refroidissement et d'évacuation d'air adéquat est essentiel pour un fonctionnement sûr et efficace. Assurez-vous que la machine évacue efficacement les fumées et les débris pendant la coupe.
• Budget: Évaluez attentivement votre budget et l'investissement initial requis pour chaque machine. Bien que la technologie laser à fibre entraîne généralement un coût initial plus élevé que les autres méthodes de découpe, ses avantages à long terme, tels que des délais de traitement plus courts, des besoins de maintenance réduits et une productivité accrue, peuvent compenser l'investissement initial.

Pourquoi les lasers à fibre sont-ils si chers ?

Plusieurs facteurs contribuent au prix plus élevé des lasers à fibre par rapport à d’autres technologies de gravure laser comme les lasers CO2 :

• Technologie avancée : Les lasers à fibre utilisent une technologie sophistiquée avec des composants complexes, ce qui entraîne des coûts de production plus élevés.
• Performances supérieures : Les lasers à fibre offrent une vitesse, une précision et une capacité de marquage inégalées sur divers matériaux, justifiant leur prix élevé.
• Durabilité et fiabilité : Ces lasers bénéficient d'une durée de vie exceptionnelle dépassant 100 000 heures, ce qui en fait un investissement à long terme.
• Conception compacte : Malgré leur puissance, les lasers à fibre sont connus pour leur taille compacte, nécessitant souvent une ingénierie et des matériaux spécialisés, contribuant ainsi au coût.

Conclusion

Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser à fibrePeut-être avez-vous compris après avoir lu cet article. Les machines de découpe laser à fibre sont une technologie hautement performante et polyvalente, adaptée à divers secteurs d'activité. Elles offrent une précision et une vitesse exceptionnelles, ainsi que de faibles coûts d'exploitation, tout en étant capables de découper une large gamme de matériaux.

Pour une précision et une efficacité élevées, les machines de découpe laser à fibre KRRASS pourraient être la solution parfaite pour vous.

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