Découpe laser ...
05/12/2019

Découpe laser ...

La découpe laser est une technologie de découpe de matériaux avec un laser haute puissance couramment utilisée dans les lignes de production industrielle. Un faisceau laser focalisé, normalement contrôlé par un ordinateur contrôlé par CNC, fournit une concentration d'énergie élevée et permet la découpe de presque tous les groupes de matériaux, quelles que soient leurs propriétés thermophysiques.

Pendant le processus de coupe, le matériau du matériau à couper fond sous l'influence d'un faisceau laser, s'enflamme, s'évapore ou est soufflé par un flux de gaz. Cela permet de réaliser des coupes précises avec une zone d'influence thermique minimale. La découpe au laser se caractérise par l'absence d'influences mécaniques sur le matériau à traiter, des déformations minimales se produisent à la fois temporairement pendant le processus de découpe et après un refroidissement complet. En conséquence, la découpe au laser de pièces et pièces tout aussi facilement déformables et non rigides peut être effectuée avec une grande précision. L'énorme puissance du rayonnement laser assure une productivité considérable du processus de travail avec en même temps un état décent des surfaces coupées. Le contrôle précis et facile du rayonnement laser permet une découpe laser le long du contour complexe de pièces et de pièces planes et volumineuses avec un degré élevé d'automatisation du processus.

Le processus

Pour les métaux découpés au laser, des systèmes techniques basés sur des lasers CO2 à l'état solide, à fibres et à gaz sont utilisés et fonctionnent à la fois en modes de rayonnement pulsé périodique et continu. L'utilisation industrielle de la découpe au laser à gaz augmente d'année en année, mais ce procédé ne peut pas remplacer complètement les méthodes traditionnelles de séparation des métaux. Comparé à de nombreux équipements utilisés dans la production, le coût des équipements de découpe laser reste élevé. Bien que ces derniers temps, il y ait une tendance à réduire les coûts. À cet égard, le processus de découpe au laser ne devient efficace que lorsqu'il existe un choix d'application raisonnable ou lorsque l'utilisation de techniques conventionnelles est lourde ou impossible.

Les avantages

La découpe au laser se fait en brûlant des pièces avec un faisceau laser. Cette technique offre de nombreux avantages évidents par rapport à de nombreuses autres méthodes de coupe:

Matériaux transformés

Tous les aciers de tous les états, l'aluminium et ses alliages ainsi que d'autres métaux non ferreux conviennent à la découpe laser. Feuilles couramment utilisées de ces métaux:

Acier de 0,2 mm à 30 mm
Acier inoxydable de 0,2 mm à 40 mm
Alliages d'aluminium de 0,2 mm à 25 mm
Laiton 0,2 mm à 12,5 mm
Cuivre de 0,2 mm à 16 mm

Différents types de laser sont utilisés pour différents matériaux.

Les métaux à faible conductivité thermique fonctionnent mieux car l'énergie laser se concentre dans un volume minimal de métal. Inversement, lors de la découpe laser d'alliages métalliques à haute conductivité thermique, des bavures peuvent apparaître. De nombreux éléments non métalliques comme le bois peuvent également être traités.

frais

Le laser et son optique (y compris les lentilles de focalisation) doivent être refroidis. Selon la taille et la configuration du système, l'excès de chaleur peut être dissipé par des caloporteurs ou des soufflantes d'air. L'eau, qui est souvent utilisée comme liquide de refroidissement, circule normalement à travers un échangeur de chaleur ou une unité de refroidissement.

contribution

L'efficacité des lasers industriels peut varier entre 3% et 65%. La consommation d'énergie et l'efficacité dépendent de la puissance de sortie du laser, de ses paramètres de fonctionnement et de l'adéquation du laser à un travail particulier. Pour déterminer la pertinence de l'utilisation de tel ou tel type de laser, le coût du laser en relation avec son équipement et le coût de maintenance et de maintenance du laser sont pris en compte. Dans les années 10 du 21. Siècle, les coûts d'exploitation d'un laser à fibre représentent environ la moitié des coûts d'exploitation d'un laser au dioxyde de carbone. La puissance requise pour couper dépend du type de matériau, de son épaisseur, de l'environnement de traitement et de la vitesse de traitement.

La découpe au laser a lieu en brûlant des feuilles avec un faisceau laser. Un faisceau lumineux concentré concentré offre une concentration d'énergie élevée et permet le traitement de presque tous les matériaux - métal, plastique, bois - les propriétés thermophysiques sont d'une importance secondaire.

Découpe laser en détail

La découpe au laser est une méthode de base pour le travail des métaux qui se caractérise par une précision extrêmement élevée et d'excellentes performances. Les machines de découpe laser ont révolutionné le monde du travail des métaux, rendant le processus de fabrication de structures métalliques complexes plus simple, plus rapide et plus abordable. De nos jours, ce type de coupe supplante continuellement d'autres types de travail des métaux.

La découpe laser du métal est un moyen unique d'obtenir la configuration de produit requise pour tous les tirages à moindre coût. Ce processus ne nécessite pas la production de moules coûteux et la configuration des produits est spécifiée dans le programme et peut être rapidement modifiée à tout moment. Grâce à la découpe laser, les entreprises de fabrication ont une opportunité unique de produire rapidement les produits requis et d'apporter les corrections nécessaires.

L'essence de la découpe laser

La découpe au laser du métal est, comme son nom l'indique, réalisée avec un faisceau laser, qui est produit avec un système spécial. Les propriétés d'un tel faisceau lui permettent de se concentrer sur la surface d'une petite zone, générant une énergie caractérisée par une densité élevée. Cela provoque l'effondrement actif de chaque matériau (fondre, brûler, vaporiser, etc.).

Par exemple, avec un équipement laser ou des machines de découpe laser, vous pouvez concentrer l'énergie à une densité de 108 watts par centimètre carré sur la surface de la pièce. Pour comprendre comment obtenir un tel effet, il faut connaître les propriétés d'un faisceau laser:


+ Contrairement aux ondes lumineuses, le faisceau laser se distingue par la constance de la longueur d'onde et de la fréquence (monochromaticité), ce qui permet de le focaliser sur n'importe quelle surface avec des lentilles optiques conventionnelles.
+ Directivité exceptionnellement élevée du faisceau laser et faible angle de divergence. En raison de cette propriété, les dispositifs de focalisation laser peuvent produire un faisceau avec un effet de focalisation énorme.
+ Le faisceau laser a une autre consistance très importante - la cohérence. Cela signifie que de nombreux processus ondulatoires qui se produisent dans un tel faisceau sont complètement cohérents et résonnent les uns avec les autres, ce qui augmente parfois la puissance de rayonnement globale.

Lorsque le faisceau lumineux est appliqué sur la surface métallique, un chauffage rapide et une fusion ultérieure de la zone à traiter se produisent. Plusieurs facteurs contribuent à la propagation rapide de la zone fondue profondément à l'intérieur de la pièce, y compris la conductivité thermique du matériau lui-même. Une exposition supplémentaire de la surface du produit au faisceau laser fait que la température dans la zone de contact atteint le point d'ébullition et commence à volatiliser le matériau traité.


L'utilisation de l'oxygène comme gaz auxiliaire dans la découpe laser permet la solution simultanée de tâches importantes telles que:

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