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Grâce à la maturité de la technologie de découpe laser, des fabricants de machines de découpe laser ont émergé sur le marché, permettant une production de masse compétitive et garantissant un approvisionnement suffisant. Prenons l'exemple de la découpe laser et comparons les caractéristiques de traitement des machines de découpe laser à fibre, des lasers CO2 et des machines de découpe laser YAG à semi-conducteurs.
Le point focal du laser à fibre peut atteindre 25 µm, réduisant ainsi la zone affectée thermiquement, la largeur de coupe et la déformation de la pièce. La précision de coupe est donc accrue. Méthode de traitement flexible, le laser en ligne est particulièrement adapté aux systèmes de contrôle automatisés, avec suivi actif, détection active des bords et imbrication active, ce qui améliore considérablement la productivité. Largement utilisé pour la découpe de tôles, il offre des performances supérieures et une grande satisfaction, répondant ainsi aux exigences de précision les plus élevées.
Dans le domaine de la découpe de tôles métalliques, les lasers à fibre ont en grande partie remplacé les lasers CO2 et les lasers YAG à semi-conducteurs. Les machines de découpe laser à fibre sont commercialisées depuis de nombreuses années. Grâce à leur utilisation croissante dans divers secteurs industriels, de plus en plus de personnes s'intéressent aux découpeuses laser à fibre optique.
Quels sont les avantages du laser à fibre dans une machine de découpe laser ?
(1) Capacité de coupe
Le laser atteint une vitesse bien supérieure à celle des techniques de découpe traditionnelles. À une fréquence plus élevée, il peut fonctionner à environ 30 mètres par minute, et la vitesse et la qualité de découpe de la machine de découpe laser à fibre sont plusieurs fois supérieures à celles d'une machine de découpe laser de même puissance. La machine de découpe laser à fibre offre une excellente qualité de faisceau, un faible écart de coupe et un bord de coupe parfaitement plat.
(2) Performances plus efficaces
La machine de découpe laser CO2 nécessite un réglage du faisceau laser, et ce réglage influe sur la qualité de la découpe. L'opérateur doit donc posséder certaines compétences techniques, et le trajet optique externe doit être protégé. Le laser YAG à semi-conducteurs présente un important effet de lentille thermique, nécessitant une protection fréquente. Le laser à fibre, quant à lui, fonctionne par transmission de la lumière via la fibre optique, sans réglage ni protection, et offre une grande stabilité et une utilisation simplifiée. En termes de consommation d'énergie et de coût global, le rendement de conversion photoélectrique du laser à fibre dépasse 30 %, contre 5 à 15 % pour le laser CO2 à puissance égale et 3 % pour le laser à semi-conducteurs. On peut donc affirmer que le coût de découpe du laser à fibre est relativement plus faible.
(3) Qualité, précision et coupe
La plupart des établis traditionnels et des machines-outils bas de gamme sont rudimentaires et leur utilisation est limitée. Les matières premières sont disponibles, mais de faible qualité. Pour maintenir la position de la surface, deux opérations d'usinage sont nécessaires avant leur séparation, et la précision est difficilement mesurable. Le laser, en revanche, présente l'avantage de pouvoir usiner de petites pièces supplémentaires, sans presque aucun dommage à la matière première, car il est plus performant et permet de découper des pièces de rechange d'une épaisseur minimale de 0,05 mm.
(4) Haute efficacité et haute précision
La machine de découpe laser à fibre est facile à utiliser et permet un gain de temps et d'efforts considérable. Elle génère une émission d'énergie directionnelle à haute densité, garantissant une découpe précise et de petite taille. Grâce à son procédé de fabrication sans contact, elle n'exerce aucune pression sur le matériau, ce qui évite toute déformation et assure une finition lisse et sans bavures. Comparée aux méthodes de découpe traditionnelles, elle permet de s'affranchir du meulage du matériau à découper.
(5) Applicabilité et large champ d'utilisation
La machine de découpe laser à fibre peut utiliser de nombreux matériaux métalliques tels que l'acier au carbone, le cuivre et d'autres matériaux hautement réfléchissants, ce qui la rend particulièrement adaptée aux exigences de traitement de la tôlerie, de l'industrie des appareils électroménagers (3C) et du secteur des énergies nouvelles. Elle présente l'avantage d'une capacité élevée, d'une manutention minimale, d'une faible efficacité et d'une faible pollution atmosphérique.
Comment juger la qualité de coupe demachine de découpe de fibres laser?
1. Rugosité de la section
Sur la surface de coupe de la pièce, la rugosité de la couche supérieure est généralement uniforme et ne varie pas avec la hauteur, tandis que celle de la couche inférieure varie avec la hauteur. Plus on se rapproche du bord inférieur, plus la rugosité de la surface est importante.
2. Meules inférieures
Le principe de la découpe laser repose sur la vaporisation de la surface métallique par un faisceau laser de haute énergie. Les scories présentes sur la pièce sont ensuite évacuées par un gaz auxiliaire. Si le point focal est très petit après focalisation, la précision de découpe est excellente, de même que l'écart entre les pièces découpées. Dans des conditions identiques, la précision de découpe de l'acier inoxydable et celle de l'aluminium seront très différentes : la précision sera supérieure pour l'acier inoxydable, et la surface de coupe sera plus lisse.
3. Verticalité
Lorsqu'une machine de découpe laser découpe une plaque de plus de 2 mm d'épaisseur, les découpes sont irrégulières et l'épaisseur varie considérablement d'une pièce à l'autre. Qu'il s'agisse de découpe laser continue ou pulsée, la surface de la pièce découpée présente deux couches : la couche supérieure et la couche inférieure. La différence entre ces deux couches réside dans le fait que, lors d'une découpe laser pulsée, les stries de découpe de la partie supérieure sont directement liées à la fréquence des impulsions. Plus la fréquence est élevée, plus les stries sont fines et plus la rugosité de surface est faible.
4. Largeur de la fente
Le faisceau émis par le laser étant conique, la fente de découpe l'est également. Dans ces conditions, plus l'épaisseur de la pièce est importante, moins la précision est grande, et donc plus la largeur de la saignée est grande. Cette largeur détermine le diamètre intérieur minimal du profil. Plus la largeur de la saignée est petite, plus le profil est précis et plus le diamètre des trous réalisables est petit. C'est là un avantage majeur de la découpe laser par rapport à la découpe plasma.
Date de publication : 3 août 2023
