Qu'est-ce qu'une découpe laser ?

Le principe de la découpe laser

Comment se déroule le processus de découpe laser ?

Le faisceau laser focalisé à haute densité de puissance irradie la pièce, provoquant la fusion rapide du matériau irradié, la vaporisation, l'ablation ou l'atteinte du point d'allumage, et en même temps le soufflage du matériau fondu à l'aide d'un flux d'air à grande vitesse, ainsi réalisant la découpe de la pièce.La découpe laser fait partie des méthodes de découpe thermique.

Composants d'une découpeuse laser

La partie principale de la machine-outil

La machine-outil, y compris la plate-forme de travail de coupe, est la partie mécanique qui réalise le mouvement des axes X, Y et Z.

Générateur laser

Un appareil qui génère une source de lumière laser.

Chemin optique externe

Il est utilisé pour réfléchir le faisceau laser dans la direction requise.

Système de contrôle numérique

Contrôlez la machine-outil pour réaliser le mouvement des axes X, Y et Z, et la puissance de sortie de la source laser.

Alimentation stabilisée

Il est connecté entre une source laser, une machine-outil CNC et un système d'alimentation.

Tête de coupe

Il comprend principalement une cavité, un siège de lentille de focalisation, un miroir de focalisation, un capteur capacitif, une buse de gaz auxiliaire et d'autres objets.La tête laser est un composant important de la machine de découpe de métal à fibre optique, qui est utilisée pour générer l'énergie du faisceau laser pour la découpe et elle est similaire à un cœur humain.

Table d'opération

Il est utilisé pour contrôler le processus de travail de l'ensemble du dispositif de coupe.

Refroidisseur

Il sert à refroidir le générateur laser.

Bouteille de gaz

Il comprend une bouteille de gaz moyenne et une bouteille de gaz auxiliaire, et ils sont utilisés pour compléter le gaz industriel pour l'oscillation laser et le gaz auxiliaire pour les têtes de coupe.

Compresseur d'air et réservoir de stockage d'air

Ils fournissent et stockent de l'air comprimé.

Sécheur et filtre de refroidissement à air

Il est utilisé pour fournir de l'air propre et sec au générateur laser et au trajet du faisceau afin que le trajet et le réflecteur fonctionnent normalement.

Machine de ventilation et de dépoussiérage

Il évacue la fumée et la poussière générées lors du traitement et les filtre pour que les gaz d'échappement répondent aux normes de protection de l'environnement.

Machine à scories

Il élimine les restes et les déchets causés lors du traitement.

Quels sont les types de découpe laser ?

Cela dépend de la façon dont vous le classez.

1. S'ils sont classés par source laser, ils peuvent être divisés en

(1) Source laser à semi-conducteurs.

Les sources laser à semi-conducteurs sont divisées en lasers à rubis, YAG, etc.

(2) Source laser à semi-conducteur.

(3) Source laser liquide.

(4) Source laser à gaz et source laser CO2.

2. Selon la structure des découpeuses laser, elle peut être divisée en

(1) Découpeur laser de bureau

Ce type de découpe laser est le plus courant.Il place le laser d'un côté et le transmet à la tête de découpe laser par le chemin optique externe.La plage de traitement est généralement de 1, 53M et 24M.

Selon la structure intégrale, il peut être divisé en type cantilever, type portique et type hybride.

De nombreuses marques de découpe laser, telles que TRUMPF, Bystronic, Prima, MAZAK, etc., sont pour la plupart des machines de découpe laser de bureau.

Le mode bureau est principalement utilisé pour le traitement de la tôle.De nombreuses industries telles que la fabrication d'ascenseurs, l'appareillage électrique, les machines alimentaires et d'autres industries qui traitent principalement des plaques minces utilisent des découpeuses laser de bureau.

3. Si divisé en fonction de la pièce de coupe.Les types sont

(1) Métal découpeuses laser.La puissance de la source laser est généralement relativement élevée.

(2) Coupeurs laser non métalliques.La puissance du laser est généralement très faible.

(3) Il existe également des découpeuses laser traitant des tôles et des tuyaux.

Processus de découpe laser

1. Découpe par vaporisation

Au cours de ce processus de découpe au laser, la température de surface du matériau monte au point d'ébullition si rapidement qu'il suffit d'éviter la fusion causée par la conduction thermique, de sorte qu'une partie du matériau est vaporisée en vapeur et disparaît, et l'autre partie du le matériau est éjecté du fond de la fente par le gaz auxiliaire.Des puissances laser très élevées sont nécessaires dans ce cas.

Pour éviter que la vapeur de matériau ne se condense sur la paroi de la fente, l'épaisseur du matériau ne doit pas trop dépasser le diamètre du faisceau laser.Ce processus ne peut pas être utilisé pour certains matériaux, tels que le bois et certaines céramiques, qui ne fondent pas et sont donc moins susceptibles de permettre à la vapeur du matériau de se recondenser.

De plus, ces matériaux nécessitent généralement des coupes plus épaisses.Dans la découpe laser à vapeur, la focalisation optimale du faisceau dépend de l'épaisseur du matériau et de la qualité du faisceau.La puissance du laser et la chaleur de vaporisation ont une influence limitée sur la position de mise au point optimale.Lorsque l'épaisseur de la plaque est constante, la vitesse maximale de coupe est inversement proportionnelle à la température de gazéification du matériau.La densité de puissance laser requise est supérieure à 108 W/cm2 et dépend du matériau, de la profondeur de coupe et de la position de focalisation du faisceau.

2. Découpe par fusion laser

Dans ce processus de découpe au laser, la pièce est partiellement fondue et le matériau fondu est éjecté au moyen d'un flux d'air.Étant donné que le transfert du matériau ne se produit que lorsqu'il est à l'état liquide, le processus est appelé découpe par fusion laser.

Le faisceau laser couplé à un gaz de coupe inerte de haute pureté chasse le matériau fondu hors du trait de scie, mais le gaz lui-même ne participe pas à la coupe.La découpe par fusion laser peut atteindre une vitesse de coupe plus élevée que la découpe par gazéification.L'énergie nécessaire à la gazéification est généralement supérieure à celle nécessaire pour faire fondre le matériau.

Dans la découpe par fusion laser, le faisceau laser n'est que partiellement absorbé.La vitesse de coupe maximale augmente avec l'augmentation de la puissance du laser et diminue de manière presque inversement proportionnelle à l'augmentation de l'épaisseur de la tôle et de la température de fusion du matériau.Dans le cas d'une certaine puissance laser, le facteur limitant est la pression de l'air au niveau du trait de scie et la conductivité thermique du matériau.La découpe par fusion laser permet d'obtenir des coupes sans oxydation sur les matériaux en fer et les métaux en titane.La densité de puissance laser qui produit la fusion mais pas jusqu'à la gazéification est comprise entre 104W/cm2 et 105W/cm2 pour les matériaux en acier.

3. Découpe par fusion par oxydation (découpe à la flamme laser)

La coupe par fusion utilise généralement un gaz inerte.S'il est remplacé par de l'oxygène ou un autre gaz actif, le matériau est enflammé sous l'irradiation du faisceau laser et une réaction chimique violente se produit avec l'oxygène pour générer une autre source de chaleur, qui chauffe davantage le matériau.

En raison de cet effet, des taux de coupe plus élevés peuvent être obtenus avec cette méthode qu'avec la coupe par fusion pour la même épaisseur d'acier de construction.D'autre part, cette méthode peut avoir une qualité de coupe inférieure à celle de la coupe par fusion.Il produit des traits de coupe plus larges, une rugosité notable, une zone affectée par la chaleur accrue et une qualité de bord inférieure.La découpe à la flamme laser est mauvaise pour la précision modèles et les angles vifs (risque de brûler les angles vifs).Les lasers en mode pulsé permettent de limiter les effets thermiques, et la puissance du laser détermine la vitesse de coupe.Dans le cas d'une certaine puissance laser, les facteurs limitants sont l'apport d'oxygène et la conductivité thermique du matériau.

4. Coupe de fracture contrôlée

Pour les matériaux fragiles facilement endommagés par la chaleur, une coupe à grande vitesse et contrôlable est nécessaire, appelée coupe à fracture contrôlée.Le contenu principal de ce processus de découpe est que le faisceau laser chauffe une petite zone de matériau fragile, provoquant un grand gradient thermique et une déformation mécanique sévère dans cette zone, entraînant la formation de fissures dans le matériau.Tant qu'un gradient de chauffage uniforme est maintenu, le faisceau laser peut diriger les fissures dans n'importe quelle direction souhaitée.

Ce qui précède est une brève introduction aux découpeuses laser, si vous avez besoin de plus d'informations, veuillez Nous contacter.