Comment fonctionne la découpe laser ?

Pourquoi les lasers sont utilisés pour la découpe?

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Les lasers sont utilisés à de nombreuses fins. Une façon de les utiliser est de couper les plaques de métal. Sur l’acier doux, l’acier inoxydable et la tôle d’aluminium, le processus de découpe au laser est très précis, donne une excellente qualité de coupe, a une très petite largeur de trait de scie et une petite zone d’effet thermique, et permet de couper des formes très complexes et de petits trous.

Mais comment la lumière passe-t-elle à travers une plaque d’acier ?

Comment cela fonctionne

Le faisceau laser est une colonne de lumière de très haute intensité, d’une seule longueur d’onde, ou couleur. Dans le cas d’un laser CO2 typique, cette longueur d’onde se trouve dans la partie infrarouge du spectre lumineux, donc elle est invisible pour l’œil humain. Le faisceau n’a qu’environ 3/4 de pouce de diamètre lorsqu’il passe du résonateur laser, qui crée le faisceau, à travers le trajet du faisceau de la machine. Il peut être projeté dans différentes directions par un certain nombre de miroirs, ou “cintreuses de faisceau”, avant d’être finalement focalisé sur la plaque. Le faisceau laser focalisé traverse l’alésage d’une buse juste avant de toucher la plaque. Un gaz comprimé, tel que l’oxygène ou l’azote, circule également dans l’alésage de la buse.

La mise au point du faisceau laser peut se faire par une lentille spéciale, ou par un miroir courbé, et cela se fait dans la tête de découpe laser. Le faisceau doit être focalisé avec précision pour que la forme du point focal et la densité de l’énergie dans ce point soient parfaitement rondes et régulières, et centrées dans la buse. En concentrant le grand faisceau sur un seul point précis, la densité de chaleur à cet endroit est extrême. Pensez à utiliser une loupe pour concentrer les rayons du soleil sur une feuille, et comment cela peut déclencher un incendie. Pensez maintenant à concentrer 6 KWatts d’énergie en un seul endroit, et vous pouvez imaginer à quel point cet endroit va devenir chaud.

La densité de puissance élevée entraîne un réchauffement, une fusion et une vaporisation partielle ou complète du matériau. Lors de la découpe de l’acier doux, la chaleur du faisceau laser est suffisante pour démarrer un processus typique de combustion “oxy-combustible”, et le gaz de découpe laser sera de l’oxygène pur, tout comme une torche oxy-combustible. Lors de la découpe de l’acier inoxydable ou de l’aluminium, le faisceau laser fait simplement fondre le matériau, et de l’azote à haute pression est utilisé pour expulser le métal en fusion du trait de scie.

Sur un découpeur laser CNC, la tête de découpe laser est déplacée sur la plaque métallique en forme de la pièce souhaitée, ce qui permet de découper la pièce hors de la plaque. Un système de contrôle capacitif de la hauteur maintient une distance très précise entre l’extrémité de la buse et la plaque qui est coupée. Cette distance est importante, car elle détermine où se trouve le point focal par rapport à la surface de la plaque. La qualité de la coupe peut être affectée par l’élévation ou l’abaissement du point focal juste au-dessus de la surface de la plaque, à la surface ou juste au-dessous de la surface.

Il y a beaucoup, beaucoup d’autres paramètres qui affectent également la qualité de coupe, mais quand tous sont contrôlés correctement, la découpe laser est un processus de découpe stable, fiable et très précis.