La découpe laser est une méthode d'usinage sans contact qui permet de contrôler l'énergie et la densité. Le faisceau laser est focalisé pour former un point lumineux à haute densité énergétique et présente de nombreux avantages lorsqu'il est utilisé dans le processus de découpe. La découpe laser utilise principalement quatre méthodes de découpe différentes pour faire face à diverses situations. Découpe par fusion La découpe par fusion au laser [...]
La découpe laser est une méthode d'usinage sans contact qui permet de contrôler l'énergie et la densité.
Le faisceau laser est focalisé pour former un point lumineux à haute densité énergétique et présente de nombreux avantages lorsqu'il est utilisé dans le processus de découpe. La découpe laser utilise principalement quatre méthodes de découpe différentes pour faire face à diverses situations.
La découpe par fusion laser fait fondre partiellement la pièce à usiner et éjecte le matériau fondu à l'aide d'un flux d'air. Le transfert de matière ne s'effectuant qu'à l'état liquide, le procédé est appelé découpe par fusion laser. Le faisceau laser est accompagné d'un gaz de coupe inerte de haute pureté qui fait sortir le matériau fondu de la fente, le gaz lui-même ne participant pas à la découpe.
La découpe par fusion laser permet d'atteindre une vitesse de découpe plus élevée que la gazéification, car l'énergie nécessaire à la gazéification est généralement plus élevée que l'énergie nécessaire à la fusion du matériau. Dans la découpe par fusion laser, le faisceau laser n'est que partiellement absorbé. La vitesse de coupe maximale augmente avec la puissance du laser et diminue avec l'augmentation de l'épaisseur de la plaque et de la température de fusion du matériau.
Lorsque la puissance du laser est inférieure à un certain niveau, le facteur limitant est la pression de l'air au niveau de la fente et la conductivité thermique du matériau. La découpe par fusion laser peut créer une incision non oxydante pour le fer, l'acier et le titane, puisqu'il y a fusion, mais elle ne peut pas atteindre le niveau d'oxydation de l'acier. densité de puissance du laser nécessaire à la gazéification. Pour les matériaux en acier, cette valeur est de l'ordre de 104W/cm2 à 105W/cm2.
Dans le cadre de la processus du laser Lors de la gazéification, la température de surface de la matière augmente jusqu'au point d'ébullition si rapidement qu'elle évite la fusion causée par la conduction de la chaleur. Une partie du matériau se vaporise en vapeur, tandis qu'une autre partie est emportée par le flux de gaz auxiliaire provenant du fond de la fente. Ce processus nécessite une puissance laser très élevée. Pour éviter que la vapeur du matériau ne se condense dans la paroi de la fente, l'épaisseur du matériau ne doit pas dépasser le diamètre du faisceau laser.
Ce procédé ne convient qu'aux applications où il est nécessaire d'éviter l'enlèvement de matériaux en fusion. Il n'est utilisé que sur de petites surfaces pour les alliages ferreux et ne peut pas être utilisé pour des matériaux tels que le bois et certaines céramiques qui ne sont pas en fusion et sont donc moins susceptibles de provoquer la condensation du matériau. En outre, ces matériaux nécessitent généralement une incision plus épaisse.
Dans la découpe laser par gazéification, 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 gazéification n'ont qu'un certain effet sur la position de focalisation optimale. Dans le cas d'une épaisseur de plaque inférieure à un certain nombre, la vitesse de coupe maximale est inversement proportionnelle à la température de gazéification du matériau. La densité de puissance laser requise est supérieure à 108 W/cm.2 et dépend du matériau, de la profondeur de coupe et de la position du faisceau.
Sous certaines épaisseurs de tôle, la vitesse de coupe maximale est limitée par la vitesse du jet de gaz.
La découpe contrôlée par fracture au moyen d'un faisceau laser est une méthode de découpe rapide et contrôlable pour les matériaux fragiles susceptibles d'être endommagés par la chaleur.
Le contenu principal de ce processus de découpe implique que le faisceau laser chauffe une petite zone du matériau fragile, provoquant un gradient thermique important et une déformation mécanique grave dans la région, ce qui conduit à la fissuration du matériau. Tant que le gradient thermique équilibré est maintenu, le faisceau laser peut guider les fissures dans n'importe quelle direction.
La découpe par fusion utilise généralement un gaz inerte. Si l'on utilise de l'oxygène ou un autre gaz réactif, le matériau est allumé sous l'irradiation du faisceau laser et réagit chimiquement avec l'oxygène, produisant une autre source de chaleur qui chauffe davantage le matériau. Ce processus est appelé oxydation par fusion.
En raison de cet effet, la vitesse de coupe pour une même épaisseur d'acier de construction est plus rapide que celle du découpage par fusion, mais les incisions de coupe peuvent être moins bonnes. Il peut en résulter des joints de coupe plus larges, une rugosité évidente, des zones d'impact thermique accrues et une qualité d'arête moins bonne.
Laser l'oxycoupage n'est pas adapté à l'usinage des modèles de précision et des angles vifs, car il y a un risque de brûlure des angles vifs. Le laser à mode pulsé peut être utilisé pour limiter l'effet de chaleur, et la puissance du laser détermine la vitesse de coupe.
Pour une certaine puissance de laser, les facteurs limitants sont l'approvisionnement en oxygène et la conductivité thermique du matériau.
Il s'agit des quatre méthodes les plus couramment utilisées pour découpe au laserLes utilisateurs peuvent déterminer le plan de découpe en fonction de la puissance de l'équipement de découpe, des exigences de traitement et des caractéristiques du matériau.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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