Machine de découpe laser pour tubes : Le guide ultime

Vous êtes-vous déjà demandé comment la technologie moderne révolutionne l'industrie de la fabrication métallique ? Dans cet article de blog, nous allons explorer l'impact des machines de découpe laser de tubes qui changent la donne. Découvrez comment ces outils innovants transforment la façon dont les fabricants coupent, façonnent et traitent les tubes métalliques, en ouvrant de nouvelles possibilités en matière de conception et d'efficacité. Rejoignez-nous pour plonger dans le monde de la technologie laser avancée et ses implications profondes pour l'avenir de la fabrication métallique.

Table des matières

Pourquoi choisir le laser pour la découpe de tubes ?

La technologie laser possède trois caractéristiques clés qui la rendent exceptionnellement adaptée au traitement des matériaux : une excellente monochromaticité, la cohérence et la collimation. Ces propriétés permettent de réaliser des opérations de découpe de tubes précises et efficaces dans diverses applications industrielles.

Les méthodes traditionnelles de découpe des tubes, telles que le sciage manuel, le sciage mécanique, l'extrusion à rouleaux, la découpe à la meule abrasive et le soudage au gaz, souffrent souvent d'une faible efficacité de découpe et d'une forte intensité de main-d'œuvre. En revanche, la découpe au laser a été largement adoptée dans l'industrie en raison de sa vitesse de traitement supérieure et de sa qualité de coupe exceptionnelle.

L'industrie de la fabrication de tubes a connu une croissance significative, les composants tubulaires étant largement utilisés dans des secteurs tels que l'aérospatiale, les machines d'ingénierie, les transports, la pétrochimie et les équipements agricoles. Les tubes offrent plusieurs avantages dans la production, notamment des coûts réduits, une excellente formabilité, des propriétés structurelles légères et l'efficacité des matériaux. Par conséquent, la découpe des tubes joue un rôle crucial dans divers processus industriels.

La diversité des formes, des tailles et des applications des tubes, associée à la nécessité d'un traitement de haute qualité, exige une sélection minutieuse des équipements d'usinage, des méthodes de traitement et des mesures technologiques. Si les méthodes de coupe traditionnelles permettent parfois d'obtenir les résultats souhaités, elles sont souvent insuffisantes en termes d'efficacité de traitement et d'efficacité globale.

La technologie de découpe de tubes au laser permet de relever ces défis :

  1. Haute précision et exactitude, même pour les géométries complexes
  2. Zone affectée par la chaleur minimale, réduisant la déformation du matériau
  3. Traitement sans contact, éliminant l'usure de l'outil et la contamination du matériau
  4. Flexibilité pour couper une large gamme de matériaux et d'épaisseurs
  5. Capacités d'automatisation pour une productivité et une cohérence accrues
  6. Réduction des déchets de matériaux et amélioration de la qualité des arêtes

Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser pour tubes ?

Une machine de découpe laser de tubes est un équipement industriel spécialisé conçu principalement pour découper divers matériaux tubulaires creux en métal, notamment l'acier inoxydable, l'acier au carbone, l'acier galvanisé et d'autres tuyaux métalliques utilisés dans des applications industrielles et commerciales. Cette technologie de découpe avancée utilise un laser à fibre de haute puissance pour réaliser une découpe précise, efficace et polyvalente des composants tubulaires.

Ces machines sont largement utilisées dans divers secteurs tels que la construction, la tuyauterie industrielle, la fabrication de mobilier de bureau, la production d'équipements sportifs et l'industrie automobile. La capacité à traiter une large gamme de diamètres de tubes, d'épaisseurs de parois et de profils rend les machines de découpe laser de tubes indispensables tant pour les petites et moyennes entreprises que pour les opérations de fabrication à grande échelle.

Les principales caractéristiques des machines de découpe laser de tubes sont les suivantes

  1. Découpe de précision : Capable de produire des dessins complexes et des géométries complexes avec une grande précision.
  2. Polyvalence : Peut traiter des profils de tubes ronds, carrés, rectangulaires et ovales.
  3. Efficacité : Beaucoup plus rapide que les méthodes de coupe traditionnelles, avec un minimum de perte de matériau.
  4. Processus sans contact : Réduit l'usure des outils et élimine la nécessité de les changer fréquemment.
  5. Capacités d'automatisation : De nombreux modèles sont dotés de commandes CNC avancées et de systèmes de chargement/déchargement automatiques.

L'adoption de la technologie laser à fibre dans ces machines offre plusieurs avantages par rapport aux lasers CO2 traditionnels, notamment une plus grande efficacité énergétique, des besoins de maintenance moindres et une qualité de faisceau supérieure. Cela a conduit à l'adoption généralisée des machines de découpe laser à tube dans diverses industries.

Alors que la technologie laser continue de mûrir et d'évoluer rapidement, ses applications se sont étendues de la découpe de la tôle au traitement sophistiqué des tubes et des tuyaux. Le développement et la mise en œuvre de machines spécialisées dans la découpe laser de tubes ont révolutionné la fabrication de tubes métalliques, améliorant considérablement l'efficacité du traitement, la qualité et les possibilités de conception dans la fabrication de composants tubulaires.

Pièces et composants de la machine de découpe laser de tubes

Pièces et composants de la machine de découpe laser de tubes

Une machine de découpe laser pour tubes est un équipement sophistiqué conçu pour le traitement et la découpe de haute précision de matériaux tubulaires. Ce système avancé comprend généralement plusieurs composants clés, chacun jouant un rôle crucial dans les performances et l'efficacité globales de la machine :

  1. Générateur laser : Le cœur du système, qui utilise généralement la technologie de la fibre, du CO2 ou de l'état solide pour produire un faisceau laser de haute intensité capable de découper divers alliages et épaisseurs de métal.
  2. Lit porteur : une structure robuste, amortissant les vibrations, qui constitue une base stable pour l'ensemble de la machine, garantissant la précision et la répétabilité des opérations de coupe.
  3. Tête de coupe : elle abrite l'optique de focalisation et la buse de gaz d'assistance, qui dirigent le faisceau laser et le liquide de refroidissement avec précision sur la pièce à usiner. Les systèmes avancés peuvent inclure des optiques adaptatives pour maintenir la focalisation sur des surfaces courbes.
  4. Mandrin de serrage : Mécanisme spécialisé conçu pour maintenir et faire tourner en toute sécurité des matériaux tubulaires de différents diamètres et longueurs, permettant un accès de coupe à 360 degrés.
  5. Système de refroidissement : Crucial pour maintenir des températures de fonctionnement optimales de la source laser et de la tête de coupe, il utilise généralement un système de refroidissement en boucle fermée pour des raisons d'efficacité et de respect de l'environnement.
  6. Système de contrôle : Le cerveau de la machine, généralement doté d'une interface CNC (Computer Numerical Control) qui intègre un logiciel CAO/FAO pour la programmation de modèles de coupe complexes et la gestion des paramètres de la machine en temps réel.
  7. Système de manutention : Il comprend souvent des mécanismes de chargement et de déchargement automatisés afin d'améliorer la productivité et de réduire les manipulations manuelles.
  8. Système d'extraction des fumées : Essentiel pour maintenir un environnement de travail sûr en éliminant les gaz et les particules potentiellement nocifs générés pendant le processus de coupe.
  9. Système de contrôle des mouvements : Servomoteurs et entraînements de précision qui contrôlent le mouvement de la tête de coupe et de la pièce à usiner, assurant un positionnement précis et des trajectoires de mouvement fluides.
  10. Système de distribution du faisceau : Une série de miroirs ou de fibres optiques qui guident le faisceau laser depuis le générateur jusqu'à la tête de coupe, en maintenant la qualité du faisceau et la densité de puissance.

Principe de fonctionnement de la machine de découpe laser de tubes ?

Les machines de découpe laser de tubes sont des systèmes avancés de traitement des tubes métalliques qui utilisent la technologie laser pour une découpe de haute précision. Voici une explication optimisée de leur principe de fonctionnement :

Les machines de découpe laser de tubes utilisent des faisceaux laser focalisés pour découper divers motifs et formes sur des tubes, des tuyaux et des profilés. Cette méthode de découpe sans contact offre une précision et une polyvalence supérieures à celles des techniques de découpe mécanique traditionnelles.

Ces machines intègrent une technologie de commande numérique de pointe, des systèmes de découpe laser et des composants mécaniques de précision. Les principales caractéristiques sont les suivantes :

  1. Fonctionnement à grande vitesse
  2. Une précision exceptionnelle
  3. Excellente efficacité
  4. Rapport coût-efficacité

Le processus de découpe au laser offre une flexibilité remarquable en termes de.. :

  • Compatibilité des matériaux (divers métaux et alliages)
  • Formes des pièces (tubes ronds, carrés, rectangulaires et même profils complexes)
  • Gamme de tailles (des tuyaux de petit diamètre aux grands éléments structurels)
  • Adaptabilité de l'environnement de traitement

Les machines modernes de découpe laser de tubes peuvent traiter des profils métalliques symétriques tels que les poutres en I et les cornières, ce qui élargit leur champ d'application.

La possibilité de contrôler le faisceau laser est un avantage important, qui permet de.. :

  • Changements de direction précis
  • Coupe rotative
  • Modèles de balayage
  • Temps d'activation et de désactivation et intervalles d'impulsion précis

Les coupes de haute précision produites par la technologie laser réduisent considérablement les exigences de post-traitement, minimisant les bavures et améliorant l'efficacité globale.

La modification des spécifications de la pièce à usiner (par exemple, le diamètre du tube ou la forme du profil) ne nécessite généralement que des ajustements logiciels, ce qui élimine la nécessité de changer d'outillage mécanique. Cette flexibilité souligne l'importance du développement de logiciels avancés de coupe de tubes.

En combinant les systèmes de découpe laser avec la technologie de la commande numérique par ordinateur (CNC), ces machines offrent.. :

  1. Fonctionnement automatisé
  2. Une production de haute qualité constante
  3. Amélioration de l'efficacité de la production
  4. Réduction des coûts de traitement

Avantages de la machine de découpe laser de tubes

Les principes fondamentaux de découpe des machines de découpe laser de tubes sont très proches de ceux des systèmes de découpe laser planaires, avec des adaptations spécifiques pour les géométries tubulaires.

Les machines de découpe laser de tubes sont conçues spécifiquement pour traiter les tubes métalliques standard (y compris les profilés ronds, rectangulaires et ovales), les sections structurelles (telles que les canaux et les cornières) et divers composants tubulaires de forme personnalisée.

Les avantages de la découpe laser de tubes par rapport aux techniques de traitement traditionnelles sont considérables :

  1. Précision de coupe exceptionnelle : La précision des contours peut atteindre des tolérances de ±0,05 mm, ce qui permet de produire des composants très précis.
  2. Qualité de coupe supérieure : Le laser produit un trait de scie étroit avec une zone affectée par la chaleur minimale, ce qui permet d'obtenir des bords plats et sans bavures et de réduire les déchets de matériau.
  3. Traitement sans contact : L'absence de contact mécanique avec l'outil élimine pratiquement toute déformation de la pièce et toute usure de l'outil, ce qui permet de maintenir une qualité constante sur de longues séries de production.
  4. Fonctionnement à grande vitesse : Des vitesses de coupe rapides et des systèmes de manutention automatisés facilitent une production de masse efficace.
  5. Flexibilité inégalée : L'intégration avec des systèmes CNC avancés et des logiciels CAO/FAO spécialisés permet de modifier rapidement la conception et de passer d'un produit à l'autre sans modifier l'outillage.
  6. Consolidation des processus : La découpe laser de tubes peut remplacer plusieurs opérations conventionnelles telles que le perçage, le fraisage, le sciage, le poinçonnage et l'ébavurage, ce qui permet de rationaliser les flux de production et de réduire les besoins en équipement.
  7. Création de caractéristiques complexes : La technologie permet de réaliser des opérations de coupe, de chanfreinage, de rainurage, de perçage et de rainurage pour produire des structures tubulaires complexes présentant diverses caractéristiques géométriques en un seul montage.
  8. Capacités multi-axes : Les systèmes laser pour tubes avancés offrent des mouvements sur 5 ou même 6 axes, ce qui permet d'obtenir des trajectoires de découpe 3D complexes et des bords biseautés sur les composants tubulaires.
  9. Polyvalence des matériaux : Possibilité de traiter une large gamme de métaux, y compris l'acier doux, l'acier inoxydable, les alliages d'aluminium et même certains matériaux non ferreux, avec une sélection appropriée de la source laser.

Classification et caractéristiques de la machine de découpe de tubes au laser

L'expansion rapide de la production et de la consommation de tubes métalliques a conduit à l'adoption généralisée de machines de découpe de tubes au laser dans les industries manufacturières. Ces systèmes avancés offrent précision, efficacité et polyvalence dans le traitement des composants tubulaires.

Les machines de découpe de tubes au laser disponibles sur le marché peuvent être classées en deux catégories principales en fonction de la méthode d'alimentation axiale du tube :

Machine de découpe laser de tubes à matériaux fixes

Ce type de machine de découpe de tubes au laser ne traite que les tubes de longueur fixe, qui sont principalement utilisés pour traiter le contour de la surface du tube avec un axe constant et une section transversale changeante, les deux extrémités du tube ne peuvent pas être traitées.

Bien que la découpeuse laser de tubes à longueur soit très limitée et peu productive, elle occupe une grande part de marché en raison de ses caractéristiques particulières.

La figure 1 montre le motif décoratif sur la surface d'un pied de lampe et d'un abat-jour traité par un matériau fixe. laser de découpe coupe-tube.

La tige et l'abat-jour de la lampe sont traités par un découpeur de tubes au laser à matériau fixe.

Fig.1 La tige et l'abat-jour de la lampe sont traités par un matériau fixe. laser de découpe coupe-tube.

Principe de fonctionnement

Comme le montre la figure 2, la découpeuse laser de tubes à matériau fixe est constituée de deux mandrins de serrage qui maintiennent le tube en place, le mandrin effectue un mouvement de rotation synchronisé autour de l'axe du tube et la tête laser effectue des avances axiales et radiales sur le tube pour le découper.

Figure 2 Schéma du principe de fonctionnement

Coupeuse de tubes au laser

Le présent type de laser La machine à découper les tubes est principalement utilisée pour le traitement de tubes coaxiaux de même section transversale. Elle peut non seulement traiter diverses formes de contour sur la surface du tube, mais aussi couper la longueur prévue de la partie du tube dans le cadre de la course prévue de la machine.

Par rapport à la découpeuse laser de tubes à matériaux fixes, elle est plus flexible, plus évolutive et plus efficace, et occupe actuellement la majeure partie du marché de la découpeuse laser professionnelle de tubes.

Comme le montre la figure 3, la machine à découper les tubes au laser peut être utilisée pour traiter par lots divers profils de tubes métalliques standard, tels que les tubes carrés et ronds, et pour les découper.

Tubes carrés et ronds traités par une découpeuse de tubes au laser.

Fig.3 Tubes carrés et ronds traités par une découpeuse de tubes au laser.

Principe de fonctionnement

Comme le montre la figure 4, le tube est maintenu par un mandrin de serrage, le mandrin de support maintenant le tube radialement.

Tous les mandrins autour de l'axe du tube effectuent un mouvement rotatif synchrone, le mandrin de serrage fixe le tube pour effectuer une alimentation axiale, la tête laser pour effectuer l'alimentation radiale et la découpe du tube.

Actuellement, la découpeuse laser de tubes est principalement basée sur deux mandrins sur le marché, ce qui est rentable, mais ses défauts sont également évidents.

Diagramme du principe de fonctionnement de la découpeuse de tubes au laser

Fig.4 Schéma du principe de fonctionnement

1) Mauvaise stabilité de la précision de coupe

Pour les tubes avec des parties trop longues ou une faible rigidité, avec la déformation par gravité plus l'action de la force centrifuge de la rotation du mandrin, même si l'augmentation du support du rouleau servo ou de la roue de profilage, il est difficile d'assurer la stabilité de la précision de la coupe.

2) Le matériau de queue, même si la tête du laser peut traverser le mandrin de support, mais l'extrémité de serrage du mandrin n'est toujours pas en mesure de couper, ce qui entraîne des déchets de tube.

Fig.5 Diagramme de structure de la machine de découpe laser de tubes à mandrins multiples

Pour remédier à ces lacunes, certains fabricants d'équipements utilisent comme base les machines de découpe laser de tubes à deux mandrins et élargissent la conception des machines de découpe laser de tubes à mandrins multiples, comme le montre la figure 5.

Parmi eux,

1) Il augmente le nombre de mandrins de support et peut garantir qu'une certaine longueur de tube est presque exempte de déformation par gravité et de force centrifuge de rotation du mandrin, ce qui peut assurer efficacement la stabilité de la précision de coupe et la longueur de coupe des pièces n'est pas limitée dans la plage de course de la machine.

2) Il comprend un ensemble de mandrins de serrage pour attraper le matériau, lorsque le mandrin d'alimentation est en position limite, le tube est serré par le mandrin de serrage pour effectuer un mouvement d'alimentation axial, ce qui peut assurer la plupart des coupes de matériau sans queue de tube.

3) Bien que la conception ci-dessus puisse résoudre complètement les défauts de la découpeuse laser de tubes à deux mandrins, l'augmentation du coût des mandrins, le nombre d'axes servo et le système CNC.

Cela explique également pourquoi l'actuel type de découpeur laser de tubes à alimentation et à découpe multiples n'est pas devenu une tendance dominante.

Comment utiliser la machine de découpe laser de tubes ?

Le fonctionnement d'une machine de découpe laser de tubes implique plusieurs étapes critiques pour garantir une découpe précise et efficace :

  1. Synchronisation du faisceau : Le faisceau laser focalisé doit être synchronisé avec précision avec le tube sur la ligne de production automatisée. Cette synchronisation est essentielle pour maintenir la précision de la coupe tout au long du processus.
  2. Alignement rotatif : Le foyer du laser doit pouvoir tourner sur 360 degrés autour du tube à découper. Tout au long de cette rotation, l'axe du faisceau laser doit toujours croiser perpendiculairement l'axe longitudinal du tube. Cet alignement garantit une coupe uniforme sur toute la circonférence du tube.
  3. Suivi dynamique : Pendant le processus de découpe, le faisceau laser se déplace en tandem avec le tube le long de la ligne de production. Ce mouvement coordonné permet une découpe continue au fur et à mesure que le tube progresse dans la machine.
  4. Contrôle de précision : Un système de contrôle spécialisé est essentiel pour gérer ces mouvements synchronisés avec une grande précision. Ce système intègre le contrôle des mouvements, la modulation de la puissance du laser et l'optimisation de la trajectoire de coupe pour obtenir des résultats précis et reproductibles.
  5. Traitement sans contact : L'un des principaux avantages de la découpe laser de tubes est son absence de contact. Le faisceau laser n'exerce pas de pression physique sur la paroi du tube pendant la découpe, ce qui évite la déformation ou l'affaissement de la surface extérieure du tube. Cette caractéristique est particulièrement avantageuse pour les tubes à parois fines ou délicats.
  6. Manutention des matériaux : Des systèmes de manutention appropriés, tels que les chargeurs et déchargeurs de tubes, sont essentiels pour maintenir un flux de travail continu et maximiser la productivité.
  7. Programmation : La programmation CNC est utilisée pour définir les modèles de découpe, ajuster les paramètres de découpe (tels que la puissance du laser, la vitesse de découpe et la pression du gaz d'assistance) et optimiser l'imbrication pour minimiser le gaspillage de matériau.
  8. Contrôle de la qualité : La mise en œuvre de systèmes de contrôle en cours de fabrication et de procédures d'inspection après découpe garantit que les tubes découpés respectent les tolérances et les normes de qualité spécifiées.

Quel est le gaz auxiliaire le mieux adapté à la machine de découpe de tubes au laser ?

Le gaz auxiliaire est l'un des composants importants de la machine de découpe de tubes au laser.

La fonction principale est de souffler les déchets de fer générés par la coupe du tuyau grâce au gaz auxiliaire à haute pression éjecté par la tête laser lorsque la tête laser de la machine de découpe de tuyaux au laser coupe le tuyau, afin d'obtenir un effet de coupe idéal.

Deuxièmement, il peut protéger la lentille et empêcher les déchets de fer de rebondir sur la lentille pendant la découpe, ce qui affecterait la sortie du faisceau laser et l'effet de la découpe.

À l'heure actuelle, trois gaz auxiliaires sont couramment utilisés pour le laser :

① air ② oxygène ③ azote ;

Comment choisir le gaz auxiliaire pour obtenir un meilleur effet de coupe dans la vie quotidienne ?

  1. Air

L'air est le gaz auxiliaire le moins coûteux parmi les trois gaz auxiliaires courants.

Bien entendu, il ne peut pas être utilisé pour la découpe laser simplement en respirant de l'air.

L'air utilisé par la machine de découpe laser ne peut être utilisé qu'après que l'eau, l'huile, la poussière et les autres impuretés présentes dans l'air ont été filtrées par le filtre et que l'air filtré a été comprimé à environ 20 kg par le compresseur d'air.

Il convient pour l'aluminium, l'alliage d'aluminium, l'acier galvanisé et d'autres tuyaux minces, ainsi que dans les cas où les exigences de coupe ne sont pas trop élevées.

  1. Oxygène

L'oxygène fait ici référence au gaz d'une pureté de 99,5%.

Le coupe-tube laser découpe le métal à l'endroit de la coupe en faisant fondre et s'évaporer la température élevée générée par le foyer du laser pour effectuer la découpe au laser.

L'oxygène contribue à la réaction aérobie du métal laser et améliore l'efficacité de la coupe.

En même temps, le film d'oxyde d'oxygène à la surface du tuyau contribue à l'absorption du faisceau lumineux par le matériau réfléchissant.

Cependant, la surface après la coupe sera noire ou jaune foncé, ce qui convient à la coupe de tubes épais en acier au carbone.

  1. Azote

L'azote est le gaz auxiliaire le plus cher des trois gaz auxiliaires.

L'azote étant un gaz inerte, la réaction de l'oxygène sur la surface de coupe du tuyau est supprimée lors de la découpe avec le coupe-tube laser, contrairement à la découpe à l'oxygène.

Par conséquent, la surface du tuyau coupé à l'azote sera brillante et blanche.

Cependant, en raison du coût, il est recommandé d'utiliser l'azote comme gaz auxiliaire lorsque la surface du tuyau est relativement stricte.

Les trois gaz auxiliaires mentionnés ci-dessus ont leurs propres avantages.

Par conséquent, lors de la sélection d'autres gaz auxiliaires, il est nécessaire de les réduire en fonction de la situation réelle.

Pour ceux qui ne connaissent pas bien la technologie, ne définissez pas et ne modifiez pas arbitrairement les paramètres auxiliaires. coupe au gazce qui génère facilement des bavures et nuit à la stabilité de la machine à tube laser.

Technologie clé de la découpe laser de tubes

Technologie clé de la découpe laser de tubes

Système de guidage et de focalisation de la lumière

Dans un dispositif de découpe au laser, le système de guidage de la lumière a pour fonction de diriger le faisceau émis par le générateur laser vers la tête de découpe du trajet lumineux de focalisation.

Pour la découpe laser de tubes, si l'on veut obtenir une fente de découpe de haute qualité, il est nécessaire d'avoir un petit diamètre et une puissance élevée de la tache focale du faisceau focal.

Cela permet au générateur de laser d'effectuer la sortie du mode de bas niveau.

Dans la découpe laser du tube, afin d'obtenir un diamètre de focalisation du faisceau relativement petit, le laser doit avoir un petit temps d'ordre du mode transversal, de préférence un mode fondamental.

La tête de coupe de l'appareil de découpe au laser est équipée d'une lentille de focalisation. Une fois le faisceau laser focalisé par la lentille, il est possible d'obtenir un petit point focalisé, ce qui permet de réaliser une découpe de tube de haute qualité.

Contrôle de la trajectoire de la tête de coupe

Dans la découpe de tubes, le tube à traiter est une surface courbe et sa forme est relativement compliquée.

S'il est programmé et usiné selon des méthodes conventionnelles, il y aura certaines difficultés.

L'opérateur doit donc sélectionner la trajectoire d'usinage correcte et le point de référence approprié en fonction des exigences du processus d'usinage, et utiliser le système de commande numérique pour enregistrer les conditions d'alimentation de chaque axe et les coordonnées du point de référence, puis enregistrer les coordonnées du processus d'usinage et générer un programme d'usinage par le biais des fonctions d'interpolation linéaire et circulaire du système de découpe laser.

Par conséquent, l'étude de la fonction verticale automatique du faisceau laser et de la découpe du tube est également l'un des aspects techniques importants de la découpe laser du tube.

Contrôle automatique de la position du foyer de découpe laser

Afin de garantir la la qualité de la découpe au laser La clé de la découpe laser de tubes est de maintenir l'accent sur la direction verticale de la surface de la pièce à l'aide de dispositifs de mesure et de contrôle automatiques.

Actuellement, nous intégrons le position de focalisation du laser avec l'axe direct (X-Y-Z) de la traitement au laser qui rend le mouvement de la tête de découpe laser plus léger et plus souple, et la position du foyer peut être bien comprise, de manière à éviter la collision de la tête de découpe avec le tube de découpe ou d'autres objets pendant le traitement.

Influence des principaux paramètres du processus

La découpe laser de tubes est de plus en plus utilisée dans la société industrielle actuelle, et les tubes à découper sont de plus en plus diversifiés.

En outre, les parties du tube elles-mêmes ont leur propre complexité.

Par conséquent, en fonction du matériau, de la forme et des exigences de traitement du tube à découper, le choix des paramètres appropriés du processus de découpe laser pour obtenir la meilleure efficacité et la meilleure qualité de découpe est devenu la question la plus préoccupante pour tous les utilisateurs de systèmes de découpe laser.

  • Influence de la LaserPower

Pour un générateur laser à onde continue, puissance du laser a un effet important sur la découpe laser.

En théorie, plus la puissance du laser est importante, plus la vitesse de coupe est élevée.

Mais compte tenu des caractéristiques du tuyau lui-même, la puissance de coupe maximale n'est pas le meilleur choix.

Lorsque la puissance de coupe est augmentée, le mode du laser lui-même change, ce qui affecte la focalisation du faisceau laser.

Dans la pratique, nous choisissons souvent d'obtenir la densité de puissance la plus élevée dans le cas d'une puissance inférieure à la puissance maximale, afin de garantir l'efficacité et la qualité de coupe de l'ensemble de la découpe laser.

  • Influence de la Cmise en œuvre Speed

Lors de la découpe du tube au laser, il convient de s'assurer que la découpe est bien réalisée.

La vitesse de rotation doit se situer dans une certaine fourchette afin d'obtenir une meilleure qualité de coupe.

Si la vitesse de coupe est lente, une chaleur excessive s'accumule à la surface du tube, la zone affectée par la chaleur s'agrandit et la fente s'élargit. En outre, la surface de l'incision est cautérisée par la matière thermofusible déchargée, ce qui rend la surface de la coupe rugueuse.

Lorsque la vitesse de coupe augmente, la largeur moyenne de la fente circonférentielle du tube diminue. Plus le diamètre du tube est petit, plus l'effet est évident.

Avec l'accélération de la vitesse de coupe, le temps d'action du laser est raccourci, l'énergie totale absorbée par le tuyau est moindre, la température à l'extrémité avant du tuyau diminue et la largeur de la fente se réduit.

Si la vitesse de coupe est trop rapide, le tuyau ne sera pas coupé à travers ou coupé, ce qui affectera la qualité de la coupe dans son ensemble.

  • Influence du diamètre du tube

Lors de la découpe du tube au laser, les caractéristiques du tube lui-même peuvent avoir une grande influence sur le traitement.

Par exemple, le diamètre du tube a un impact significatif sur la qualité du traitement.

La recherche sur les tubes d'acier sans soudure à paroi mince découpés au laser a révélé que le diamètre du tube et la largeur de la fente continueront d'augmenter alors que les divers paramètres du processus resteront inchangés.

  • Type et pression du gaz auxiliaire

Lors de la découpe de tubes non métalliques et de parties de tubes métalliques, de l'air comprimé ou un gaz inerte tel que l'azote peut être utilisé comme gaz auxiliaire.

Cependant, pour la plupart des tubes métalliques, le gaz actif tel que l'oxygène peut être utilisé.

Après avoir déterminé le type de gaz auxiliaire, il est également important de déterminer la pression du gaz auxiliaire.

Lors de la découpe d'un tube à faible épaisseur de paroi à une vitesse relativement élevée, la pression du gaz auxiliaire doit être augmentée pour éviter que le laitier adhérent ne soit pris dans la fente ; Lorsque l'épaisseur de la paroi du tube à découper est importante ou que la vitesse de découpe est lente, la pression du gaz auxiliaire doit être réduite de manière appropriée pour éviter que le tube ne soit pas découpé ou ne soit pas coupé.

La position du foyer du faisceau est également essentielle pour la découpe laser de tubes. Lors de la découpe, la position du foyer se situe généralement au niveau de la surface de coupe du raccord de tube. Lorsque le foyer est bien positionné, la fente est la plus petite, l'efficacité de la découpe est la plus élevée et l'effet de la découpe est également le meilleur.

Dans la plupart des cas, la focalisation du faisceau est réglée sous la buse et la distance entre la buse et la surface du tube est d'environ 1,5 mm.

Parallèlement, des facteurs tels que la forme de l'impulsion laser et le mode de sortie de la lumière ont également une certaine influence sur l'effet de coupe.

Tendances des découpeurs de tubes au laser

Tendances des découpeurs de tubes au laser

Haute précision et haute efficacité

La demande future de tubes est en augmentation, les exigences de traitement seront de plus en plus élevées, et l'amélioration de la précision du traitement et de l'efficacité de la production est un facteur nécessaire au développement rapide des machines professionnelles de découpe de tubes au laser.

Modularisation

Les besoins des utilisateurs évoluent au fil du temps et la conception modulaire permet d'ajouter ou de remplacer des composants fonctionnels pour répondre aux besoins des utilisateurs et maximiser les avantages pour les deux parties.

Automatisation

De nombreux utilisateurs sont déjà équipés d'une unité de chargement et de déchargement automatique. Le développement de l'automatisation peut effectivement libérer la main-d'œuvre et atténuer le problème de la pénurie de main-d'œuvre dans les entreprises.

Intelligence

Avec la popularisation du concept d'"Industrie 4.0" et la maturité du développement de la technologie 5G, l'avenir de la machine de découpe de tubes au laser atteindra certainement une automatisation complète.

Il intègre la collecte d'informations, la passation de commandes, l'alimentation, le chargement, l'identification des tubes, la mesure de la longueur, la découpe automatique des programmes d'appel, le déchargement, la palettisation et l'expédition, ce qui permet enfin de réaliser l'intelligence.

Situation actuelle et évolution future du tube Découpe au laser

La découpe de tubes par laser présente de nombreux avantages, tels qu'une largeur d'incision étroite, une zone affectée thermiquement réduite, une vitesse de coupe rapide, une bonne flexibilité, une coupe lisse et une absence d'usure de l'outil.

Avec l'émergence et le développement des machines de découpe laser CNC (Computerized Numerical Control), le développement de diverses techniques d'usinage de surfaces et de courbes de forme libre dans l'espace peut montrer son côté unique.

Dans la découpe au laser, non seulement le spot laser doit se déplacer dans l'espace 3D par rapport à la pièce selon une certaine trajectoire, mais l'axe du laser doit également être perpendiculaire à la surface d'usinage du tuyau à découper tout au long du processus d'usinage.

Pour la CNC découpe au laser à fibre Les buses suivent automatiquement la surface de la pièce grâce à un système de mesure et de contrôle automatisé.

La pratique de la production indique que la clé de la coupe des tubes est d'éliminer au maximum les défauts de la qualité de coupe, de manière à répondre aux exigences de traitement du tube.

Pour le traitement de tubes complexes tels que la perforation, le rainurage, l'ébarbage ou le décolletage, la découpe au laser est non seulement plus rapide que les méthodes d'usinage traditionnelles, mais elle garantit également une grande qualité de traitement.

Aperçu de la découpe laser de tubes

Au cours de la transformation, il faut d'abord veiller à couper les parties du tuyau pour obtenir l'ébauche de la longueur de tuyau requise.

La méthode traditionnelle de coupe des tubes répond difficilement aux besoins de la production de masse, et les pièces de tubes traitées par ces méthodes traditionnelles présentent généralement une mauvaise qualité de la surface coupée, et certaines présentent même des défauts de traitement tels que la déformation et l'affaissement.

Outre la nécessité de couper le tube, d'autres formes de traitement sont requises, telles que la découpe de motifs pour la décoration et les lampes, la découpe linéaire en spirale, en sinus, en cosinus et le marquage, etc.

Si ces formes d'usinage de tubes utilisent des méthodes traditionnelles, non seulement l'efficacité du traitement est faible, mais il est également difficile d'atteindre les exigences de traitement idéales, et certaines ne peuvent même pas être traitées.

Avantages de la découpe laser de tubes

La largeur de l'encoche est généralement de 0,1 à 0,3 mm pour la découpe de tubes au laser (y compris la découpe droite, le biseautage et la découpe de formes).

La position de coupe et la température peuvent être contrôlées avec précision, ce qui favorise l'automatisation et la production intelligente.

De plus, par rapport à la méthode de traitement traditionnelle, l'efficacité de la coupe peut être augmentée de 8 à 20 fois, le coût de traitement peut être réduit de 70% à 90%, et la perte de matériau peut être réduite de 15% à 30%.

En outre, le bruit de la découpe au laser est faible et l'impact sur l'environnement est également minime.

Les méthodes d'usinage conventionnelles qui nécessitent plusieurs processus séquentiels pour achever l'usinage peuvent être réalisées par découpe laser sur le même équipement.

Grâce à l'amélioration continue des performances des équipements et de la technologie de traitement, il est possible de réaliser une découpe de tubes de haute qualité au laser.

L'évolution future de la découpe laser de tubes

Développement futur de la découpe laser de tubes

La découpe laser adopte une méthode de traitement sans contact, qui n'exerce aucune pression sur la paroi du tube pendant toute la durée du processus, de sorte qu'elle ne provoque pas de déformation ou d'effondrement de la surface extérieure du tube.

En même temps, lors de la découpe du tube au laser, le champ thermique de la fente est compliqué, le refroidissement est difficile et le laitier de découpe est facile à bloquer, ce qui augmente la difficulté de la découpe.

Il est donc nécessaire de renforcer l'étude approfondie de ces aspects.

La découpe laser offre une grande liberté en ce qui concerne les exigences relatives au matériau, à la forme, à la taille et à l'environnement de traitement du tube. Son contrôle spatial (changement de direction du faisceau, rotation, balayage, etc.) et son contrôle temporel (marche, arrêt, intervalle d'impulsion) sont excellents et faciles à contrôler.

En outre, la plus grande précision et les bavures moindres de la découpe laser réduisent considérablement le temps de suivi consacré au traitement.

Pour modifier le diamètre ou la forme du tube, il suffit de modifier le programme, de sorte que le développement du logiciel de découpe des tubes présente un grand intérêt pour la recherche.

La combinaison du système de découpe laser et de la technologie de commande numérique par ordinateur peut constituer un équipement d'automatisation efficace et ouvrir une nouvelle voie pour un traitement de haute qualité, très efficace et peu coûteux.

Afin d'améliorer l'efficacité de la découpe des tubes, l'utilisation d'une ligne de production automatique de découpe au laser est la méthode de production la plus efficace.

Comment utiliser la ligne de production automatique de coupe de tubes ?

Tout d'abord, le faisceau laser après focalisation doit être garanti pour fonctionner de manière synchrone avec le tube à découper par la ligne de production automatique.

Deuxièmement, il est nécessaire que le point laser après focalisation puisse tourner d'un cercle par rapport au tube à couper, et que l'axe du faisceau laser soit toujours perpendiculaire à l'axe du tube. Pendant le processus de découpe, le faisceau laser de la ligne de production de découpe de tubes se déplace en même temps que le tube à découper.

Pendant le processus de découpe, le faisceau laser de la ligne de production de découpe de tubes suit le tube à découper. Ces mouvements synchrones doivent être contrôlés par un système de commande spécialisé, de sorte que la recherche sur la ligne de production automatique de découpe laser de tubes est également très importante.

Conclusion

La découpe laser de tubes est indissociable du matériel - système de découpe laser (y compris les générateurs laser) et du logiciel - technologie de découpe laser.

Du point de vue du matériel, l'avenir machine de découpe laser se développera dans le sens de la haute vitesse, de la haute précision, de la haute automatisation, de la flexibilité et de la diversification ; du point de vue du logiciel, la découpe laser de demain sera combinée avec Technologie CNC pour développer de nouveaux logiciels.

Par conséquent, la collecte et la finition des données relatives au processus de découpe laser, l'établissement et l'amélioration des systèmes experts, sont d'une grande importance et d'une grande valeur de recherche pour le développement de l'ensemble de l'industrie de la découpe laser.

N'oubliez pas que le partage, c'est l'entraide ! : )
Shane
Auteur

Shane

Fondateur de MachineMFG

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.

Vous pouvez aussi aimer
Nous les avons sélectionnés pour vous. Poursuivez votre lecture et apprenez-en plus !
Technologies clés des systèmes de découpe laser de tubes

Technologies clés des systèmes de découpe laser de tubes

Imaginez que vous puissiez transformer des tubes métalliques bruts en composants précis et complexes à l'aide d'une seule machine. Cet article explore le monde fascinant des systèmes de découpe laser de tubes, en détaillant les technologies de base qui...
Laser

Découpe au laser à fibre : Le guide ultime

Vous êtes-vous déjà demandé comment un laser peut couper le métal comme un couteau chaud dans du beurre ? Dans cet article fascinant, nous allons explorer la science qui se cache derrière la technologie de découpe au laser à fibre....
Ce qu'il faut savoir sur la découpe au laser des joncs

Le kerf dans la découpe laser : Ce qu'il faut savoir

Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi vos pièces métalliques découpées au laser n'étaient plus aussi précises qu'auparavant ? Cet article dévoile les secrets du trait de scie de la découpe laser, en explorant comment des facteurs tels que la qualité du faisceau,...
MachineMFG
Faites passer votre entreprise à la vitesse supérieure
S'abonner à la newsletter
Les dernières nouvelles, les articles et les ressources les plus récents, envoyés chaque semaine dans votre boîte aux lettres électronique.

Nous contacter

Nous vous répondrons dans les 24 heures.