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Découpe laserest une technologie de traitement avancée largement utilisée dans les domaines de la fabrication d’automobiles, d’appareils électroménagers, de produits électroniques, etc. Il atteint l’objectif de couper en irradiant la surface du matériau avec un faisceau laser à haute densité de puissance, provoquant la fusion, la vaporisation ou la combustion rapide du matériau. Cet article présentera en détail lesPrincipe de fonctionnement de la découpe laser, ses composants clés, ses avantages dans les applications pratiques et les tendances de développement futures.

Qu’est-ce que la découpe laser ?

La découpe laser est une technologie de traitement des matériaux de haute précision et sans contactqui utilise un faisceau laser à haute densité d’énergie comme « outil de coupe » et contrôle avec précision la trajectoire de mouvement du laser au moyen d’un programme informatique, de sorte que le faisceau laser est focalisé sur la surface ou à l’intérieur du matériau, générant des températures élevées pour fondre, vaporiser, s’évaporer ou atteindre rapidement le point d’inflammation du matériau, et en même temps, Des gaz auxiliaires (tels que l’oxygène, l’azote, l’argon, etc.) sont utilisés pour souffler le matériau fondu ou vaporisé, atteignant ainsi l’objectif de coupe. Cette technologie peut traiter une variété de matériaux, y compris les métaux (tels que l’acier inoxydable, les alliages d’aluminium, les alliages de titane), les non-métaux (tels que le bois, les plastiques, le verre, la céramique), etc., et présente les avantages d’une vitesse rapide, d’une haute précision, d’une bonne qualité de bord, d’un haut degré d’automatisation et d’une utilisation élevée des matériaux.

Comment fonctionne la découpe laser ?

LePrincipe de la découpe laserconsiste à utiliser un faisceau laser à haute densité de puissance pour irradier la surface du matériau, et grâce à une série de phénomènes physiques, le matériau est rapidement fondu, vaporisé ou brûlé pour former une incision. La génération du faisceau laser doit être réalisée par un laser, qui se compose principalement de trois parties : une source de pompe, un milieu de gain et une cavité de résonance optique. La source de la pompe fournit de l’énergie au milieu de gain, qui absorbe l’énergie et génère un rayonnement stimulé. La cavité résonnante optique amplifie et façonne le rayonnement stimulé, et forme finalement un faisceau laser à haute densité de puissance.

Lorsque le faisceau laser frappe la surface du matériau, divers phénomènes physiques se produisent, notamment la réflexion, l’absorption, la diffusion et la conduction thermique. La densité d’énergie du faisceau laser est suffisamment élevée pour que la surface du matériau atteigne rapidement le point de fusion ou le point d’ébullition, réalisant ainsi la coupe. Ce processus peut être subdivisé en les étapes suivantes :

• Conduction thermique :Le faisceau laser frappe la surface du matériau, provoquant une augmentation rapide de la température de surface, et la chaleur est transférée à l’intérieur du matériau par conduction thermique, formant une zone affectée par la chaleur.
• Fusion:Lorsque la température de surface du matériau atteint le point de fusion, le matériau commence à fondre et forme un bain de fusion.
• Vaporisation:Lorsque la température de surface du matériau continue d’augmenter et atteint le point d’ébullition, le matériau commence à se vaporiser et à former de la vapeur.
• Combustion:Pour certains matériaux inflammables, tels que le bois, le plastique, etc., la température élevée du faisceau laser peut provoquer une réaction de combustion à la surface du matériau, produire du gaz et accélérer encore le processus de coupe.

Quelles sont les étapes du processus de découpe laser ?

LeProcessus d’une machine de découpe laserComprend généralement une série d’étapes ordonnées et détaillées. Voici son processus :

1. Préparation au démarrage :Tout d’abord, allumez l’alimentation électrique, vérifiez et assurez-vous que toutes les pièces de l’équipement sont normales, y compris le système de refroidissement, le système de gaz, etc.
2. Préparation du matériau et réglage des paramètres :Placez le matériau à couper sur la table de découpe, entrez les paramètres de coupe correspondants tels que la puissance laser, la vitesse, etc. sur l’interface de fonctionnement en fonction du type de matériau et des exigences de coupe, et importez les graphiques de coupe.
3. Focus et positionnement :Ajustez la position focale du faisceau laser pour vous assurer que le laser peut se concentrer avec précision sur le matériau et déterminer le point de départ de la coupe.
4. Commencez à couper :Démarrez le laser et la machine-outil, et coupez selon les graphiques et les paramètres prédéfinis.
5. Suivi et réglage :Pendant le processus de coupe, l’opérateur doit porter une attention particulière à la situation de coupe et ajuster les paramètres de coupe en fonction de la situation réelle si nécessaire.
6. Achèvement et arrêt de la coupe :Une fois la coupe terminée, vérifiez la qualité du produit, puis arrêtez l’équipement dans le bon ordre.
7. Entretien et entretien :Nettoyez, inspectez et entretenez régulièrement l’équipement pour vous assurer qu’il est en bon état. Résultats de maintenance après le discours d’échange de points surprise thon rejoindre hot pot mais rejoindre la guilde bon état Ruyi poste de contrôle besoin qu’il gronde trop pour remplacer dès que possible.

Quels sont les avantages de la découpe laser ?

LeAvantages de la technologie de découpe laserse reflètent principalement dans les aspects suivants :

Avantages	Description
Exactitude	La précision de la machine de découpe laser est la plus élevée parmi toutes les méthodes de découpe. La grande précision provient du fait que la lumière est réduite à un diamètre très fin. La précision de la découpe laser est encore plus élevée que celle de procédés tels que la découpe au jet d’eau.
Vitesse	La vitesse à laquelle le laser coupe les matériaux minces est extrêmement rapide et la vitesse peut facilement dépasser 3 mètres par minute, de sorte que les machines de découpe laser sont courantes dans les lignes de production de masse.
Versatilité	La découpe laser convient à de nombreuses applications et utilisations différentes. Cela en fait une méthode de coupe très polyvalente.
Personnalisation	Des formes personnalisées et personnalisées peuvent être créées simplement en changeant le programme CNC.
Automatisation	La découpe laser CNC moderne adopte un système de commande numérique. Le système CNC peut contrôler automatiquement le mouvement de la tête de coupe.
Découpe sans poussière	L’utilisation d’un laser ne génère pas de poussière de matériau dans la pièce. Par exemple, la sciure de bois n’est pas produite lors de la coupe du bois avec un laser à fibre.
Moins de déchets	La découpeuse laser est très précise et enlève très peu de matière de la pièce. Il en résulte un minimum de déchets de matériaux. Lors de la découpe de métaux précieux, le métal peut être traité en le mettant simplement dans une machine de découpe laser.

Quelles sont les applications de la découpe laser ?

La découpe laser a un large éventail d’applications, couvrant une variété d’industries de production industrielle et manufacturière. Voici quelques-uns des principaux domaines d’application :

1. Voiture
Les machines de découpe laser sont couramment utilisées dans le secteur automobile pour découper la tôle. Elle fabrique des composants tels que des systèmes d’échappement, des cadres, des suspensions et d’autres pièces de carrosserie.

2. Aérospatiale

La précision est une considération primordiale dans les applications aérospatiales. La découpeuse laser s’est avérée être la solution parfaite pour ce travail. Les lasers dans l’aérospatiale sont utilisés pour fabriquer des composants de châssis d’avion, des pales de turbine et d’autres composants plus petits.

3. Fabrication

Les lasers à fibre sont courants sur les chaînes de montage des usines de fabrication. Il s’agit notamment d’ateliers de métallurgie, d’usines textiles, de composants en plastique, etc.

4. Électronique

Les découpeuses laser peuvent facilement fabriquer des pièces cohérentes pour des appareils électroniques tels que des téléviseurs, des smartphones, des ordinateurs portables, des tablettes, etc.

5. Publicité

Les supports publicitaires, tels que le découpage, la signalisation et les logos de marque, peuvent être réalisés à l’aide d’une découpeuse laser pour des bords lisses et une esthétique lisses.

6. L’architecture

Les lasers peuvent être utilisés pour fabriquer des produits décoratifs pour l’industrie de la construction. Les exemples courants sont le revêtement et les installations artistiques.

7. Médical

La puissance laser est utilisée dans l’industrie de la santé pour fabriquer des dispositifs médicaux. De plus, l’équipement chirurgical utilise également un système laser.

Quels matériaux peuvent être traités avec la découpe laser ?

Technologie de découpe laserEst largement utilisé dans la production industrielle pour le traitement d’une variété de matériaux en raison de sa haute précision, de sa vitesse élevée et de sa grande flexibilité. Voici quelques matériaux de découpe laser courants :

1. Métal

(1)Aluminium

• Caractéristiques:Poids léger, résistance à la corrosion, traitement et moulage faciles, et a une bonne conductivité électrique et thermique.
  
• Application:Largement utilisés dans la construction, le transport, l’emballage, l’électronique et d’autres domaines, les matériaux de revêtement en aluminium sont souvent utilisés pour fabriquer des portes et des fenêtres, des meubles, des matériaux décoratifs, etc.
  

(2)Acier

• Caractéristiques:Haute résistance, bonne ténacité, résistance à l’usure et bonne soudabilité et aptitude au traitement.
  
• Application:Largement utilisés dans l’automobile, la construction, les machines et d’autres domaines, les matériaux de revêtement en acier sont souvent utilisés pour fabriquer des pièces structurelles, des connecteurs, etc.

(3)Inox

• Caractéristiques:Excellente résistance à la corrosion et aux hautes températures, et facile à nettoyer et à entretenir.
  
• Application:Largement utilisés dans les domaines médical, alimentaire, chimique et autres, les matériaux de revêtement en acier inoxydable sont souvent utilisés pour fabriquer des équipements médicaux, de la vaisselle, des conteneurs, etc.

(4)Cuivre

• Caractéristiques:Il a une bonne conductivité électrique et thermique, et possède certaines propriétés antibactériennes.
  
• Application:Largement utilisés dans l’électricité, la construction, la plomberie et d’autres domaines, les matériaux de revêtement en cuivre sont souvent utilisés pour fabriquer des fils et des câbles, des tuyaux, etc.
  

(5)Alliage de titane

• Caractéristiques:Haute résistance, faible densité, bonne résistance à la corrosion et bonne biocompatibilité.
  
• Application:Largement utilisés dans l’aérospatiale, la médecine et d’autres domaines, les matériaux de revêtement en alliage de titane sont souvent utilisés dans la production de pièces de moteur d’avion, d’équipements médicaux, etc.

2. Matériaux non métalliques

• Matière plastique:La découpe laser permet de découper divers types de plastiques, tels que le polyester, le polypropylène, le polyéthylène, le polyuréthane, le polystyrène, etc. Cependant, il est important de noter que certains plastiques, tels que le polychlorure de vinyle PVC, peuvent émettre des fumées toxiques pendant le processus de découpe, ce qui peut être nocif pour l’opérateur et le découpeur laser lui-même, de sorte que la découpe laser de ces matériaux doit être évitée.
  
• Bois:La découpe laser permet de découper divers types de bois durs et résineux, tels que le chêne, l’orme, l’érable, le pin, etc. Cependant, en raison de l’inflammabilité du bois et de l’effet moyen de découpe laser, l’utilisation du bois découpé au laser est relativement rare dans les applications pratiques.
  
• Caoutchouc et cuir :Ces matériaux absorbent la lumière laser et peuvent être traités par découpe laser.
  
• Papier et carton :La découpe laser ne laisse généralement aucune marque sur ces matériaux, ils sont donc souvent utilisés pour fabriquer des étiquettes, des emballages, etc.
  
• Céramique:Pour certains types de céramiques artificielles ou décoratives, la découpe laser est également réalisable.

Quels sont les différents types de techniques de découpe laser ?

LeTypes de découpe lasersont principalement classés en fonction de la méthode d’enlèvement de matière et des caractéristiques au cours de laProcessus de coupe. En voici les principaux types :

Découpe laser CO2
Dans la découpe laser CO2, l’amplification laser se produit par décharge de gaz CO2. Les lasers CO2 sont l’un des types de lasers les plus anciens et les plus populaires. La décharge de gaz n’est pas exclusivement du CO2. Il contient du CO2, de l’azote, de l’hydrogène, du xénon et de l’hélium.
Il existe deux options pour la découpe laser C02 : l’utilisation d’oxygène ou d’azote. L’oxygène est préféré lors de la découpe laser de matériaux plus épais. L’azote est privilégié lors de la découpe laser de tôles minces. La découpe laser C02 à l’oxygène forme une couche d’oxyde sur la surface coupée. Pour éviter cela, des processus de prétraitement tels que le sablage sont nécessaires sur la pièce.

Découpe laser à fibre

La découpe laser à fibre utilise des fibres optiques pour l’amplification de la lumière, plutôt que des décharges de gaz traditionnelles. La lumière d’une diode laser se déplace à travers la fibre. La poutre résultante est suffisamment solide pour faire fondre l’acier inoxydable jusqu’à 1 cm d’épaisseur.
Le faisceau est généralement accompagné d’un puissant système d’écoulement de gaz. Le flux de gaz repousse le matériau fondu, ce qui permet une coupe nette. Les fibres de ces lasers utilisent une variété d’éléments tels que l’ytterbium, le néodyme, l’erbium et le dysprosium.

Découpe laser Nd :YAG

Le laser Nd :YAG (néodyme : grenat d’aluminium yttrium) est un laser à semi-conducteurs dont le matériau actif est un cristal de grenat d’yttrium et d’aluminium (cristal YAG) dopé avec une petite quantité de néodyme (Nd). Ce laser peut produire des lasers pulsés ou continus, émettant une lumière infrarouge d’une longueur d’onde spécifique, généralement 1064nm.
La source laser est focalisée par une lentille dans la tête de coupe à une taille de point de quelques dixièmes de millimètre et fait fondre le matériau, généralement du métal. Un flux de gaz coaxial « souffle » la masse fondue vers le bas, formant une coupe dans le processus.

Découpe laser excimer

Utilisez le laser excimer pour couper les matériaux avec précision. Le faisceau laser est contrôlé par un ordinateur, et l’énergie des photons laser est utilisée pour ouvrir les liaisons chimiques des molécules de tissu, en gazéifiant le tissu pour obtenir un effet de coupe.

Découpe laser à diode directe

Basé sur l’effet de rayonnement stimulé des matériaux semi-conducteurs. Dans les matériaux semi-conducteurs, lorsque les électrons passent de niveaux d’énergie élevés à de faibles niveaux d’énergie, de l’énergie est libérée, qui est émise sous forme de photons.
Les diodes laser utilisent des processus spécifiques de conception structurelle et de dopage pour amplifier et améliorer à plusieurs reprises ces photons à l’intérieur du semi-conducteur, formant finalement un faisceau de laser à haute luminosité et à haute cohérence.

Quelles sont les alternatives à la technologie de découpe laser ?

Voici quelques technologies de découpe alternatives utilisées dans l’industrie et comment elles se comparent aux découpeuses laser :

1. Technologie du jet d’eau

Par rapport à la découpe laser, la technologie du jet d’eau se distingue par sa méthode de découpe à froid unique. La technologie ne nécessite pas la fusion du matériau, ce qui est un avantage non négligeable. Cependant, la découpe laser est plus performante en termes de définition des bords et de précision. De plus, le fait que la découpe laser ne nécessite pas l’utilisation d’eau est un autre avantage.

2. Technologie de découpe plasma

La découpe au plasma est réalisée en faisant fondre le matériau dans la zone de coupe, mais son application est limitée et ne convient qu’aux matériaux conducteurs tels que les métaux et les alliages, ce qui constitue une limitation majeure. En revanche, les découpeuses laser ont une plus large gamme d’applications de matériaux, y compris les non-métaux et les métaux, et ont également des capacités de gravure.

3. Technologie EDM à fil

L’électroérosion à fil enlève de la matière au moyen d’une décharge électrique, qui est également limitée à l’application de métaux conducteurs. Par rapport à la découpe laser, l’électroérosion à fil est légèrement inférieure en termes d’applicabilité et d’effet des matériaux. La découpe laser convient non seulement à tous les matériaux, mais offre également de meilleurs résultats de découpe et de meilleures capacités de gravure, ce qui n’est pas le cas de l’électroérosion à fil.

4. Fraisage et tournage CNC

Méthodes d’usinage telles queFraisage et tournage CNCComptez sur des outils de coupe physiques qui s’usent rapidement lorsqu’ils frottent contre le matériau. La découpe laser, en revanche, ne nécessite pas d’outils physiques et est plus précise queMachines CNC.

5. Estampage
L’emboutissage est un processus de travail des métaux à faible coût qui crée une coupe à travers la force physique de la matrice, mais il présente des défauts importants en termes de qualité et de précision. En revanche, les découpeuses laser sont capables de fournir des résultats supérieurs.

6.3D technologie d’impression

Technologie d’impression 3Dest principalement utilisé pour la fabrication additive de matières plastiques, et les résultats sont nettement différents de ceux des machines de découpe laser. Les produits imprimés en 3D peuvent présenter des défauts évidents, et les résultats imprimés sont loin d’être aussi bons que ceux des découpeuses laser. De plus, les imprimantes 3D disposent d’une gamme relativement limitée d’options de matériaux.

Foire aux questions

1. Comment fonctionne la découpe laser étape par étape ?

La découpe laser utilise un laser pour générer un faisceau laser à haute énergie. Après avoir été focalisé, le faisceau est irradié à la surface du matériau, ce qui provoque un réchauffement local et rapide du matériau jusqu’à un point de fusion, de vaporisation ou d’inflammation. Dans le même temps, le matériau fondu est soufflé à l’aide d’un flux d’air à grande vitesse, ce qui permet de couper le matériau étape par étape.

2. Comment fonctionne la découpe laser du métal ?

Lors de la découpe laser du métal, un faisceau laser à haute énergie est focalisé et irradié sur la surface métallique. Une fois que le métal a absorbé l’énergie laser, il se réchauffe rapidement jusqu’à un état fondu ou vaporisé. Dans le même temps, les gaz auxiliaires (tels que l’oxygène, l’azote, etc.) soufflent le métal en fusion pour former un chemin de coupe et terminer la coupe du métal.

3. Comment fonctionne le processus laser ?

La technologie laser utilise un faisceau laser à haute énergie généré par un laser pour focaliser, transmettre et irradier la surface du matériau. La haute densité d’énergie du laser interagit avec le matériau, comme la fusion, la vaporisation, l’ablation, etc., réalisant ainsi le traitement des matériaux, la découpe, le soudage et d’autres processus.

4. Comment la découpeuse laser coupe-t-elle le matériau ?

La machine de découpe laser génère un faisceau laser à haute énergie à travers un laser. Après la focalisation, le faisceau irradie la surface du matériau. Dans le même temps, un dispositif de flux d’air à grande vitesse est activé pour souffler le matériau fondu ou vaporisé afin de former un chemin de coupe, réalisant ainsi la coupe du matériau. La machine de découpe laser présente les avantages d’une haute précision, d’un rendement élevé et d’une grande flexibilité, et est largement utilisée dans le traitement de divers matériaux.

Résumé

En tant que technologie de fabrication avancée, la découpe laser a joué un rôle de plus en plus important dans l’industrie moderne. En acquérant une compréhension plus approfondie de ses principes, de ses types de processus et de ses domaines d’application, nous pouvons mieux saisir ses tendances de développement et tirer pleinement parti de ses avantages dans la production industrielle. Grâce à l’avancement et à l’innovation continus de la technologie,Technologie de découpe lasermontrera certainement une perspective d’application plus large à l’avenir.

Démenti

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