3 types de découpeuses laser expliqués – Une comparaison complète

Introduction

Découpeur laser La découpe utilise une énergie à haute densité de puissance produite par focalisation laser pour réaliser la fabrication des tôles.

Par rapport aux méthodes traditionnelles de fabrication de tôles, la découpe laser améliore la qualité de coupe élevée, la vitesse de coupe rapide et l'adaptabilité généralisée des matériaux, etc.

Actuellement, la technologie de découpe laser est largement utilisée pour la fabrication de matériaux métalliques et non métalliques, ce qui peut réduire considérablement le temps de fabrication et les coûts de fabrication, ainsi qu'améliorer la qualité des pièces.

Divisée par les types de lasers, la machine de découpe laser peut être distinguée en trois types : la machine de découpe laser YAG, la machine de découpe laser CO2 et la machine de découpe laser à fibre, qui sont de bons outils de coupe de remplacement pour le travail manuel.

Découpeur laser à fibre

Principe de fonctionnement

La fibre découpeuse laser est une sorte de machine de découpe laser qui considère le laser à fibre comme source de lumière.

Son principe de fonctionnement est de produire des faisceaux laser guidés et étendus par un câble à fibre optique.

Le faisceau se focalisera ensuite sur la pièce, produisant un point de combustion ou de fusion, et sera soufflé par un gaz à haute pression, réalisant ainsi la découpe.

Un laser à fibre est un faisceau laser à haute densité de puissance produit par de nouveaux lasers à fibre à l'échelle internationale et produit une découpe automatique via un système CNC déplaçant la position d'irradiation du point.

Matériaux appropriés

La machine de découpe laser à fibre peut être largement utilisée pour couper divers matériaux métalliques, tels que l'acier inoxydable, l'acier au carbone, l'aluminium et les alliages de cuivre.

Bien qu'il puisse couper des matériaux métalliques non métalliques, il est principalement conçu pour la découpe de matériaux métalliques.

Avantages

Haute précision et rapidité :

Le découpeur laser à fibre présente une vitesse rapide et une grande précision lors de la découpe de feuilles minces.

Il adopte principalement une structure de portique. Avec un taux de conversion photoélectrique élevé et une faible consommation d'énergie, il ne nécessite aucun gaz de travail.

Ainsi, à niveau de puissance égal, la vitesse de coupe du matériau des machines de découpe laser à fibre est plus rapide que celle des lasers CO2.

Haute efficacité :

De plus, les lasers à fibre peuvent réduire l’utilisation de lentilles, diminuer considérablement les coûts de maintenance et améliorer l’efficacité de la productivité.

Limitation:

Épaisseur de coupe :

Ce découpeur laser à fibre est très adapté aux matériaux fins, la découpe de matériaux épais peut donc ne pas être efficace.

La découpe de matières premières hautement transparentes telles que les profilés en alliage d'aluminium et le cuivre est difficile.

Coût:

L’investissement initial de la machine peut être plus élevé que celui d’autres types de machines de découpe laser.

Composants essentiels

Source laser à fibre :

La source laser à fibre est le cœur de la machine de découpe laser à fibre, qui peut générer et amplifier un faisceau laser à l'intérieur de la fibre de verre.

Sa puissance varie généralement entre 500 W et 12 000 W en fonction de sa puissance de sortie.

Tête de coupe :

La tête de coupe est dotée d'une lentille de focalisation, qui peut focaliser le faisceau laser sur la surface du matériau.

Il comprend généralement une détection capacitive pour maintenir une distance de mise au point appropriée par rapport à la surface du matériau.

Contrôleur CNC :

Le système CNC est le cerveau de la machine de découpe laser à fibre, qui contrôle le mouvement de la machine, la puissance du laser et la fréquence d'impulsion.

Lit et portique :

Le lit sert à soutenir le matériau à couper.

Et le portique est un cadre qui déplace la tête de coupe sur le matériau.

Entretien

L’un des avantages d’une découpeuse laser à fibre est qu’elle nécessite le moins d’entretien.

Il ne nécessite aucun miroir à aligner ni de gaz laser.

Il est cependant essentiel de garder la machine propre, de ne pas laisser de débris sur l'objectif et de vérifier régulièrement l'état du câble optique.

Attentes futures

L’avenir des machines de découpe laser à fibre est prometteur et constitue un choix attrayant pour de nombreuses industries en raison de leur efficacité, de leur rapidité et de leur précision.

Il offre même des solutions robustes et hautement efficaces pour la découpe de nombreux matériaux et sera populaire dans de nombreux domaines.

Machine de découpe laser CO2

Principe de fonctionnement

La machine de découpe laser CO2 utilise un faisceau laser haute puissance pour le guider sur la surface du matériau à découper via un dispositif optique. La combinaison des systèmes optiques CNC et laser garantit que le faisceau est irradié avec précision sur le matériau.

Le faisceau laser focalisé est irradié sur le matériau, le faisant fondre, brûler, se vaporiser ou être emporté par un fort flux d'air et finalement former une coupe avec une finition de surface de bord de haute qualité.

Matériaux appropriés

La machine de découpe laser CO2 peut couper l'acier au carbone dans les 20 mm, l'acier inoxydable dans les 10 mm et l'alliage d'aluminium dans les 8 mm. La longueur d'onde du laser CO2 est de 10,6 UM, ce qui est relativement simple à absorber pour les matériaux non métalliques et peut être utilisé pour couper des matériaux non métalliques tels que le bois, l'acrylique, le PP, le plexiglas, etc. Avec une haute qualité.

Avantages

La précision de la machine sera meilleure car le faisceau laser ne s'use pas pendant le traitement.

La possibilité de déformation du matériau de coupe est réduite en raison de la plus petite zone d'impact à chaud du système laser.

Parallèlement, la machine de découpe laser CO2 est pratique pour serrer la pièce et réduire la contamination de la pièce.

Conformément à la réglementation internationale en matière de sécurité, les risques liés au laser sont divisés en quatre niveaux, les lasers CO2 étant les moins nocifs.

Limitation:

Le coût des machines de découpe laser CO2 est le plus élevé parmi les trois types de machines de découpe laser.

Composants essentiels

Laser CO2 :

Le laser CO2 est le cœur de la machine, qui peut générer un faisceau laser pour la découpe de matériaux

Tête de coupe :

La tête de coupe contient une lentille de focalisation qui permet de focaliser le faisceau sur la surface du matériau. Elle est également équipée d'un système de détection capacitif pour maintenir une mise au point appropriée.

Contrôleur CNC :

Le contrôleur CNC est le cerveau de la machine de découpe laser, qui peut contrôler le mouvement de la machine, la puissance du laser et la fréquence d'impulsion.

Lit et portique :

Le lit sert à soutenir les matériaux à couper.

Et le portique est un cadre utilisé pour déplacer la tête de coupe.

Système d'alimentation en gaz de coupe auxiliaire :

Ce système a deux fonctions, l'une consiste à nettoyer la zone de coupe. Le gaz de coupe auxiliaire soufflera le matériau fondu et oxydé hors de la zone de coupe, aidant à garder les coupes propres et à réduire la formation d'une deuxième zone d'impact chaude.

L'autre avantage est l'assistance à la combustion : dans certaines applications, comme la découpe de l'acier au carbone, le gaz d'assistance à la coupe (généralement de l'oxygène) peut également participer à la réaction de coupe, en fournissant de la chaleur supplémentaire. La vitesse et l'efficacité de la coupe peuvent ainsi être augmentées.

Circuit de refroidissement:

Au cours du processus de découpe au laser, une chaleur massive peut être générée et le système de refroidissement est utilisé pour maintenir stable la température des lasers et d'autres composants importants.

Les lasers et les composants optiques externes (y compris la lentille de focalisation) doivent être refroidis. Selon la taille et le réglage du système, la chaleur perdue peut être délivrée ou directement transformée dans l'air. L'eau est un liquide de refroidissement courant et est généralement recyclée par des refroidisseurs ou des systèmes de transfert de chaleur.

Entretien

L'entretien de la machine de découpe laser CO2 comprend le maintien de la propreté et du positionnement de l'équipement optique, la garantie du bon fonctionnement du système de refroidissement et la vérification du mélange de gaz (dioxyde de carbone, hélium et azote) dans le laser.

Attentes futures

Avec l’avancement de la technologie, la machine de découpe laser CO2 sera plus efficace et fonctionnelle et s’engagera dans l’amélioration de la consommation et de l’efficacité.

Machine de découpe laser YAG

Bien que la machine de découpe laser YAG soit peu coûteuse et offre une bonne stabilité, son efficacité énergétique est généralement inférieure à celle de la 3%. Actuellement, la puissance de sortie est inférieure à 800 W. Elle est principalement utilisée pour le perçage et la découpe de tôles fines en raison de sa faible énergie de sortie.

Son faisceau laser vert peut être appliqué dans des conditions d'ondes pulsées et constantes.

Il présente des longueurs d'onde courtes et de bonnes performances de focalisation.

Il est très adapté à la fabrication précise, particulièrement efficace pour la fabrication de perçage dans des conditions d'impulsion, et également utilisé pour la découpe, le soudage et la lithographie.

La longueur d'onde de la machine de découpe laser solide YAG n'est pas facile à absorber par les matériaux non métalliques, elle ne convient donc pas à la découpe de matériaux non métalliques.

La tâche actuelle de la machine de découpe laser YAG est d’améliorer la stabilité et la durée de vie de l’alimentation électrique, c’est-à-dire de développer une source de lumière d’excitation de pompe optique à haute capacité et à longue durée de vie.

Si une pompe optique à semi-conducteur est utilisée, l’efficacité énergétique peut être considérablement augmentée.

Conclusion

Ces différents types de machines de découpe laser ont considérablement modifié la fabrication de tôles et d'autres projets mécaniques. Elles offrent une découpe de haute précision pour des formes complexes, ce qui peut améliorer l'efficacité du travail, réduire les déchets et simplifier le processus de productivité.

Malgré les défis auxquels elles sont confrontées, les perspectives des machines de découpe laser restent prometteuses en raison de leur caractéristique indispensable.

Il est donc non seulement utile d’en savoir plus sur les types de machines de découpe laser, mais également indispensable pour les entreprises cherchant à optimiser leurs opérations, à réduire les déchets et à augmenter leur productivité.

La machine de découpe laser de KRRASS comprend une machine de découpe laser à fibre à table unique, une machine de découpe laser à fibre à double table, une machine de découpe laser à fibre à double usage, une machine de découpe laser à tubes et une machine de découpe laser de précision.

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