Le découpage au laser est un procédé de fabrication qui utilise un faisceau laser fin et focalisé pour découper et graver des matériaux en motifs, modèles et formes. Ce procédé de fabrication thermique sans contact est idéal pour plusieurs matériaux, dont le bois, le verre, le papier, le métal, le plastique et les pierres précieuses. Il est également capable de produire des pièces complexes sans avoir besoin d’un outil sur mesure.
Les applications
Aujourd’hui, la technique de découpe laser a trouvé sa place dans des secteurs tels que l’électronique, la décoration, la médecine, l’éclairage, l’aérospatiale, le mobilier urbain, la publicité ou encore l’automobile.
L’une des applications les plus courantes est la découpe de métaux, qu’il s’agisse d’acier, d’aluminium, de laiton ou de nickel, car les lasers permettent des coupes nettes et des finitions lisses. Les lasers sont également utilisés pour découper la céramique, le silicium et d’autres matériaux non métalliques.
Le fonctionnement
La découpe laser emploie, comme son nom l’indique un laser, un outil qui intervient dans plusieurs procédés techniques. Le faisceau d’une découpeuse laser a généralement un diamètre compris entre 0,1 et 0,3 mm et une puissance comprise entre 1 et 3 kW. Cette puissance doit être ajustée en fonction du matériau à découper et de son épaisseur. Pour découper des matériaux réfléchissants comme l’aluminium, par exemple, vous pouvez avoir besoin d’une puissance laser allant jusqu’à 6 kW.
Les principaux composants d’une machine de découpe laser
Le résonateur laser
Le faisceau laser émane d’un résonateur laser, un tube de verre étanche à l’air avec deux miroirs qui se font face. Le tube est rempli de CO² et d’autres gaz comme l’hydrogène, l’azote et l’hélium. Le mélange de ces gaz est activé par des diodes ou une décharge électrique qui émet de l’énergie sous forme de lumière.
La tête de découpe
La lumière rebondit dans différentes directions à l’aide de plusieurs miroirs qui sont positionnés stratégiquement pour s’assurer qu’elle puisse atteindre la tête de découpe du laser. Une fois que le faisceau a atteint la tête de découpe, il traverse une lentille et est grossi et focalisé sur un seul point. C’est dans cette tête de découpe que le laser est transformé en un faisceau fin et concentré, qui peut couper ou tramer. Le faisceau laser passe par une buse avant de frapper la plaque, un gaz comprimé comme l’azote ou l’oxygène circulant également dans cette buse.
Si vous découpez de l’aluminium ou de l’acier inoxydable, par exemple, le faisceau laser fera fondre le matériau avant que l’azote sous haute pression ne fasse sortir le métal fondu de l’entaille. Normalement, la tête de découpe est attachée à un système mécanique qui est entraîné par une chaîne ou une courroie, ce qui lui permet d’effectuer des mouvements précis dans une zone limitée.
La distance de la buse
Une distance précise est maintenue en permanence entre la plaque et la buse. Cet espace est crucial car il détermine le point focal. Habituellement, la qualité de la découpe est affectée par le changement du point focal. Plusieurs autres variables peuvent affecter la qualité de la coupe, notamment l’intensité et la vitesse du faisceau.
