Laser à fibre ou laser CO2 : lequel vous convient le mieux ?

Le débat entre laser à fibre et laser CO2 est fréquent car ces deux technologies sont largement disponibles dans le secteur industriel. Certains pensent que le CO2₂ D'autres affirment que les lasers sont supérieurs en raison de leurs capacités, tandis que d'autres encore estiment que les lasers à fibre apportent plusieurs innovations qui en font une meilleure alternative.

Cependant, la bonne réponse à la question du laser à fibre par rapport au CO2 reste à déterminer.₂ Le débat dépend de votre application. Aucune technologie n'est intrinsèquement meilleure qu'une autre. Le meilleur choix dépend de votre application et d'autres facteurs tels que la précision requise, les propriétés des matériaux, etc.

Le texte suivant examinera les avantages respectifs des lasers à fibre et des lasers CO2 et tentera de répondre au débat entre la découpe au laser à fibre et la découpe au laser CO2.

Aperçu des lasers à fibre

Le laser à fibre utilise des composants à fibre optique de haute technologie pour produire un faisceau lumineux intense capable de découper facilement différents matériaux. Il constitue le choix idéal pour les procédés de traitement des métaux tels que la gravure chimique, le recuit et le décapage.

Le concept et le fonctionnement des lasers à fibre sont extrêmement simples et polyvalents. Contrairement aux lasers CO2, le terme ne désigne pas la source lumineuse. L'accent est mis sur le système de transmission qui utilise la fibre optique pour concentrer la lumière en un point unique. Le mécanisme de fonctionnement du laser à fibre reflète également cette simplicité : la fibre optique du découpeur laser reçoit la lumière et l'amplifie pour la diriger vers le pointeur laser.

La tête de découpe utilise une commande numérique (CNC) pour une précision optimale. De plus, la fibre optique est dotée de lentilles focales supplémentaires qui améliorent encore la précision globale du système. Enfin, la découpeuse laser utilise du NO₂ ou de l'O₂ comme gaz de purge pour faciliter le processus de découpe.

En ce qui concerne découpe laser, Les coûts opérationnels constituent un facteur important. Les lasers à fibre, en revanche, ne nécessitent pas de maintenance. Par conséquent, les coûts globaux d'exploitation et de maintenance sont relativement faibles. Toutefois, l'investissement initial requis pour l'acquisition d'un laser à fibre est assez élevé, ce qui le rend inaccessible aux petites et moyennes entreprises.

Aperçu des lasers CO2

Les lasers CO2 utilisent une combinaison d'un résonateur, de gaz de purge et de souffleurs à grande vitesse pour créer des particules de lumière de haute puissance qui entrent en collision les unes avec les autres pour produire une lumière de haute intensité capable de découper des matériaux plus épais avec une relative facilité.

Contrairement aux lasers à fibre, les lasers CO2 possèdent un système de transmission du faisceau qui fonctionne initialement un peu différemment, utilisant un processus de réflexion et de refocalisation plutôt que des lentilles focales comme les lasers à fibre.

De manière générale, les lasers CO2 sont plus économiques que leurs homologues à fibre. Cependant, leur coût initial plus faible ne signifie pas qu'ils soient plus rentables. Les lasers CO2 consomment beaucoup d'énergie, ce qui peut engendrer des coûts d'exploitation très élevés.

Laser à fibre vs laser CO2 : comparaison directe

Le choix entre laser CO2 et laser à fibre est un sujet de débat important qui nécessite une analyse approfondie de plusieurs facteurs. Il faut considérer les aspects techniques, tels que la source d'énergie et la longueur d'onde, ainsi que les paramètres de processus, comme la vitesse de découpe et la précision. Voici une comparaison détaillée des principaux facteurs pour répondre à toutes vos questions sur les lasers à fibre et les lasers CO2.

1 – Source d'énergie

Les lasers à fibre utilisent des LED pour émettre de la lumière, laquelle est ensuite concentrée par des lentilles optiques qui amplifient le faisceau pour produire l'effet désiré. En revanche, les lasers CO2 stimulent un mélange de gaz comme le CO2, le N2, le Xe et d'autres encore pour créer des ondes qui s'intensifient et permettent de découper facilement différents matériaux.

2 – Consommation d'énergie

Les lasers à fibre sont extrêmement efficaces. Comparés à leurs homologues CO2, les lasers à fibre consomment moins d'énergie, ce qui leur permet d'effectuer les tâches plus rapidement et avec moins de ressources.

3 – La longueur d'onde de la lumière

Les lasers CO2 et les lasers à fibre fonctionnent tous deux dans le spectre infrarouge. Généralement, un laser CO2 émet une longueur d'onde de 10 600 nm, tandis qu'un laser à fibre émet dans la gamme de 780 à 2 200 nm.

4 – Vitesses de coupe

Pour les pièces fines, les lasers à fibre offrent des vitesses de découpe nettement supérieures. En règle générale, un laser à fibre de 2 kW découpe aussi vite qu'un laser CO2 de 5 ou 6 kW. Ceci s'explique principalement par la densité de puissance des lasers à fibre. Leur système optique concentre efficacement une grande quantité de puissance en un seul point, ce qui permet une vitesse de découpe bien plus élevée que celle des lasers CO2.

5 – Précision de coupe

En termes de stabilité et de précision absolues, les lasers à fibre sont supérieurs. Cependant, dans le secteur industriel, la précision revêt une autre dimension : la netteté des bords. À cet égard, les lasers CO2 sont nettement plus performants. Le choix final dépend donc de vos préférences.

6 – Gamme de coupe

Les machines de découpe laser à fibre ont une capacité de coupe globale de 13 mm pour les tôles métalliques. Il existe des versions haute puissance capables de découper des matériaux plus tendres comme l'aluminium jusqu'à 30 mm, mais ces modèles sont extrêmement coûteux.

Les lasers CO2, en revanche, ne sont limités que par leur puissance. Selon cette puissance, un laser CO2 peut découper facilement des matériaux de différentes largeurs.

7 – Configuration du système

Comparés aux lasers CO2, les lasers à fibre sont extrêmement simples et ne nécessitent aucun système complexe, ce qui les rend plus faciles à utiliser et à apprendre.

8 – Coûts d’investissement

L'investissement initial requis pour un laser CO2 et un laser à fibre est très différent. Les lasers à fibre sont assez coûteux car peu de marques les fabriquent et la technologie est relativement récente. Les lasers CO2, en revanche, existent depuis un certain temps ; les équipements nécessaires sont donc moins chers.

Avantages et inconvénients du laser à fibre par rapport au laser CO2

Lorsqu'on compare les lasers à fibre et les lasers CO2, il est essentiel de prendre en compte les avantages et les inconvénients de chaque technologie.

Avantages et inconvénients des lasers à fibre

Les lasers à fibre présentent plusieurs avantages grâce à leur caractère novateur et à leur polyvalence. En voici quelques-uns :

• Meilleure qualité : La technologie de la fibre optique offre une stabilité et une précision accrues, permettant une ligne de découpe plus fine et des performances stables pour tous les modèles de produits découpés au laser.
• Découpe plus rapide et plus fiable : Les lasers à fibre sont également réputés pour leur excellente fiabilité et leur capacité à traiter les objets plus rapidement grâce à leur haute intensité.
• Haute efficacité : Les lasers à fibre ont une efficacité d'électroconversion environ 30% plus élevée, ce qui signifie que vous pouvez faire plus avec moins d'énergie.
• Simple: Comparé à d'autres solutions, le fonctionnement du laser à fibre est relativement simple et ne nécessite qu'une formation minimale.
• Faibles coûts d'exploitation : Grâce à son efficacité, sa simplicité et ses faibles coûts de maintenance, la gestion d'un laser à fibre est plus rentable.

Les avantages mentionnés ci-dessus sont excellents. Cependant, toute médaille a son revers. Les lasers à fibre présentent également plusieurs limitations. En voici quelques-unes des plus importantes :

• Coût d'achat élevé : Bien que les coûts d'exploitation soient faibles, l'investissement global nécessaire à l'achat d'un laser à fibre est assez élevé.
• Consommation de gaz : Les lasers à fibre utilisent du NO2 ou de l'O2 pour la purge et ont tendance à consommer beaucoup de gaz. Cela peut s'avérer contraignant pour les opérateurs.
• Difficultés rencontrées avec certains matériaux : Les lasers à fibre rencontrent des difficultés pour le traitement de matériaux réfléchissants comme l'aluminium et le cuivre. De plus, ils ne permettent pas un traitement efficace de certains échantillons épais.

Avantages et inconvénients des lasers CO2

Les lasers CO2 présentent plusieurs avantages qui les rendent adaptés à diverses applications. En voici quelques-uns :

• Meilleure finition : Les lasers CO2 offrent une meilleure finition, notamment pour les pièces en acier inoxydable et en aluminium.
• Plus de flexibilité : Les lasers CO2 sont très polyvalents et peuvent traiter les métaux, les matériaux non métalliques et d'autres matériaux composites sans aucun réglage.
• Avantage technologique : Les lasers CO2 existent depuis longtemps et de nombreux experts sur le marché savent comment traiter les problèmes courants liés à ces lasers.

Les lasers CO2 présentent également plusieurs limitations. Voici quelques-uns de leurs principaux inconvénients :

• Coûts d'exploitation et d'entretien élevés : Les lasers CO2 nécessitent une maintenance importante, chronophage et coûteuse. Le système de distribution du faisceau comporte de nombreux composants qui requièrent une maintenance constante et consomment également beaucoup d'énergie. Tous ces éléments augmentent considérablement le coût global d'exploitation des lasers.
• Problèmes de maintenance : Les lasers CO2 nécessitent des conditions de fonctionnement optimales et présentent plusieurs exigences susceptibles de perturber les processus habituels de l'industrie.
• Vitesse lente : Comparativement aux lasers à fibre, les lasers CO2 sont beaucoup plus lents. Pour les pièces fines, ils sont nettement moins performants. Prenons l'exemple d'un laser CO2 de 4 kW usinant une pièce en acier doux sous purge d'azote. Ce laser atteindrait une vitesse de découpe de 260 IPM (6,6 m/min), tandis qu'un laser à fibre de même puissance atteindrait 1400 IPM (36,6 m/min).

Éléments à prendre en compte lors du choix entre un laser à fibre et un laser CO2

L'objectif principal de la comparaison entre laser à fibre et laser CO2 est de déterminer la technologie la plus adaptée à votre projet. Lors de cette étape, vous devez prendre en compte les conditions suivantes et fonder votre choix sur celles-ci. Les voici.

Matériaux à découper

Le matériau est un facteur déterminant dans le choix de la machine. En général, les lasers à fibre sont un excellent choix pour les tôles fines (par exemple : 2 mm de cuivre, 3 mm d’acier inoxydable et 6 mm d’acier au carbone pour un laser de 700 W) grâce à leur vitesse et leur intensité. Ils peuvent également traiter d’autres matériaux.

Les lasers CO2, quant à eux, permettent de travailler facilement des pièces plus épaisses. Les capacités de découpe réelles d'une machine laser dépendent de la puissance du laser. En général, les experts recommandent d'utiliser des lasers CO2 d'une épaisseur supérieure à 5 mm pour une meilleure stabilité et une découpe plus droite. Il est également possible de travailler d'autres matériaux non métalliques avec un laser CO2.

Applications

Outre la découpe, les lasers trouvent d'autres applications comme la gravure et le marquage. Les lasers CO2 et les lasers à fibre sont tous deux d'excellents choix pour ces applications. Cependant, les lasers à fibre sont naturellement supérieurs car ils sont plus rapides, plus innovants et moins coûteux à l'usage.

Taux de production

Selon votre application, vous devrez également prendre en compte la cadence de production. Pour un traitement rapide, les lasers à fibre sont la meilleure option. Les lasers CO2 sont également performants, mais intrinsèquement lents. Cependant, cela n'est vrai que pour les pièces fines. Pour les pièces plus épaisses, l'utilisation d'un laser CO2 sera incontournable.

Budget d'achat

Le coût de la découpe laser est élevé, notamment en raison de l'investissement initial dans l'équipement. Les lasers CO2 sont plus économiques car cette technologie, plus ancienne, est plus largement disponible grâce à la présence de nombreux fabricants sur le marché.

En revanche, les fabricants de lasers à fibre sont peu nombreux et la technologie est relativement récente. Par conséquent, l'acquisition d'un laser à fibre représente un investissement conséquent. Toutefois, ce coût initial élevé sera justifié par les faibles exigences de fonctionnement de ce type de laser.

Entretien

Selon votre configuration, vous pourriez manquer de temps pour des équipements nécessitant une maintenance importante, même s'ils sont parfaitement adaptés à la tâche. Dans le débat entre lasers à fibre et lasers CO2, la maintenance est un enjeu majeur, car de nombreux ateliers croulent sous les commandes et ne peuvent se permettre de consacrer trop de temps à l'entretien.

Dans ce cas précis, les lasers à fibre sont les plus performants. Leur système optique nécessite peu de maintenance et peut fonctionner dans de nombreuses conditions. En revanche, les lasers CO2 exigent une maintenance rigoureuse et ne fonctionnent que dans des conditions optimales, ce qui complique leur utilisation.

Sécurité

Les découpeuses laser sont dangereuses. Les lasers CO2 et les lasers à fibre émettent des rayonnements extrêmement nocifs qui peuvent causer des dommages permanents, notamment aux yeux, si l'on ne prend pas les précautions nécessaires. C'est pourquoi il est essentiel de toujours porter un équipement de protection lors de l'utilisation de découpeuses laser.

Bien que les lasers à fibre et à CO2 soient tous deux dangereux, les lasers à fibre sont généralement fournis avec un boîtier de protection qui élimine tout risque. Si vous achetez un modèle doté de ces caractéristiques, vous ne courez aucun danger. Malheureusement, les lasers à CO2 ne sont pas proposés avec une option « sans risque » (comme le 100%), vous devrez donc utiliser un équipement de protection pour obtenir des résultats optimaux.

Krass : Le meilleur choix pour tous les fabricants de découpe laser

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Conclusion

Le débat entre la découpe laser à fibre et la découpe laser CO2 est ancien et récurrent. Il n'y a évidemment pas de solution idéale, car le choix de la technologie dépend de l'application, du matériau et d'autres facteurs.

En règle générale, les lasers à fibre sont le meilleur choix pour le traitement régulier de pièces fines et l'obtention de résultats rapides. Pour les pièces plus épaisses et le traitement d'autres matériaux non métalliques, les lasers CO2 sont plus adaptés.

De plus, il convient de tenir compte des coûts, car l'écart entre les deux options est important. Les lasers à fibre sont extrêmement coûteux à l'achat, mais moins onéreux à l'usage, tandis que les lasers CO2 présentent l'inverse en raison de leur consommation d'énergie et de leurs exigences en matière de maintenance.

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