Machines de découpe laser pour métaux : procédé, types, prix

Dans le domaine de la fabrication moderne, la précision, l'efficacité et la polyvalence sont primordiales. C'est là qu'interviennent les machines de découpe laser, ces héros méconnus de la fabrication métallique. Dans cet article, nous explorons l'univers de la découpe laser. machine de découpe laser pour métaux. De la compréhension des subtilités de leur fonctionnement à l'exploration de leurs diverses applications, nous souhaitons vous éclairer sur les raisons pour lesquelles ces machines sont devenues indispensables dans le secteur manufacturier. Que vous soyez un professionnel chevronné ou un entrepreneur en devenir, embarquez pour un voyage au cœur de l'univers de pointe de la technologie laser, où précision et potentiel se rencontrent.

Technologie de découpe laser

La découpe laser est un procédé d'usinage qui utilise un faisceau laser de haute énergie pour découper n'importe quel matériau. Laser signifie « Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation » (amplification de la lumière par émission stimulée de rayonnement). C'est l'un des procédés de découpe industrielle les plus répandus. Récemment, les découpeuses laser se sont également généralisées dans les petits ateliers, chez les amateurs, dans les entreprises et les établissements scolaires. La découpe laser permet de découper tous les matériaux, quelles que soient leurs propriétés physiques.

Les faisceaux laser fonctionnent de deux manières : en mode continu et en mode pulsé. La découpe laser en mode continu utilise un faisceau lumineux pendant une longue période sans interruption. Le mode pulsé utilise des faisceaux laser de haute énergie pendant un court laps de temps. La compression des impulsions permet d'obtenir une densité d'énergie élevée du faisceau.

Avantages de la découpe laser

Contrairement aux procédés de découpe mécanique qui utilisent des lames et des forets, la découpe laser utilise un faisceau laser focalisé pour découper et façonner avec précision les pièces. machine de découpe laser pour métaux, La découpe laser consiste à déplacer la pièce à usiner ou le laser selon les instructions d'un fichier de conception numérique afin de la découper conformément aux spécifications. Cette méthode de découpe est devenue courante dans de nombreux secteurs et applications industriels.

Parmi les avantages du découpage laser par rapport aux options plus traditionnelles, on peut citer :

• Automatisation facile. Les procédés de découpe laser s'intègrent parfaitement aux lignes de production automatisées.
• Complexité. Les découpeuses laser permettent de créer rapidement des géométries très complexes.
• Précision. Les lasers découpent des bords nets et précis et créent des profils extrêmement précis.
• Finition. Les bords découpés au laser ne nécessitent souvent aucune opération de finition supplémentaire.
• Versatilité. La découpe laser fonctionne avec une large gamme de métaux et de non-métaux, le bois et les thermoplastiques.

Procédé de découpe laser du métal

1. Préparation de la conceptionLe processus commence par la création ou le transfert d'un fichier de conception numérique dans un format compatible avec le logiciel de la machine de découpe laser. Ce fichier contient généralement les spécifications des découpes souhaitées, notamment les dimensions, les formes et les motifs complexes.
2. Sélection des matériauxUne fois la conception finalisée, le type et l'épaisseur de métal appropriés sont sélectionnés pour la découpe. La découpe laser est compatible avec une large gamme de métaux, notamment l'acier, l'aluminium, le cuivre et le titane.
3. Configuration de la machineLa tôle sélectionnée est placée en toute sécurité sur le plateau de découpe de la machine laser. Les paramètres de la machine, tels que la puissance du laser, la vitesse de découpe et la distance focale, sont configurés en fonction du type et de l'épaisseur du matériau, conformément aux spécifications de conception.
4. Génération de faisceau laserLe procédé de découpe laser repose sur la génération d'un faisceau lumineux très concentré et intense. Ce faisceau est produit à l'intérieur du résonateur laser, où l'énergie est convertie en lumière amplifiée par émission stimulée de rayonnement (LASER).
5. Livraison par faisceauLe faisceau laser généré est ensuite dirigé à travers une série de miroirs et de lentilles situés dans le trajet optique de la machine. Ces composants garantissent que le faisceau conserve sa focalisation et sa précision lors de sa propagation vers la surface du matériau.
6. Interaction des matériauxLorsque le faisceau laser focalisé entre en contact avec la surface métallique, il génère une chaleur intense, provoquant la fusion localisée, la vaporisation ou la fissuration thermique du matériau. L'énergie du faisceau laser est absorbée par le métal, ce qui entraîne une augmentation rapide de la température et, par conséquent, un enlèvement de matière.
7. Processus de découpeSelon les spécifications de conception, le faisceau laser suit la trajectoire de découpe prédéterminée, guidé par le système de contrôle de mouvement de la machine. L'énergie concentrée du faisceau fond le métal le long de la ligne de découpe, créant des bords nets et précis avec des zones affectées thermiquement minimales.
8. Assistance au gaz et/ou liquide de refroidissementDans certains cas, un système d'assistance au gaz est utilisé pour évacuer le métal en fusion et les débris de la zone de coupe, évitant ainsi leur accumulation et garantissant une coupe nette. De plus, des systèmes de refroidissement peuvent être employés pour réguler la température de la pièce et minimiser les déformations thermiques.
9. Contrôle et inspection de la qualitéUne fois la découpe terminée, les pièces finies sont inspectées afin de vérifier leur précision dimensionnelle, la qualité de leurs bords et l'absence de défauts ou d'imperfections. Ces mesures de contrôle qualité permettent de garantir que les composants fabriqués répondent aux spécifications et normes requises.
10. Post-traitement (facultatif)Selon l'application et la finition de surface souhaitée, les pièces découpées peuvent subir des traitements de post-traitement supplémentaires, tels que l'ébavurage, le nettoyage de surface ou le traitement de surface, afin d'obtenir l'aspect et la fonctionnalité finaux souhaités.

Types de procédés de découpe laser

Découpe au laser CO2

En découpe laser CO2, l'amplification du faisceau laser est obtenue par une décharge de CO2 gazeux. Les lasers CO2 comptent parmi les premiers et les plus répandus. Cette décharge gazeuse n'est pas composée exclusivement de CO2 ; elle contient également de l'azote, de l'hydrogène, du xénon et de l'hélium.

La découpe laser CO2 offre deux options : l’utilisation d’oxygène ou d’azote. L’oxygène est privilégié pour la découpe de matériaux épais, tandis que l’azote est préférable pour la découpe de tôles fines. La découpe laser CO2 avec oxygène crée une couche d’oxyde sur la surface de coupe. Des prétraitements, comme le grenaillage, sont effectués sur la pièce pour éviter ce phénomène.

Découpe au laser à fibre

La découpe laser à fibre utilise la fibre optique pour amplifier la lumière, contrairement aux lasers à décharge gazeuse classiques. La lumière émise par les diodes laser traverse la fibre optique. Le faisceau lumineux ainsi obtenu est suffisamment puissant pour faire fondre de l'acier inoxydable jusqu'à 1 cm d'épaisseur.

Un puissant système de ventilation accompagne souvent le faisceau lumineux. Ce flux d'air repousse le matériau en fusion pour une découpe nette. Les fibres optiques de ces lasers utilisent plusieurs éléments comme l'ytterbium, le néodyme, l'erbium et le dysprosium.

Découpe au laser Nd:YAG

Nd:YAG signifie Grenat d'yttrium-aluminium dopé au néodyme (Nd:Y3Al5O12). Les cristaux de Nd:YAG sont utilisés dans les lasers pour amplifier le faisceau, en remplacement des lasers à décharge gazeuse ou à fibre optique. Ces lasers peuvent produire un faisceau continu ou pulsé.

Découpe au laser excimère

Excimer signifie Excited Dimer (dimère excité). La découpe laser excimer utilise un faisceau laser ultraviolet. Elle est employée pour des procédés de découpe de précision à petite échelle, notamment en chirurgie oculaire, en microélectronique et dans la découpe de semi-conducteurs.

Quelle épaisseur maximale peut-on découper du métal au laser ?

Limite d'épaisseur de découpe laser

Bien que les découpeuses laser pour métaux soient des outils de haute précision capables de découper de l'acier épais, leurs performances présentent certaines limites. L'épaisseur d'acier qu'une découpeuse laser peut traverser dépend de la puissance du laser et du type d'acier utilisé.

Cela s'explique par le fait qu'une épaisseur d'acier plus importante requiert une puissance laser supérieure, ce qui peut entraîner une diminution de la vitesse de découpe et une augmentation de la production de chaleur. Ces facteurs affectent la qualité de la découpe et nécessitent l'utilisation de techniques de découpe spécialisées ou de systèmes de refroidissement afin d'éviter que l'acier ne se déforme ou ne fonde. Certains types d'acier, comme l'acier inoxydable, sont plus réfléchissants que d'autres, ce qui peut provoquer la réflexion du faisceau laser sur la surface de l'acier. Il est donc plus difficile de découper des tôles d'acier inoxydable de forte épaisseur.

Limite d'épaisseur de coupe en fonction de la puissance

Pour la fabrication de différents types d'acier, la puissance du laser doit être suffisante pour générer une chaleur intense qui fait fondre ou vaporise le matériau à découper. Plus la puissance du laser est élevée, plus le faisceau produit est puissant, ce qui permet de découper des matériaux plus épais. La puissance du laser varie en fonction du type de matériau à découper.

Par exemple, un laser de faible puissance peut ne pas être en mesure de découper une tôle d'acier inoxydable d'une certaine épaisseur. Les références standard concernant la puissance et l'épaisseur maximale des tôles d'acier inoxydable et autres métaux sont les suivantes :

Machines de découpe laser pour métaux : prix et guide pour 2024

L'équipement de découpe laser offre à votre entreprise une solution rapide et efficace pour découper, graver et découper des objets. Les projets de découpe et de gravure réalisés avec des machines laser sont plus précis et plus nets que la plupart des autres techniques de découpe, et nécessitent moins d'ébavurage ou de finition. Bien que cela dépende des matériaux utilisés, la découpe laser est réputée pour sa précision et sa fiabilité. Les prix et les coûts des machines de découpe laser varient considérablement en fonction de la conception, du type et de la puissance du laser. Pour découper du métal, des bois durs ou d'autres matériaux denses, il vous faudra un laser plus puissant que pour découper des matériaux plus fins, comme du tissu. Par ailleurs, plus la puissance du laser est élevée, plus son coût l'est également. À vous de trouver le juste équilibre entre prix et praticité.

• L'évaluation du matériel et des logiciels de votre ordinateur de commande permettra à votre machine de découpe de fonctionner plus rapidement, même si la mise à niveau peut s'avérer coûteuse.

• Les composants de découpe laser d'entrée de gamme intègrent généralement des lasers de faible puissance, adaptés uniquement à la gravure ou à la découpe légère. Utiliser un laser sous-dimensionné pour découper un matériau épais ou dur peut endommager sa surface et nécessiter un remplacement coûteux.

• La plupart des fournisseurs de machines de découpe laser proposent des modèles de différentes tailles. La découpe d'objets volumineux nécessite une machine plus grande et plus onéreuse. Pour les utilisateurs réguliers, l'achat d'une machine de découpe laser haute puissance peut s'avérer rentable. Si vous n'avez pas encore défini vos besoins de découpe ou si vous souhaitez travailler avec une grande variété de matériaux, un laser de forte puissance est la solution idéale. Ce type de laser est suffisamment puissant pour découper et graver presque tous les matériaux, vous offrant ainsi la flexibilité nécessaire.

L'investissement dans une machine laser haute puissance est-il judicieux ?

Cependant, les machines de découpe laser haute puissance sont généralement beaucoup plus chères que les modèles d'entrée de gamme. Le prix de certains modèles peut varier de 4 000 à 15 000 £. En collaborant avec notre équipe chez Krrass Laser, nous pouvons vous aider à trouver une machine adaptée à vos besoins. Les prix varient considérablement d'un modèle à l'autre des machines de découpe laser Thunder. Pour estimer le coût d'un modèle, vous devez prendre en compte la puissance (en watts), la taille de la zone de travail, le type de laser et les fonctionnalités supplémentaires dont vous avez besoin. En général, plus la puissance et la taille de la zone de travail sont importantes, plus le prix est élevé.

Appelez-nous pour discuter des options supplémentaires dont votre machine laser pourrait être équipée et obtenir un devis détaillé. Le prix des options varie entre $2 000 et $5 000, selon les accessoires choisis.

Lasers CO2 et lasers à fibre : différences de prix

1. Lasers CO2:
   • Gamme de prixLes machines de découpe laser CO2 ont généralement un coût d'achat initial inférieur à celui des lasers à fibre. Les machines laser CO2 d'entrée de gamme sont disponibles à partir d'environ $20 000 à $30 000 pour des capacités de découpe plus modestes et des fonctionnalités de base.
   • Coûts d'exploitationBien que les lasers CO2 présentent un coût initial plus faible, leurs coûts d'exploitation sont généralement plus élevés en raison de leur consommation énergétique supérieure et de la nécessité d'un réapprovisionnement en gaz. Les lasers CO2 requièrent un approvisionnement constant en dioxyde de carbone, ce qui contribue à augmenter les dépenses courantes.
   • EntretienLes coûts de maintenance des lasers CO2 peuvent varier en fonction du modèle et de l'utilisation, mais ils nécessitent généralement un entretien régulier pour garantir des performances et une durée de vie optimales.
2. Lasers à fibre:
   • Gamme de prixLes machines de découpe laser à fibre ont généralement un coût d'achat initial plus élevé que les lasers CO2. Les machines laser à fibre d'entrée de gamme, offrant des capacités de découpe plus modestes et des fonctionnalités de base, sont disponibles à partir d'environ $50 000 à $100 000.
   • Coûts d'exploitationLes lasers à fibre sont reconnus pour leur efficacité énergétique, consommant nettement moins d'énergie que les lasers CO2. De plus, ils ne nécessitent pas de gaz laser, ce qui réduit les coûts d'exploitation à long terme.
   • EntretienLes lasers à fibre nécessitent généralement moins d'entretien que les lasers CO2, car ils comportent moins de pièces mobiles et ne requièrent pas de recharge en gaz. Toutefois, un entretien régulier reste indispensable pour garantir des performances optimales et une longue durée de vie.

Éléments à prendre en compte lors du choix d'une machine de découpe laser pour le métal

Que vous découpiez des tôles, des tubes ou des barres d'acier inoxydable et d'aluminium, il existe une machine de découpe laser pour métaux adaptée à vos besoins. Quatre critères essentiels sont à prendre en compte lors du choix d'une machine de découpe laser à fibre pour métaux : la zone de travail, la puissance du laser, sa vitesse, la garantie et les services après-vente.

• Zone de travail: Également appelée dimensions de la table, il s'agit de la taille de la surface de travail utilisée pour la découpe du métal. Choisissez une surface suffisamment grande pour accueillir les pièces de métal que vous travaillez, mais pas trop grande pour votre espace ou vos besoins. Optimisez la surface de coupe en choisissant un modèle de table à plateau ouvert.
• Alimentation laser: Plus la puissance de l'alimentation laser est élevée, plus le laser aura de puissance pour découper le métal. Les découpeuses laser à fibre pour métaux plus puissantes sont plus chères ; choisissez donc un modèle qui répond à vos besoins sans les dépasser afin de ne pas payer pour une puissance inutile.
• Vitesse laser: La vitesse du laser est importante pour votre productivité lors de la découpe de métal, mais la vitesse du laser et son alimentation électrique doivent être adaptées afin que l'une ne dépasse pas l'autre, ce qui pourrait endommager le métal que vous découpez.
• Garantie et service:  Protégez votre investissement en choisissant une entreprise réputée qui propose des formations sur ses machines et qui garantit ses produits par une garantie substantielle et un support technique de haut niveau.