Un faisceau laser à haute densité de puissance est utilisé pour irradier le matériau à couper, de sorte que le matériau soit rapidement chauffé jusqu'à la température d'évaporation et s'évapore pour former des trous. Lorsque le faisceau se déplace à travers le matériau, les trous forment en continu des fentes de coupe d'une largeur très étroite (par exemple, environ 0,1 mm).
Puisqu’il n’y a aucun coût de traitement des outils, les équipements de découpe laser conviennent également à la production de petits lots de pièces de différentes tailles qui ne pouvaient pas être traitées auparavant. Les équipements de découpe laser utilisent souvent des équipements CNC (Computerized Numerical Control Technology). L'appareil peut recevoir des données de découpe provenant d'un poste de travail de conception assistée par ordinateur (CAO) via une ligne téléphonique.
Classification
La découpe laser peut être divisée en quatre catégories : la découpe laser à la vapeur, la découpe laser par fusion, la découpe laser à l'oxygène, ainsi que le traçage laser et la fracture contrôlée.
1. Découpe laser à la vapeur
Un faisceau laser à haute densité d'énergie est utilisé pour chauffer la pièce, provoquant une augmentation rapide de la température et atteignant le point d'ébullition du matériau en très peu de temps, et le matériau commence à se vaporiser et à former de la vapeur. Ces vapeurs sont émises à une vitesse très élevée, et en même temps que les vapeurs sont émises, des coupures sont réalisées sur le matériau. La chaleur de vaporisation du matériau est généralement très importante, de sorte que la découpe laser à la vapeur nécessite une puissance et une densité de puissance importantes.
La découpe laser à la vapeur est principalement utilisée pour découper des matériaux métalliques extrêmement fins et des matériaux non métalliques (tels que le papier, le tissu, le bois, le plastique et le caoutchouc, etc.).
2. Découpe par fusion laser
Lors de la découpe par fusion laser, le matériau métallique est fondu par chauffage laser. Ensuite, du gaz non oxydant (Ar, He, N, etc.) est pulvérisé à travers une buse coaxiale au faisceau, utilisant la forte pression du gaz pour éjecter le métal liquide afin de former une coupe. La découpe par fusion laser ne nécessite pas une évaporation complète du métal et l'énergie requise ne représente que 1/10 de la découpe par évaporation.
La découpe par fusion laser est principalement utilisée pour découper certains matériaux difficiles à oxyder ou métaux actifs comme l'acier inoxydable, le titane, l'aluminium et leurs alliages.
3. Découpe laser à l'oxygène
Le principe de la découpe laser à l’oxygène est similaire à celui de la découpe oxyacétylène. Il utilise un laser comme source de chaleur de préchauffage et un gaz actif tel que l'oxygène comme gaz de coupe. D'une part, le gaz injecté interagit avec le métal de coupe pour induire une réaction d'oxydation et libérer une grande quantité de chaleur d'oxydation ; d'autre part, l'oxyde fondu et la masse fondue sont soufflés hors de la zone de réaction pour former un métal coupé. Étant donné que la réaction d'oxydation génère une grande quantité de chaleur pendant le processus de découpe, la consommation d'énergie pour la découpe laser à l'oxygène n'est que la moitié de celle de la découpe par fusion, et la vitesse de découpe est beaucoup plus rapide que celle de la découpe laser à la vapeur et de la découpe par fusion. La découpe laser à l'oxygène est principalement utilisée pour les matériaux métalliques facilement oxydés tels que l'acier au carbone, l'acier au titane et l'acier traité thermiquement.
4. Traçage au laser et fracture contrôlée
Lors du traçage au laser, un laser à haute densité d'énergie balaie la surface d'un matériau fragile, provoquant son échauffement et son évaporation, formant ainsi une petite rainure. Ensuite, une certaine pression est appliquée et le matériau fragile se fissure le long de la petite rainure. Les lasers utilisés pour le traçage laser sont généralement des lasers Q-switched et des lasers CO2.
La fracture contrôlée utilise la répartition abrupte de la température créée par le traçage au laser pour générer des contraintes thermiques locales dans le matériau fragile, provoquant la fracture du matériau le long des petites rainures.
Caractéristiques
Comparée à d’autres procédés de découpe thermique, la découpe laser se caractérise généralement par une vitesse de découpe élevée et une qualité élevée. Le résumé spécifique est le suivant.
⑴ Bonne qualité de coupe
En raison du petit point laser, de la densité d'énergie élevée et de la vitesse de coupe rapide, la découpe laser peut obtenir une meilleure qualité de découpe.
La découpe laser est étroite, les deux côtés de la fente sont parallèles et perpendiculaires à la surface, et la précision dimensionnelle des pièces découpées peut être
