La fabrication industrielle utilise généralement des procédés de fabrication soustractive. La découpe laser de tôles, étape critique de la production, en est un parfait exemple. Ce procédé focalise un faisceau laser sur la surface du matériau. Ce dernier est ensuite brûlé, vaporisé ou fondu, produisant ainsi le résultat souhaité.
La découpe laser étant une technique de précision, elle simplifie la fabrication de composants complexes. Yonglihao Machinery vous offre une qualité supérieure. services de découpe laser de métauxContinuez à lire pour en savoir plus sur la découpe laser de tôles.
Table des matières
Qu'est-ce que la découpe laser de tôles ?
La fabrication de tôles est l'un des procédés de fabrication industrielle les plus courants. Par conséquent, la découpe laser de tôles figure parmi les méthodes les plus populaires. La découpe laser utilise un faisceau lumineux de haute puissance (laser) pour découper des tôles plates et fines. Le processus est guidé par des systèmes optiques et une technologie de commande numérique par ordinateur (CNC). C'est pourquoi les pièces découpées au laser offrent une grande précision.
Histoire de la découpe laser de tôles
La technologie de découpe laser existe depuis plus de 60 ans. Les premières tentatives de découpe de tôles remontent à 1960. Dès 1964, les lasers CO2 étaient utilisés pour des pièces de précision comme le soudage de ressorts d'horlogerie. La découpe laser offre les avantages de l'automatisation et d'une grande précision par rapport aux autres méthodes de découpe. Cela la rend populaire pour la fabrication délicate et la production de masse.
Les lasers à fibre ont été fabriqués dans les années 1960. Cependant, ce n'est qu'à la fin des années 1980 qu'ils ont été commercialisés. Les années 1990 sont considérées comme l'âge d'or de la technologie laser, car elles ont vu l'apparition de divers lasers de haute puissance, tels que les lasers à solide, qui ont considérablement amélioré l'efficacité et la production. Au début des années 2000, la découpe laser était devenue une technologie de fabrication largement acceptée dans divers secteurs, notamment l'automobile et l'aérospatiale.
Types de lasers pour la découpe de tôles
Il existe trois types de lasers utilisés pour la découpe de matériaux dans la fabrication industrielle. Chaque machine possède des caractéristiques uniques qui la distinguent des autres. Voici donc un aperçu complet de ces trois types de machines.
Lasers à fibre
Les équipements de découpe laser à fibre comptent parmi les instruments de découpe de précision les plus puissants. Ce sont des lasers à solide qui utilisent des lasers d'amorçage pour amplifier le faisceau à travers des fibres de verre spécifiques. Ils sont efficaces pour la découpe des métaux, des alliages et des matériaux non métalliques comme le verre, le plastique et le bois. Outre les opérations de découpe simples, ils conviennent également à la gravure et au recuit des métaux.
Les lasers à fibre présentent une saignée plus large que les autres lasers en raison de leur puissance supérieure. Leur durée de vie est d'au moins 25 000 heures et nécessitent donc moins d'entretien. Ils génèrent des faisceaux parmi les plus durables et les plus robustes. Cependant, ils sont particulièrement adaptés à la découpe de matériaux de moins de 20 mm d'épaisseur.
Lasers CO₂
Les lasers à CO2 génèrent des faisceaux lumineux en faisant passer de l'électricité dans un tube contenant un mélange gazeux. Ce mélange est principalement composé de dioxyde de carbone et de gaz rares. L'hélium et l'azote, en particulier, sont les gaz les plus couramment utilisés dans les lasers.
Cependant, ils sont moins puissants que les lasers à fibre. Les lasers CO₂ ne peuvent découper que des matériaux non métalliques tels que le bois, l'acrylique et le plastique. Dans certains cas, ils peuvent également être utilisés pour la découpe laser de tôles, comme par exemple de fines tôles d'aluminium et d'autres métaux non ferreux.
Lasers à cristal
Les lasers à cristal sont disponibles sous deux formes : Nd:YAG (grenat d'yttrium-aluminium dopé au néodyme) et Me:YVO (orthovanadate d'yttrium dopé au néodyme, YVO4). Ces deux machines de découpe sont extrêmement puissantes. Cependant, leur coût est relativement élevé et leur durée de vie est deux fois inférieure à celle des lasers à fibre (8 000 à 15 000 heures). Ils découpent les métaux, les non-métaux et les polymères, revêtus ou non. De plus, les lasers à cristal peuvent découper la céramique sous certaines conditions.
Prêt à démarrer votre prochain projet ? Obtenez un devis personnalisé pour vos besoins d'usinage de pièces.
Trois procédés de découpe laser de tôles
La découpe laser de tôles est un procédé thermique qui utilise un faisceau laser pour découper des portions de tôle. Il existe trois principales méthodes de découpe de tôles.
Découpe par fusion par faisceau laser
La découpe par fusion utilise un gaz de coupe inerte, souvent de l'azote ou de l'argon, pour propulser le matériau en fusion hors du chalumeau. L'utilisation de gaz inerte évite l'oxydation de l'arête de coupe sans perturber le processus. Ce procédé convient aux tôles plates et fines, ainsi qu'aux matériaux exigeant un rendu visuel élevé avec un post-traitement minimal.
Découpe au chalumeau par faisceau laser
Lors de l'oxycoupage laser, la matière fondue est expulsée à l'aide d'oxygène. Cela crée une réaction exothermique, augmentant ainsi l'apport énergétique global de l'opération. Cette méthode est adaptée à la découpe de l'acier doux et d'autres tôles, ainsi que des matériaux fusibles comme la céramique.
Découpe par sublimation au laser
Ce type de découpe laser utilise le laser pour vaporiser les parties du matériau les moins fondues. Comme pour la découpe par fusion, des gaz inertes tels que l'azote, l'hélium ou l'argon sont utilisés comme gaz de coupe pour garantir l'absence d'oxydants sur les arêtes de coupe. Bien que lente, cette technique produit des arêtes de haute qualité pour une découpe précise.
Avantages de la découpe laser de tôles
Voici cinq avantages significatifs de cette approche de production :
Coupes de haute précision
La découpe laser utilise un faisceau lumineux pour découper les métaux avec une précision extrême. Le laser fond et évapore les matériaux avec une précision supérieure à celle de nombreux procédés de découpe conventionnels. Certains équipements de découpe offrent des tolérances de 1 à 3 mm. Cependant, les découpeurs laser peuvent découper avec une précision de 0,003 mm.
Utilisation élevée des feuilles
Les découpeuses laser permettent d'utiliser une part importante des matériaux de fabrication. Ce procédé laisse peu ou pas de gaspillage, car la machine maximise la quantité de pièces utilisables sur la tôle. Ainsi, vous n'avez pas à vous soucier des surplus de matériaux. Vous pouvez acheter la quantité exacte et être sûr qu'elle sera suffisante.
Polyvalence de coupe extrême
Les procédés de découpe laser sont extrêmement adaptables et polyvalents. Une seule machine de découpe laser est idéale pour une grande variété de tâches, comme les découpes simples ou sophistiquées avec des détails précis, des marquages, des perçages et des gravures. Ainsi, les fabricants n'ont pas besoin de remplacer régulièrement leurs outils pendant le processus.
Faible consommation d'énergie
Contrairement à certains autres équipements de découpe, les découpeuses laser ne nécessitent pas le déplacement de sections distinctes. Cela leur permet de découper efficacement des morceaux de matériau sans consommer trop d'énergie. Si les découpeuses laser peuvent fonctionner avec une puissance de 10 kW, la plupart des autres opérations peuvent nécessiter jusqu'à cinq fois cette puissance.
Peu ou pas de dégâts
Vous pensez peut-être que l'exposition des matériaux à la chaleur lors de la découpe laser entraînera des déformations, des déformations, voire des dommages complets. Or, c'est faux. Les pièces affectées par la chaleur lors de la découpe laser sont mineures et présentent peu de risques pour la tolérance des caractéristiques ou des composants après fabrication.
Inconvénients de la découpe laser de tôles
Malgré ses nombreux avantages, la découpe laser de tôles présente plusieurs inconvénients. Examinons-les.
Besoin d'un opérateur spécialisé
Pour exploiter pleinement vos découpeuses laser, vous devrez peut-être faire appel à un expert pour la création de pièces. Un expert, par exemple, détectera rapidement une erreur ou un mauvais réglage susceptible de compromettre les processus de production, voire l'intégrité de la machine.
Limites d'épaisseur du métal
Bien que la découpe laser soit efficace sur une large gamme de matériaux, y compris les tôles, il est préférable d'utiliser d'autres méthodes de découpe pour les métaux épais. Les découpeuses laser classiques sont idéales pour la découpe de tôles d'aluminium d'une épaisseur maximale de 15 mm et d'acier de 6 mm.
Gaz nocifs
Lors de la découpe de plastique, les découpeuses laser émettent d'importantes quantités de fumées dangereuses. En effet, elles font fondre et évaporer le plastique. Il est donc essentiel de réaliser la découpe laser dans un endroit bien ventilé ou un environnement de travail sûr.
Investissement initial élevé
Les découpeuses laser haut de gamme sont onéreuses. Une découpeuse laser basique peut coûter environ 1 TP6T3 000, soit deux fois plus cher qu'une découpeuse à jet d'eau ou à plasma. Par conséquent, s'engager dans des services de découpe laser pour une entreprise nécessite un investissement initial important.
Conseil de conception pour les pièces découpées au laser
Pour une utilisation efficace et efficiente de vos produits de découpe laser, suivez les conseils ci-dessous lors de la conception de votre produit.
Le métal à couper ne doit pas être trop épais.
L'épaisseur est un élément important à prendre en compte lors des opérations de découpe laser. Elle est directement liée à la puissance du laser. Par conséquent, plus l'épaisseur augmente, plus la capacité du laser à pénétrer et à couper le matériau diminue. Cependant, augmenter la puissance du laser peut améliorer les chances de découpe de ce type de matériau.
Souvenez-vous du Kerf
La conception du laser nécessite de prendre en compte ce que l'on appelle le trait de scie. Il s'agit de la substance qui s'évapore lorsque le faisceau laser frappe le matériau découpé. Ce phénomène n'est pas propre à la découpe laser. On l'observe également dans d'autres procédés d'usinage soustractif. Le trait de scie est dû à l'épaisseur du faisceau laser. Il est donc essentiel d'en tenir compte dès la conception.
Choisissez le bon matériau
Le choix du matériau approprié est primordial avant toute opération de découpe laser. Ce choix dépend des caractéristiques souhaitées pour le produit fini. Les qualités des matériaux, telles que la rigidité, la translucidité et l'élasticité, varient. Yonglihao Machinery propose une variété d'options de découpe laser pour la tôle, ainsi que pour les plastiques et le papier.
Les espacements sont importants
Pour éliminer les erreurs et obtenir les meilleurs résultats possibles, la découpe laser nécessite un espacement précis. L'espacement minimal doit être égal à l'épaisseur du matériau. Par exemple, pour la découpe laser de tôle, si la tôle fait 2 mm d'épaisseur, la distance entre les deux tracés doit être de 2 mm. Ceci est particulièrement important si vous prévoyez de travailler sur différents modèles de tôle découpés au laser.
Convertissez votre texte en points d'ancrage et en courbes
Toutes les opérations laser n'impliquent pas la découpe de texte. Si vous devez inclure du texte, assurez-vous que les lettres sont espacées et en gros caractères. Cela garantit une opération plus fluide et de meilleurs résultats. Si les lettres sont proches les unes des autres, elles risquent de se chevaucher, ce qui entraînera une inscription inintelligible.
Dois-je investir dans une machine de découpe laser ou choisir un service ?
Les services de découpe laser sont essentiels à de nombreux processus industriels, qu'il s'agisse de la fabrication de petits équipements ou de grandes entreprises comme l'aéronautique et l'automobile. Cette technique est très performante et efficace, et peut être utilisée avec une grande variété de matériaux.
Cependant, pour les petites entreprises de fabrication, le choix le plus judicieux est de privilégier un service plutôt qu'un investissement dans une machine. C'est une excellente façon de réaliser des économies tout en garantissant la qualité à ses clients. Cependant, si le budget le permet, investir dans une machine de découpe laser peut s'avérer très avantageux, car cet instrument offre de nombreux avantages.
Quoi qu'il en soit, le choix appartient entièrement aux producteurs. Si vous décidez de faire appel à un service, contactez Yonglihao Machinery. Yonglihao Machinery vous propose des services de découpe laser de haute qualité.
Prêt à démarrer votre prochain projet ? Obtenez un devis personnalisé pour vos besoins d'usinage de pièces.
Pourquoi choisir Yonglihao Machinery ?
Vous recherchez une entreprise capable de garantir des services de découpe laser de haute qualité ? Yonglihao Machinery est la solution idéale pour vos besoins de fabrication.
Nous sommes une entreprise réputée qui propose des services de fabrication de tôles pour la réalisation rapide de prototypes et la production sur mesure. Nous garantissons des services de découpe laser de tôles de haute qualité. De plus, nous pouvons fournir des solutions à la demande économiques et adaptées à vos besoins.
Nous proposons également des prototypes en petite série et des productions à grande échelle. Avec Yonglihao Machinery, vous avez l'assurance que vos produits seront exempts de tout problème de fabrication de tôle, notamment pour des pièces uniques aux détails complexes. De plus, nous proposons des services de qualité supérieure. CNC services, l'impression 3D et services de moulage sous pression.
Alternatives à la découpe laser
Si vous ne souhaitez pas utiliser la découpe laser et ne savez pas comment découper des formes dans de la tôle, voici quelques alternatives haut de gamme pour vos besoins de production.
EDM
EDM à fil Son fonctionnement est similaire à celui de la découpe laser. En effet, elle utilise également la chaleur pour retirer de la matière. Elle utilise des décharges électriques (étincelles) pour découper la forme souhaitée dans un matériau. Comparée à la découpe laser, l'électroérosion produit une finition de surface plus lisse avec une zone d'impact thermique plus petite. Elle peut également être utilisée pour découper des matériaux résistants.
Fraisage CNC
Fraisage CNC Utilise des fraises rotatives à grande vitesse pour façonner les matériaux. Le fraisage est efficace avec les métaux, les alliages et les non-métaux. Il s'agit d'une technologie de fabrication soustractive de haute précision, similaire à la découpe laser. La principale différence entre les deux méthodes réside dans le fait que le fraisage utilise des outils de coupe – des fraises rotatives – pour sculpter ou façonner des motifs. La découpe laser utilise des faisceaux lumineux pour fondre ou brûler les formes.
Découpe plasma
La découpe plasma est un procédé qui utilise un flux de gaz ionique chaud pour découper des tôles. Une étincelle électrique génère une grande quantité de chaleur dans un gaz comprimé, comme l'air, l'hydrogène ou l'argon, ce qui provoque le déplacement des atomes. Les molécules entrent alors en collision les unes avec les autres, les séparant du gaz. Comparé à un découpeur laser, un coupeur plasma peut couper des métaux beaucoup plus épais.
Conclusion
La découpe laser est une technologie utilisée en prototypage rapide pour découper des matériaux. Cette page présente son fonctionnement, son historique, ses différents types et d'autres informations que vous connaissez peut-être. Nous espérons que vous avez appris quelque chose sur la découpe laser. Cependant, vous pouvez compter sur Yonglihao Machinery pour vous fournir les meilleurs services de découpe laser.