Comment utiliser une machine de découpe laser : Guide de l'utilisateur

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Date de publication : 22 mai 2024

I. Introduction

Une machine de découpe laser, en tant que type d'équipement, utilise des faisceaux laser de haute densité pour découper, graver et poinçonner. Son principe de fonctionnement est que les faisceaux laser générés par le générateur irradient la surface des pièces à usiner pour faire fondre, évaporer et brûler la couche superficielle du matériau.

En même temps, après que le gaz à haute pression a soufflé la matière en fusion, la coupe est terminée.

La technologie de découpe au laser a été largement appliquée au traitement des métaux, à la fabrication électronique, à l'industrie automobile, à l'aérospatiale et à la publicité. Elle présente les avantages d'une vitesse élevée, d'une grande précision, de fentes étroites et de petites zones affectées par la chaleur.

découpeur laser

L'utilisation correcte d'une machine de découpe laser peut améliorer l'efficacité du traitement et la qualité du produit, prolonger la durée de vie du produit et réduire les coûts de maintenance. Au contraire, une utilisation incorrecte peut endommager les machines, diminuer la qualité du traitement et même entraîner des incidents de sécurité.

Il est donc essentiel que les opérateurs et les chefs d'entreprise aient une connaissance approfondie des principes de fonctionnement des machines de découpe laser, des procédures d'exploitation, des mesures de sécurité et de la maintenance.

L'article vise à fournir un guide d'utilisation complet et détaillé sur les machines de découpe au laser. Grâce à ce guide, les lecteurs acquerront les connaissances de base, les procédures d'utilisation et les conseils et astuces avancés.

Que vous soyez un débutant ou un opérateur expérimenté, cet article peut vous fournir des informations précieuses pour améliorer l'efficacité et la sécurité de l'utilisation de la machine de découpe laser.

II. Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser ?

Pour apprendre et comprendre ce qu'est une machine de découpe laser, il faut répondre à trois questions : Qu'est-ce qu'une machine de découpe laser et comment fonctionne-t-elle ? Quels sont les différents types de machines de découpe laser en fonction des lasers ? Quelles sont les applications des machines de découpe laser dans les différentes industries ?

1. Définition et éléments de base

(1) Définition

La machine de découpe laser est un équipement qui utilise des faisceaux laser de haute puissance pour découper, graver et perforer.

Son principe de fonctionnement est le suivant : les faisceaux laser générés par le générateur irradient la surface des pièces à usiner de manière à faire fondre, évaporer et brûler la couche superficielle du matériau. En même temps, après que le gaz à haute pression a soufflé le matériau fondu, la découpe est terminée.

 machine de découpe laser

(2) Composants de base

Une machine de découpe laser se compose principalement des éléments suivants :

  • Laser : une pièce maîtresse pour générer des faisceaux laser
  • Système optique : il comprend des miroirs réfléchissants et des lentilles de focalisation pour transmettre et focaliser les faisceaux laser.
  • Système de commande CNC : il contrôle les mouvements et les paramètres de traitement d'une machine de découpe laser.
  • Établi : il sert à placer et à fixer le matériel à traiter.
  • Système de refroidissement : il refroidit le générateur laser et le système optique afin d'éviter toute surchauffe.

Selon les types de laser, les machines de découpe laser peuvent être divisées en machines de découpe laser à CO2, machines de découpe laser à fibre et machines de découpe laser à YAG.

  • Système d'évacuation des fumées : il élimine les fumées et les gaz résiduels produits pendant le traitement, ce qui permet de maintenir un environnement de travail propre.

2. Types de machines de découpe laser (CO2, fibre, Nd:YAG)

(1) Machines de découpe laser CO2

Il utilise des gaz CO2 comme support laser et convient à la découpe de matériaux non métalliques et à la découpe de certains matériaux métalliques.

(2)Machines de découpe laser à fibre

Utilisant la fibre comme support laser, il présente une grande efficacité, des économies d'énergie et de faibles coûts de maintenance, et convient à divers matériaux métalliques.

machine de découpe laser

(3) Machine de découpe laser YAG

Il utilise un cristal de grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au néodyme comme support laser, adapté à un traitement très précis et exquis.

(4) Comparaison

Ce tableau présente une comparaison complète des trois types de machines de découpe laser, en mettant en évidence leurs principales caractéristiques, leurs avantages et leurs inconvénients.

Caractéristique/aspectMachine de découpe laser CO2Machine de découpe laser à fibreDécoupe laser Nd:YAG Machine
Laser MoyenCO2 gazeuxFibre optique dopée aux terres raresGrenat d'aluminium et d'yttrium dopé au néodyme (Nd:YAG)
Longueur d'onde10,6 micromètres1,064 micromètres1,064 micromètres
Adéquation des matériauxNon-métaux (bois, acrylique, plastique), certains métauxMétaux (acier, aluminium, cuivre, laiton)Métaux, céramiques, certains plastiques
Vitesse de coupeModéréHautModéré
Épaisseur de coupeConvient aux matériaux plus épaisIdéal pour les matériaux d'épaisseur fine à moyenneConvient aux matériaux d'épaisseur fine à moyenne
Qualité du faisceauBonExcellentBon
EfficacitéInférieur (10-20%)Plus élevé (25-30%)Modéré
Exigences en matière de maintenancePlus élevé (nécessite un entretien régulier des optiques)Plus faible (état solide, moins de pièces mobiles)Modéré (nécessite l'entretien des lampes flash)
Coût initialModéréPlus élevéHaut
Coût de fonctionnementPlus élevé (consommables comme le gaz, entretien des optiques)Plus faible (moins de consommables, plus d'efficacité)Modéré
Durée de vie de la source laser8 000 à 15 000 heures50 000-100 000 heures8 000 à 15 000 heures
Exigences en matière de refroidissementNécessite un refroidissement par eauRefroidissement par air ou par eauNécessite un refroidissement par eau
ApplicationsSignalisation, travail du bois, plastiques, textilesAutomobile, aérospatiale, électronique, métallurgieDispositifs médicaux, mécanique de précision, bijouterie
AvantagesPolyvalent, adapté aux non-métaux, coût initial moins élevéHaute efficacité, faible entretien, excellent pour les métauxHaute précision, bonne pour les métaux et les non-métaux
InconvénientsCoûts d'exploitation plus élevés, efficacité moindreCoût initial plus élevé, meilleur pour les métauxCoûts initiaux et d'exploitation élevés, efficacité moyenne

En outre, j'aimerais vous présenter un tableau plus simple pour une comparaison encore plus intuitive.

3. Applications dans diverses industries

D'une manière générale, les machines de découpe laser sont largement utilisées dans de nombreux secteurs.

(1) Traitement des métaux

Ils peuvent couper l'acier, l'acier inoxydable et l'alliage d'aluminium et conviennent à la fabrication mécanique et au traitement de la tôle.

(2) Fabrication électronique

Ils peuvent découper des circuits imprimés et des composants électroniques et conviennent donc à la production et à l'assemblage de produits électroniques.

découpeur laser

(3) Industrie automobile

Ils sont capables de découper des composants de véhicules et des pièces de carrosserie afin d'améliorer l'efficacité de la production et la qualité des produits.

(4) Aérospatiale

Ils sont utilisés pour la coupe de matériaux aérospatiaux et répondent aux exigences de vitesse et de résistance élevées.

(5) Publicité

Ils peuvent découper l'acrylique, le bois et le plastique pour la production de panneaux d'affichage et d'enseignes.

machine-outil adh

III. Guide étape par étape pour l'utilisation d'une machine de découpe laser

Regardons une courte vidéo !

Étape 1 : Préparation du matériel

(1) Types de matériaux adaptés à la découpe laser

Les machines de découpe laser peuvent découper toutes sortes de matériaux, y compris des matériaux métalliques et non métalliques. Voici quelques matériaux qui conviennent généralement à la découpe laser :

  • Matériaux métalliques : acier inoxydable, acier au carbone, aluminium, cuivre et laiton.
  • Non-matériaux : bois, acrylique, plastique, cuir, papier et tissu.
acier inoxydable

(2) Conseils pour la préparation du matériel

  • Surface du matériau propre : veiller à ce que la surface du matériau soit exempte de taches d'huile, de poussière et d'autres impuretés afin de garantir la qualité de la coupe.
  • Vérifier l'épaisseur du matériau : choisir la puissance du laser et la vitesse de coupe appropriées en fonction de l'épaisseur du matériau.
  • Fixer le matériau : assurer l'immobilité du matériau pour minimiser les erreurs de coupe.

Étape 2 : Chargement du matériel

(1) Placement et fixation corrects

  • Placement à plat : Placez les matériaux à plat sur l'établi afin de garantir le parallélisme entre la surface du matériau et la tête de coupe.
  • Fixer le matériau : utiliser des pinces, des aimants et d'autres outils pour fixer les matériaux afin d'éviter qu'ils ne bougent pendant la découpe.
découpeur laser

(2) Réglage de la tête du laser

  • Réglage de la hauteur : la hauteur de la tête laser est ajustée en fonction de l'épaisseur du matériau, ce qui garantit que le faisceau laser est focalisé sur la surface du matériau.
  • Calibrage de la trajectoire de coupe : s'assurer que la tête de coupe se déplace le long de la trajectoire de coupe afin d'éviter les erreurs de coupe.

Étape 3 : Configuration des paramètres de la machine

(1) Réglages de la puissance et de la vitesse

  • Puissance du laser : la puissance du laser doit être choisie en fonction du type et de l'épaisseur des matériaux. En général, les matériaux plus épais nécessitent une puissance plus élevée.
  • Vitesse de coupe : le choix de la vitesse de coupe doit être basé sur les types de matériaux et les exigences de coupe. Des vitesses de coupe plus élevées conviennent pour les matériaux plus fins et des vitesses plus faibles pour les matériaux plus épais.

(2) Concentration et alignement

  • Réglage de la longueur focale : les lasers sont focalisés sur les surfaces des matériaux afin d'optimiser les performances de découpe.
  • Alignement de la trajectoire de coupe : utiliser des outils ou des logiciels d'alignement pour s'assurer que la tête du laser est alignée avec précision sur la trajectoire de coupe.
découpeur laser

Étape 4 : Exécution d'un test de coupe

(1) Importance des coupes de tests

  • Vérification des réglages : vérifiez que les réglages de la puissance du laser, de la vitesse de découpe et de la longueur focale sont appropriés en effectuant des essais de découpe.
  • Contrôler la qualité de la coupe : effectuer des tests pour vérifier si les arêtes de coupe sont lisses et exemptes de bavures, et si la profondeur de coupe répond aux exigences.

(2) Analyse des résultats des tests et ajustements

  • Analyse des résultats des tests : analyse de la qualité et de la performance de la coupe sur la base des résultats de la coupe
  • Ajuster les paramètres : ajuster les puissances du laser, la vitesse de coupe et les longueurs focales en fonction des résultats de l'analyse afin d'assurer la qualité de la coupe.

Étape 5 : Exécution du montage final

découpeur laser

(1) Contrôle du processus de coupe

  • Inspection en temps réel : l'état de fonctionnement d'une machine de découpe laser doit être inspecté pendant la découpe afin de garantir le processus de découpe.
  • Traiter les exceptions : Si des anomalies sont détectées, telles que des écarts de coupe ou des mouvements de matériau, il convient d'interrompre rapidement la coupe et de procéder à des ajustements.

(2) Inspection et ajustements après la coupe

  • Vérifier la qualité de la coupe : après la coupe, vérifier si les arêtes de coupe sont lisses et exemptes de bavures et si la profondeur de coupe est conforme aux exigences.
  • Traitement post-coupe nécessaire : élimination des bavures, nettoyage des surfaces coupées, etc. pour garantir la qualité du produit final.

Grâce aux guides d'utilisation étape par étape ci-dessus, les opérateurs et les débutants peuvent utiliser les machines de découpe laser correctement et en toute sécurité, tout en garantissant la performance et l'efficacité de la découpe.

VI. Conseils et astuces avancés

1. Optimisation de la vitesse de coupe et de la qualité

La vitesse et la précision sont deux facteurs clés du processus de coupe. Pour maximiser les résultats de la coupe, il convient de trouver un équilibre entre la vitesse et la précision.

découpeur laser

(1) Équilibre entre vitesse et précision

  • Régler la puissance du laser

La puissance du laser affecte directement la vitesse et la qualité de la découpe. Une puissance élevée améliore la vitesse de coupe, mais diminue la douceur de l'arête de coupe.

Au contraire, une faible puissance améliore la précision de la coupe mais diminue la vitesse de coupe. Il est donc essentiel de régler correctement la puissance du laser en fonction de l'épaisseur et du type de matériau.

  • Choisir la bonne longueur focale

La longueur focale détermine l'emplacement du point focal du faisceau laser. Une longueur focale appropriée permet de s'assurer que les faisceaux laser forment un petit point sur la surface du matériau afin d'améliorer la précision de la découpe. Normalement, les longueurs focales plus courtes conviennent aux matériaux plus fins, tandis que les plus longues conviennent aux matériaux plus épais.

découpeur laser
  • Optimiser les trajectoires de coupe

Des trajectoires de coupe appropriées peuvent réduire la distance de déplacement d'une tête de coupe, améliorant ainsi l'efficacité de la coupe. Les trajectoires de coupe conçues par le logiciel de CAO doivent éviter les virages inutiles et les coupes répétitives.

  • Utiliser le gaz d'assistance

Les gaz d'assistance, tels que l'oxygène, l'azote ou l'air, peuvent aider à nettoyer la matière en fusion pendant la coupe, améliorant ainsi la qualité de la coupe. Les gaz d'assistance varient en fonction des matériaux. Par exemple, l'oxygène convient à la découpe de l'acier au carbone, tandis que l'azote convient à la découpe de l'acier inoxydable et de l'aluminium.

(2) Techniques de coupe pour différents matériaux

Les différents matériaux présentent des caractéristiques différentes, ce qui nécessite d'adopter des techniques de coupe différentes.

  • Matériaux métalliques

Ce tableau fournit une référence détaillée pour le choix du gaz d'assistance, la fonction du gaz d'assistance, la puissance du laser, la vitesse de coupe et d'autres considérations pour la coupe de différents matériaux métalliques avec un laser.

Matériau métalliqueGaz d'assistanceFonction de gaz d'assistancePuissance du laserVitesse de coupeAutres considérations
Acier au carboneOxygèneRéagit avec l'acier au carbone pour produire une température élevée, augmentant la vitesse de coupe.Moyen à élevéMoyenContrôle de la puissance du laser et de la vitesse de coupe pour éviter une fusion excessive
Acier inoxydableAzotePrévient l'oxydation de la surface, maintient les arêtes de coupe lissesHautLenteurAssurer la qualité de la coupe, éviter l'oxydation des arêtes
AluminiumAzote ou airPrévient l'oxydation, s'adapte à la haute réflectivitéHautMoyenVeillez tout particulièrement à la focalisation du faisceau laser afin d'éviter que la réflexion n'endommage le laser.
acier caobon
découpeur laser
  • Matériaux non métalliques

Ce tableau fournit une référence rapide pour le choix du gaz d'assistance, de la puissance du laser, de la vitesse de coupe et des considérations clés lors de la découpe au laser de divers matériaux non métalliques.

Matériau non métalliqueGaz d'assistancePuissance du laserVitesse de coupeConsidérations
BoisAirFaibleRapideÉviter les brûlures excessives
AcryliqueAir ou azoteMoyenMoyenAssurer des arêtes de coupe lisses
TissuAirFaibleRapideÉviter de fondre ou de brûler

Ce tableau fournit une référence rapide pour le choix du gaz d'assistance, de la puissance du laser, de la vitesse de coupe et des considérations clés lors de la découpe au laser de divers matériaux non métalliques.

2. Utilisations créatives de la découpe laser

(1) Conceptions et projets personnalisés

La technologie de la découpe au laser n'est pas seulement largement utilisée dans la fabrication industrielle, elle présente également un potentiel important pour les projets créatifs et personnalisés.

  • Meubles sur mesure
Meubles sur mesure

Les découpeurs laser peuvent découper le bois, le métal et l'acrylique avec précision et permettre la conception de meubles personnalisés. Les designers peuvent créer des motifs et des structures complexes à l'aide de machines de découpe au laser afin de fournir un service de conception de meubles personnalisés.

  • Production d'œuvres d'art

Les découpeurs laser peuvent réaliser des œuvres d'art exquises, telles que des sculptures, des décorations, des luminaires, etc. Les artistes peuvent découper des motifs et des détails précis et réaliser des œuvres d'art uniques.

  • Modélisation

La découpe laser peut être utilisée pour réaliser des modèles de construction, de mécanique et d'outillage. Cette technologie permet de découper chaque pièce avec précision et de l'assembler rapidement.

Modélisation

(2) Opportunités commerciales

La technologie de la découpe laser offre de nombreuses opportunités commerciales. Voici les opportunités commerciales que vous pouvez explorer grâce aux machines de découpe laser.

  • Service de produits personnalisés

Vous pouvez fournir des produits personnalisés, tels que des meubles, des cadeaux et des décorations personnalisés. La technologie de découpe laser permet de répondre aux demandes personnalisées et de fournir des produits personnalisés de haute qualité.

  • Petits lots de production

La technologie de découpe laser convient à la production de petites séries et permet de répondre rapidement aux demandes du marché. Les entreprises peuvent utiliser la technologie des machines de découpe laser pour réaliser de petits lots de production, réduire les coûts de production et améliorer l'efficacité des produits.

  • Studio de création

Ouvrir un studio de création, fournir des équipements de découpe laser et une assistance technique aux concepteurs, artistes et fabricants. Le studio de création peut devenir une plateforme innovante pour la technologie de découpe au laser, favorisant la combinaison de la conception créative et de l'application technique.

En résumé, la technologie de découpe au laser joue non seulement un rôle important dans la fabrication industrielle, mais elle présente également un potentiel énorme en matière de création et d'applications commerciales.

machine de découpe laser à fibre

En optimisant continuellement la vitesse et la qualité de la découpe, l'exploration d'applications créatives de la découpe laser permet d'obtenir des effets de découpe plus efficaces et plus précis, ce qui ouvre de nouvelles perspectives commerciales.

V. Conclusion

En suivant le guide pas à pas pour les utilisateurs de découpeurs laser, vous pouvez commencer à explorer la technologie de la découpe laser.

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