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| Le principe |
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| Le faisceau est focalisé par une lentille, au travers d’une buse dans laquelle arrive un gaz d’assistance coaxial au faisceau. Lorsque la puissance spécifique moyenne sur la pièce est supérieure à 105 W/cm2, on observe dans l’épaisseur du matériau et au point de focalisation du faisceau la formation d’un capillaire. Le jet de gaz combiné à l’avance de la pièce (ou du faisceau) permet d’obtenir une ligne de coupe. |
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| Cette figure récapitule l'ensemble des paramètres qui influencent la qualité d'une découpe |
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| Découpe au laser CO2 |
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Découpe au laser YAG |
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| Les équipements |
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Les deux lasers utilisés pour la découpe des matériaux sont le laser YAG et le laser CO2.
Les performances diffèrent suivant le type de découpe à réaliser (vitesse et épaisseur sont étroitement liées, et dépendent également de la nature des pièces à découper). Succinctement, les caractéristiques de ces lasers les plus importantes pour cette applications sont récapitulées dans le tableau ci-dessous : |
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Laser YAG |
Laser CO2 |
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Longueur d'onde
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1,06 µm (proche infrarouge)
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10,6 µm (infrarouge lointain)
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Transport du faisceau
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Fibres optiques / Miroirs
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Miroirs
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Puissance moyenne
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0,1 à 2 kW |
0,5 à 45 kW |
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Mode d'émission
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Continu et/ou impulsionnel
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Continu et/ou impulsionnel
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Matériaux découpés
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matériaux ferreux et non ferreux (aluminium, cuivre), aciers inoxydables, céramiques, silicium |
bois, plastique, papier, acier, aluminim |
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Performances
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- Epaisseurs découpées : de 0,05 à 4 mm suivant les matériaux et le mode d’émission - Vitesse de découpe : 2m/min maximum - Précision : +/- 0,02 mm pour les lasers pulsés |
- Epaisseurs (aciers) : jusqu’à 12-15 mm - Vitesse de découpe : comprise entre 0,8 et 10 m/min - Précision : +/- 0,1 mm |
| Avantages du laser |
- Transport possible par fibre optique
- Grande précision de coupe sur des épaisseurs fines
- Possibilité de découpe en 3D
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- Grande souplesse d'utilisation
- Vitesse de découpe élevée pour les matériaux absorbant la longueur d’onde concernée (tissus, papier…)
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| Inconvénients |
- Les matériaux réfléchissants tels que le cuivre, l’or, l’argent, l’aluminium, etc. sont difficiles à découper
- Epaisseur de découpe limitée
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- Compliqué à mettre en œuvre en plus de 3 axes en raison du transport du faisceau |
| Secteurs d'applications |
Découpe de pièces en inox, acier, aluminium, cuivre, ainsi que céramique, silicium pour l'électronique, l'horlogerie, l'aéronautique, pièces embouties pour l’automobile |
Découpe de :
- pièces de tissus,
- mobilier,
- bois pour la marqueterie,
- nombreuses pièces métalliques pour l'industrie…
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| Sources : |
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- Les guides de l'innovation : les applications innovantes des lasers de puissance dans l'industrie, NOVELECT.
- Site internet de l'IREPA Laser |
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