introduction
Les lasers à fibres pulsées nanosecondes sont généralement utilisés pour le marquage laser, mais comme le coût des lasers à fibres pulsées nanosecondes est faible, compact, fiable et ne nécessite pas d'entretien fréquent, il convient également très bien pour la découpe par évaporation. En adoptant des conceptions telles que le MOPA (Master Amplifier Power Amplifier) qui module directement le laser de départ, nous pouvons obtenir des impulsions courtes et une puissance de crête relativement élevée. Ces technologies ont transformé le laser en un outil de traitement efficace pour couper les métaux.
Comme alternative à un couteau à onde continue, un laser à fibre pulsée peut être utilisé dans le processus de coupe par évaporation à passages multiples. Le dispositif de surveillance contrôle le laser pour passer dans les deux sens à travers la ligne de coupe, en retirant seulement une petite quantité de métal à la fois, sans avoir besoin de buses et d'assistance. gaz. Cette technologie fournit une solution flexible, précise et raisonnable. Et cet appareil est essentiellement un simple système de marquage laser.
Cette technologie de coupe peut être appliquée à une large gamme de matériaux, des métaux non ferreux et des métaux non ferreux aux céramiques, aux matériaux polymères et même aux composites contenant du carbone. La vitesse de coupe peut être facilement modifiée. Pour les plaques métalliques minces, elle peut être inférieure à 10 mm / min. Pour les matériaux épais, la vitesse de coupe peut être supérieure à 1 mm / min. Lorsqu'elles sont utilisées pour couper du métal épais, des techniques spéciales telles que la compensation de ligne de coupe ou l'oscillation du faisceau doivent être utilisées pour augmenter efficacement la largeur de la coupe. Ces vitesses peuvent être lentes par rapport à la découpe laser traditionnelle, mais pour de nombreuses applications, le faible coût et la flexibilité des lasers à fibres pulsées nanosecondes sont très attractifs.
Les résultats expérimentaux montrent que tous les modèles SM / HS / HM de lasers SPI peuvent réaliser une coupe efficace, mais les caractéristiques de coupe de chaque machine seront légèrement différentes, ce qui est lié au choix des matériaux et à la sortie requise. En prenant l'exemple de la largeur de fente étroite, un laser SM avec un faisceau de haute qualité et un petit spot est le plus approprié. Pour les matériaux plus épais, le type HM avec une puissance de crête plus élevée et un spot de plus grande taille sera meilleur.
Matériau aluminium
L'aluminium pur et les alliages d'aluminium sont largement utilisés et certaines pièces petites et complexes peuvent être découpées dans des matériaux plus épais. (Figure 1) La surface finie n'a pas un grand effet comme le dessin, et la pièce polie peut également être très bien coupée. Les pièces jusqu'à 2 mm d'épaisseur peuvent être coupées et façonnées comme ceci, mais la vitesse sera plus lente.
Image 1 Les échantillons de coupe comprennent: 1. 2 mm de tôle d'aluminium, 0. 2 mm de tôle d'acier d'étain 0. 5 mm et 2 mm d'aluminium poli.
Acier inoxydable
L'acier inoxydable est un matériau très largement utilisé. En particulier dans l'industrie médicale, les exigences de précision de coupe sont très élevées. Pour les matériaux de qualité {0 5 mm 304 d'épaisseur, un simple système de numérisation peut être utilisé pour atteindre une vitesse de coupe supérieure à 20 mm / min tout en obtenant une bonne qualité de coupe. Cependant, en utilisant un laser 40 W HM, équipé d'une tête de coupe fixe et d'un gaz auxiliaire coaxial, la vitesse de coupe sur 20 0L'acier inoxydable μm peut atteindre plus de 1. 5 m / min! (Image 2)
Image 2 Traitement de 200 tôles d'acier inoxydable d'une épaisseur de 40 W HM
1. 5 m / min
Matériau en titane
Les plaques minces en titane sont faciles à couper. Pour les applications d'ingénierie, il faut veiller à ce que l'oxydation des bords n'affecte pas la qualité des bords coupés. Cependant, pour les applications avec des fonctions techniques moins exigeantes, comme les bijoux décoratifs, ce procédé est idéal et peut être combiné avec un marquage couleur.
Image 3 Bijoux artisanaux en titane 300 um d'épaisseur, utilisant 20 Vitesse de découpe laser W HS 1-2 mm / s
Matière hautement réfléchissante
Le cuivre, le laiton, l'argent et l'or ont tous une réflectance et une conductivité électrique extrêmement élevées, de sorte que ces matériaux sont souvent considérés comme très difficiles à couper. Une densité de puissance élevée est requise pour démarrer le processus de découpe, mais la découpe est facile avec des lasers à fibre nanoseconde.
Le laiton est généralement considéré comme un matériau difficile pour la découpe au laser, et il est souvent utilisé comme matériau expérimental avant de couper l'or pour tester et étudier les paramètres de coupe. Tant qu'il y a une puissance de crête suffisante, les matériaux assez épais ou même jusqu'à 1 mm peuvent être coupés avec un laser 20 W HS, et la qualité est très bonne. Si un laser 40 W HM est utilisé, l'épaisseur maximale pouvant être traitée peut atteindre 2 mm. (Image 4)
L'image 4 est 0. 8 engrenage en laiton d'épaisseur de mm traité par 20 laser W, prend 7 minutes
De nombreuses applications d'ingénierie nécessitent de couper le cuivre, en particulier dans les domaines électrique et électronique, en particulier les matériaux en tôle. Bien que le matériau ait une réflectivité et une conductivité élevées, la puissance de crête élevée couplée au métal rend la précision de coupe très élevée et sans bavures (figure 5). Une application émergente est la découpe en cuivre des pistes de précipitation sur les cartes PCB, car il existe certaines exigences pour la découpe des pistes conductrices sur les cartes.
Image 5 Découpe de tôles de cuivre à l'aide d'un 20 laser à fibre W
Par exemple, des métaux précieux tels que l'argent et l'or, nous pouvons utiliser le laser pulsé pour couper, car cette technologie peut compléter des formes très complexes, et le taux de déchets de matériaux est très faible, ce qui est sans aucun doute très attrayant pour les bijoutiers. L'image ci-dessous est une très belle plaque d'argent de bonne qualité avec un diamètre de 20 mm. Il a été coupé avec un laser 20 W HS. (Image 6)
Conclusion
Les lasers à fibres pulsées nanosecondes conviennent très bien à la coupe par évaporation. Les exemples ci-dessus montrent que de nombreux métaux peuvent être coupés par des lasers, ce qui montre également que ces lasers sont polyvalents.