Découpe laser performante :ce qui compte vraiment

Les performances de découpe laser sont constamment améliorées presque quotidiennement, mais l'obtention de performances réelles dans la découpe laser ne se limite pas à la machine elle-même. La vraie performance consiste à obtenir une pièce de qualité de la machine aussi rapidement et efficacement que possible. Dans le passé, cela signifiait obtenir des résonateurs laser de plus en plus puissants, ce qui entraînait à son tour des temps de coupe de plus en plus rapides. De nombreux ateliers ont également ajouté une automatisation ou davantage de systèmes de découpe au laser afin d'effectuer une variété de travaux sur une variété toujours croissante de matériaux tels que le cuivre, le laiton et l'aluminium plus épais.

Qu'est-ce que la découpe laser ?

Des résonateurs à CO2 du passé aux résonateurs à semi-conducteurs avec fibre optique d'aujourd'hui, la découpe au laser est en train de devenir un équipement de plus en plus nécessaire dans l'atelier de fabrication. Le « LASER » dans la découpe laser est en fait un acronyme (le saviez-vous ?) pour AMPLIFICATION DE LA LUMIÈRE STIMULEE PAR RAYONNEMENT EMIS. Cet acronyme est dérivé du processus original utilisé pour intensifier le faisceau lumineux à une intensité si chaude qu'il vaporiserait le métal. Sur les systèmes CO2 d'origine, cela signifiait simplement qu'un appareil tel qu'un émetteur de radiofréquence était fixé à une chambre avec une source de lumière la traversant. Le bombardement constant des ondes de radiofréquence a provoqué la collision des particules de lumière, divisant ainsi la particule, créant ainsi plus de lumière, d'où l'amplification. Au fur et à mesure que la lumière passait à travers la chambre (généralement un tube de verre appelé "la verrerie"), elle était réfléchie à travers la chambre encore et encore, ne laissant qu'une petite quantité de lumière amplifiée s'échapper de la chambre.

Dans les lasers à semi-conducteurs, le processus est beaucoup plus simple ET a peu ou pas de pièces consommables. Les résonateurs à semi-conducteurs utilisent des lasers à diodes semi-conductrices pour convertir efficacement l'électricité en lumière, en exploitant des centaines d'entre eux ensemble est le processus qui amplifie de plus en plus la lumière permettant la gravure et la découpe. Avec des systèmes de plus de 23 KW disponibles (les lasers actuellement disponibles sur le marché des machines-outils ne dépassent pas 12 KW maximum en raison d'autres limitations telles que la coupe, les systèmes de mouvement et, surtout, le refroidissement), ces résonateurs à semi-conducteurs sont standard sur la plupart des machines vendues aujourd'hui. et l'avenir de la découpe laser.

Comment fonctionne réellement un laser ?

Que le laser soit créé dans un résonateur CO2 ou à semi-conducteurs, la lumière désormais hautement amplifiée est ensuite dirigée soit à travers des miroirs et des lentilles le long d'un trajet de faisceau (systèmes CO2), soit via un fil à fibre optique vers la tête de coupe de la machine où elle se trouve. puis recentré et délivré au matériau à une telle intensité qu'il provoque la vaporisation des matériaux en dessous. Avec le l'aide de gaz à haute pression (généralement O2 ou NO2) qui sont soufflés directement autour et le faisceau laser, le maintenant La "poussière" métallique vaporisée est rapidement éliminée du matériau, ne laissant qu'une surface fondue propre et lisse. Généralement, plus la puissance en watts d'un résonateur est élevée, plus le processus d'enlèvement de matière est rapide.

Le couplage de ce système laser avec un système de mouvement très précis et réactif permet au laser d'être livré n'importe où dans le déplacement de la machine en quelques millisecondes pour couper en douceur et proprement des matériaux tels que l'acier, l'aluminium, le laiton, le cuivre et de nombreux alliages de ceux-ci. matériaux. D'autres matériaux peuvent également être coupés, y compris certains plastiques et bois, mais le laser brûle avec une intensité si chaude que si vous ne faites pas attention, certains matériaux peuvent brûler.

Quelles propriétés du laser améliorent réellement les performances ?

Les performances de la découpe laser peuvent être mesurées de l'une des 2 manières suivantes :vitesse et débit. Cependant, vous devez être conscient que souvent, comme pour tout type de fabrication, le simple fait d'augmenter un processus de fabrication peut simplement déplacer le goulot d'étranglement dans votre atelier sur toute la ligne. Si vos pièces doivent être traitées ultérieurement par soudage, assemblage, formage de presse plieuse ou similaire, une découpe laser plus rapide peut être un gaspillage d'argent car votre machine chargera ces autres processus très rapidement et restera inactive le reste du temps. Avec cette perspective à l'esprit, si les performances de découpe laser sont toujours nécessaires, considérez ce qui suit :

1. Puissance supérieure - L'augmentation de la puissance de votre processus de découpe au laser augmente la vitesse. À l'extrémité inférieure du spectre, les augmentations de vitesse sont marginales. Dans la partie supérieure du spectre, les augmentations de vitesse sont substantielles. Alors qu'actuellement la découpe laser de qualité est limitée à environ 1 - 3/16" (ST, SS, AL) d'épaisseur avec un résonateur à semi-conducteurs de 6KW, l'augmentation de la puissance au-delà augmente considérablement la vitesse de coupe linéaire en fait dans une comparaison récente entre 6KW et 12KW dans ⅜” SS l'augmentation était de 150% par rapport à celle du 6KW.
2. Automatisation :la découpe rapide de pièces au laser n'est qu'une partie de l'équation, comme nous l'avons mentionné précédemment. Une autre partie, et probablement la plus importante de l'équation, est d'obtenir du matériel sur ET hors de la machine tout aussi efficacement car cela n'a aucun sens qu'une machine coupe une feuille en 2-3 minutes si elle reste inactive pendant 5 à 10 minutes en attendant que le matériel être déchargé et le nouveau matériel rechargé. L'ajout d'un système de chargement/déchargement ou d'un chargeur d'alimentation à tour peut considérablement améliorer considérablement les performances globales de découpe au laser.

Quels sont les inconvénients d'une performance accrue en découpe laser ?

Les inconvénients pour atteindre la productivité la plus élevée en découpe laser sont le coût, l'espace et la chaleur. Le passage à un système de découpe laser de 8, 10 ou 12 KW améliorera certainement la vitesse d'une analyse de feuille de calcul comparative, mais le coût associé à ces unités peut augmenter considérablement, jusqu'à doubler le prix de votre système laser. Il est également connu que certains fabricants utilisant ces systèmes les plus puissants ont des difficultés à maintenir les têtes de coupe suffisamment froides pour éviter les dommages entraînant des temps d'arrêt et des réparations souvent coûteux qui éliminent tout gain de productivité. L'espace est également une considération majeure car l'ajout d'un simple système de chargement/déchargement peut doubler l'espace requis du système de base et est souvent rigide et difficile à appliquer ultérieurement.

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