Maîtriser la découpe laser de l'acier : fondamentaux et guide de sélection de machine

La technologie de découpe laser est un développement très utile qui s'est produit au cours du dernier demi-siècle. La découpe laser de l'acier est une application importante de cette technologie, car divers matériaux en acier sont largement utilisés dans la vie quotidienne.

Un faisceau laser de haute densité irradie la surface de l'acier pour faire fondre le matériau au point d'impact. Cela permet aux opérateurs de découper des pièces et formes personnalisées à partir de divers aciers avec la plus haute précision. Les pièces métalliques découpées au laser améliorent la douceur et la fiabilité de nombreuses machines et équipements modernes.

Cet article donne les connaissances de base sur la découpe laser de l'acier et recommande les meilleures machines de découpe laser pour métal. J'espère qu'il vous aidera à développer vos projets et designs de découpe laser d'acier.

Peut-on découper l'acier au laser ?

La réponse est définitivement OUI.

La découpe laser de l'acier est considérée comme l'une des méthodes de découpe CNC de métal les plus efficaces et précises. Qu'il s'agisse d'une machine de découpe laser CO2 ou fibre, les deux peuvent être utilisées pour la découpe CNC de métal. Bien que toutes deux puissent couper l'acier, il existe une grande différence entre elles.

Machine de découpe laser CO2

La machine laser CO2 utilise une source laser CO2. La longueur d'onde est de 10,6 microns avec une bonne stabilité. Les découpeuses laser CO2 peuvent couper l'acier mais l'épaisseur de coupe est faible. Par exemple, une machine laser CO2 de 130 W peut couper 1 mm d'acier inoxydable et 1 mm d'acier au carbone. Une puissance laser inférieure à 130 W peine à traverser les métaux. De plus, la découpeuse CO2 nécessite une tête de coupe métal et probablement une buse en cuivre. En outre, la découpeuse CO2 semble un peu impuissante pour couper de fines tôles d'acier. Par conséquent, la machine de découpe laser CO2 est actuellement principalement utilisée pour la découpe et la gravure de matériaux non métalliques.

Blue Elephant propose une machine laser CO2 mixte pour couper à la fois le métal et le non-métal. Regardez la vidéo suivante pour voir la découpe d'acier inoxydable et de carbone par une découpeuse CO2 mixte.

Machine de découpe laser à fibre

La machine de découpe laser à fibre, utilisant une source laser à fibre, est conçue pour couper divers matériaux métalliques. C'est donc le meilleur choix pour vos projets de découpe laser d'acier. Différentes puissances laser permettent de couper des plaques d'acier avec une large gamme d'épaisseurs. La découpe laser de l'acier nécessite l'assistance de gaz auxiliaire. Par exemple, la découpe d'acier inoxydable nécessite de l'azote, tandis que la découpe d'acier au carbone nécessite de l'oxygène. Blue Elephant propose plusieurs modèles de machines de découpe laser fibre pour métal.

Matériaux en acier découpables au laser

L'acier est un alliage fer-carbone avec une teneur en carbone inférieure à 2 %. Selon la composition, l'acier se divise en acier au carbone et aciers alliés. En termes de propriétés et d'utilisations, on trouve l'acier de construction, l'acier à outils et les aciers à propriétés spéciales. De toute façon, la machine de découpe laser métal peut couper la plupart des types d'acier. Les plus courants sont l'acier inoxydable et l'acier au carbone.

Les matériaux en acier pouvant être coupés par une découpeuse laser à fibre incluent principalement :

• Acier au carbone : teneur en carbone particulièrement élevée
• Acier à faible teneur en carbone : teneur en carbone inférieure à l'acier au carbone
• Acier inoxydable : ajout d'une petite quantité de chrome pour créer une résistance à la corrosion
• Autres alliages d'acier : ajout d'un ou plusieurs autres éléments pour augmenter la résistance

Épaisseur de découpe laser de l'acier

En découpe CNC métal pratique, l'épaisseur de découpe laser métal est liée à divers facteurs : type et puissance du laser, environnement de coupe, vitesse de coupe, qualité de la machine. L'utilisation d'un gaz auxiliaire adapté peut aussi améliorer la capacité de coupe. Il n'y a donc pas de valeur absolue pour l'épaisseur de découpe. Par exemple, la découpe d'acier au carbone repose principalement sur la combustion à l'oxygène. La découpe d'acier inoxydable dépend principalement de la puissance laser. Généralement, une machine laser fibre 1000 W peut couper de l'acier au carbone jusqu'à environ 10 mm d'épaisseur. Mais il est difficile de couper de l'acier inoxydable de la même épaisseur. Augmenter l'épaisseur de coupe peut se faire au détriment de la qualité de bord et de la vitesse.

Puissance laser	Matériau	Épaisseur max de coupe	Remarques
1000 W	Acier au carbone	12 mm	Grain relativement rugueux sur la surface de coupe
	Acier inoxydable	4,5 mm	Légers bavures ou scories sur la face inférieure
1500 W	Acier au carbone	14 mm	Grain relativement rugueux
	Acier inoxydable	5 mm	Légers bavures ou scories
2000 W	Acier au carbone	16 mm	Grain rugueux
	Acier inoxydable	12 mm (O2)	Bonne qualité de coupe
4000 W	Acier au carbone	25 mm	Exigences élevées pour les conditions de coupe
	Acier inoxydable	20 mm	Légers bavures ou scories

Les données ci-dessus sont des valeurs théoriques obtenues dans des conditions de coupe extrêmes, pour référence seulement. L'épaisseur réelle peut être inférieure.

Machines de découpe laser pour acier

Nous recommandons d'utiliser une machine de découpe laser à fibre pour couper tôles et tubes d'acier en production de masse. Il est possible de couper l'acier inoxydable et l'acier au carbone avec une machine laser CO2, mais l'épaisseur de coupe est faible et la consommation d'énergie élevée.

Les formes des matériaux en acier incluent principalement tôles, tubes et barres d'acier de forme irrégulière. Nos machines de découpe laser fibre pour acier se divisent en trois grands types : découpe de tôles, découpe de tubes, et découpe combinée tôles et tubes.

Machine de découpe laser de tubes d'acier

La machine de découpe laser de tubes a une forme longue et étroite, occupant peu d'espace. Elle est principalement utilisée pour couper divers tubes et barres d'acier. Tous les tubes ronds, carrés et rectangulaires peuvent être coupés. Elle peut également couper des barres en V, H, L, U, utilisées pour rails, portes et fenêtres métalliques, construction, infrastructure, etc.

La structure mécanique à haute résistance assure l'absence de déformation et de vibration lors de la coupe des tubes, garantissant la précision. En plus des doubles mandrins, elle dispose d'un dispositif de support automatique pour tubes longs, réduisant la déformation lors de la coupe de longs tubes.

La configuration optique optimisée et le design d'écoulement d'air fluide et efficace améliorent l'effet de coupe. Le coffret de commande indépendant sépare le fort et le faible courant, réduisant les interférences, facilitant la maintenance, la dissipation de chaleur, et prévenant la poussière et l'électricité statique.

Plusieurs modèles et spécifications sont disponibles pour des tubes de différentes longueurs et poids. Choisissez celui qui convient le mieux à vos besoins.

Machine de découpe laser de tôles

Comme son nom l'indique, elle coupe principalement diverses plaques d'acier : inoxydable, carbone, allié, ainsi que l'aluminium, le cuivre et autres métaux.

Les spécifications (dimensions de table, puissance laser, marque laser, carter de protection, table d'échange, etc.) sont sélectionnables selon vos besoins. Généralement, plus la puissance laser est élevée, plus l'épaisseur de coupe est grande, et plus le prix est élevé.

Le système d'échange de table automatique permet le chargement/déchargement simultané pendant la découpe. Le temps d'échange est d'environ 25 à 40 secondes, ce qui économise le temps de chargement et réduit la main-d'œuvre.

Vous pouvez aussi choisir entre têtes laser à mise au point automatique ou manuelle. La vitesse de mise au point automatique peut atteindre 10 m/min, avec une répétabilité de 50 microns. La lentille de collimation de protection adopte un design anti-poussière pour protéger les composants optiques internes. La distance entre la lentille de protection et la buse est prolongée pour améliorer la durée de vie de la lentille.

Machine de découpe laser combinée tôles et tubes

C'est une combinaison des deux machines ci-dessus. Elle permet la découpe à la fois de plaques et de tubes d'acier. Si vous devez couper les deux simultanément, cette machine est le meilleur choix.

Caractéristiques : tête laser auto-focalisante, lit soudé en tube d'acier au carbone à paroi épaisse, poutre transversale en aluminium, etc. Tout cela assure un processus de découpe laser stable, précis et sûr.

Service de découpe laser d'acier

Les découpeuses laser capables de couper le métal sont encore trop chères pour les amateurs. Même si vous pouvez acheter des machines laser de faible puissance (moins de 100 W) à bas prix, elles gratteront à peine les surfaces métalliques.

Une machine de découpe laser métal doit utiliser une puissance laser d'au moins 300 W, ce qui peut coûter au moins 10 000 $. De plus, la découpe laser d'acier nécessite des gaz auxiliaires, ce qui engendre des coûts supplémentaires.

L'autre inconvénient est la taille : la plupart des machines requièrent un atelier ou une pièce dédiée.

Par conséquent, vous pouvez recourir à un service de découpe laser métal si vous ne pouvez pas vous offrir une machine fibre coûteuse pour le moment. Si vous n'avez besoin que d'un projet ponctuel, le service est aussi une option.

Il existe maintenant de nombreux fournisseurs de services de découpe laser métal en ligne et hors ligne. Ils se spécialisent dans la découpe de toutes sortes de métaux. Ces services sont idéaux pour les clients qui ontoccasionnellement besoin de découper l'acier. Cependant, si vous êtes fabricant de pièces, équipements, structures en acier, l'achat d'une machine est la meilleure option.

Précautions pour la découpe laser d'acier

Gardez à l'esprit que la découpeuse laser à fibre n'est pas un jouet, quel que soit l'acier que vous coupez. Surtout avec les métaux, elle peut causer des blessures graves ou des dommages à votre sécurité et vos biens. Beaucoup de gens ne comprennent pas l'utilisation des machines de découpe laser, ce qui mène à des situations inattendues. Voici plusieurs précautions à respecter :

1. Présence de rouille sur la surface de la tôle

Il est difficile de couper de l'acier inoxydable rouillé, et le résultat final sera médiocre. La rouille peut gicler sur la buse et l'endommager. Une buse endommagée dévie le faisceau laser, détériorant la précision. Elle peut aussi endommager le système optique et de protection, et même provoquer une explosion. Donc, enlevez la rouille avant la découpe.

2. Présence de peinture sur la surface

Parfois, il y a de la peinture sur l'acier (peu courant). Beaucoup de peintures sont toxiques. La découpe laser avec peinture produit des fumées toxiques, nuisibles à la santé. Il faut évacuer les fumées pendant le processus.

3. Bavures sur le bord de coupe

Causes et solutions :

1. La position du foyer laser a pu changer. Faites un test de position du foyer et ajustez selon le décalage.
2. Puissance laser de sortie insuffisante. Vérifiez le générateur laser et la valeur de sortie du bouton de commande.
3. Vitesse de coupe trop lente. Essayez d'augmenter la vitesse.
4. Gaz de coupe impur. Fournissez un gaz de travail de haute qualité.
5. Instabilité après fonctionnement prolongé. Redémarrez la machine.

4. Échec de la coupe traversante

Une raison : la buse laser ne correspond pas à l'épaisseur de la tôle. Remplacez la buse, essayez une tôle plus fine, ou réduisez la vitesse si elle est trop rapide. Nettoyez régulièrement les corps étrangers à l'intérieur de la buse.

5. Étincelles anormales lors de la découpe d'acier à faible teneur en carbone

Cela affecte la qualité de surface. Causes possibles (autres paramètres normaux) :

1. Buse de la tête laser très usée. Remplacez-la.
2. Sans nouvelle buse, essayez d'augmenter la pression de gaz.
3. Si le filetage de connexion entre buse et tête est desserré, arrêtez immédiatement. Vérifiez la connexion.

D'autres problèmes peuvent survenir (déformation, décoloration, etc.). Consultez l'article « Facteurs affectant la qualité de découpe laser » pour des solutions préliminaires.

Conclusion

La découpe laser d'acier est une application majeure de la technologie laser dans l'industrie de la tôlerie. Comme toute technologie, la découpe laser évolue constamment, ce qui signifie qu'elle ne sera jamais parfaite. Il y a toujours des obstacles et des limites à surmonter.

La puissance laser, la distance focale et la vitesse de coupe ont toutes un impact important sur la qualité. Vous devez bien connaître la machine et le matériau avant de commencer vos projets.

Les machines de découpe laser métal existent en divers modèles et configurations. Nous pouvons aussi personnaliser selon vos besoins. Nous ferons de notre mieux pour répondre à vos exigences et vous aider à réaliser vos plans de découpe laser d'acier.