L’usinage laser et son application dans le tube

L’usinage laser est la méthode de découpe la plus précise, avec une finition de qualité sans défaut (bavures), et peut être appliquée en fer, acier inoxydable, aluminium, laiton, cuivre ou titane, et en différentes épaisseurs, permettant de réaliser coupes rondes, carrées, rectangulaires, ovales, octogonales et elliptiques, en plus de profils très divers.

Il s’agit d’un processus de découpage thermique, qui fait fondre ou vaporise le matériau en un point spécifique, grâce à un faisceau de lumière cohérent de haute énergie, qui peut être gazeux (obtention du faisceau, souvent de dioxyde de carbone) ou à l’état solide (obtention du faisceau d’un milieu cristallin dopé).

Dans le secteur du tube a de nombreuses applications, notamment dans l’industrie manufacturière, l’industrie militaire, l’aéronautique, la conception urbaine et la conception de meubles, entre autres. Les profils dans les structures métalliques des étagères, par exemple, sont généralement usinés au moyen de machines de découpe laser.

Point fort : efficacité

Le point fort du laser réside dans son efficacité, qui permet de travailler avec des délais de livraison très précis, d’être plus rapide et de permettre une meilleure planification, de réduire les coûts de main-d’œuvre, d’énergie et de gaspillage de matériaux.

Grâce à l’amélioration de la précision et de l’équerrage des bords, à la gamme de plus en plus large de mesures et d’épaisseurs pouvant être coupées et au contrôle de plus en plus efficace de l’apport de chaleur, la découpe laser déplace de plus en plus d’autres techniques d’usinage, telles que le sciage, le perçage ou le fraisage.

L’usinage laser est plus respectueux de l’environnement que d’autres types d’usinage conventionnel, générant moins de déchets de matériau et moins de dépense d’énergie.

Les trois étapes de l’usinage laser

En l’usinage laser, la machine est guidée par un fichier CAO avec la conception de la pièce, précédemment réalisée à l’aide d’un ordinateur. Le processus comprend trois étapes:

Étape 1:: L’entreprise qui doit couper ses tubes envoie les plans avec les mesures et les formes de coupe, qui sont introduits dans un logiciel de conception assistée par ordinateur qui vérifie si ces plans sont corrects pour l’usinage laser et pour le matériau à couper. La machine lit les traits sur la surface et l’épaisseur des pièces et enregistre les plans dans un fichier de CAO.

Étape 2: Le matériau brut (dans ce cas, le tube) est introduit sans découpage dans le fond de la machine et les préférences de découpage sont configurées en fonction du document de conception créé. Elle ajuste la quantité d’énergie utilisée, la vitesse et la fréquence appropriées au matériau et au type de découpe souhaité.

Étape 3: Le travail de découpe est effectué. La machine suit la trajectoire des traits du fichier conçu par ordinateur.

Types de machines d’usinage laser

Il existe plusieurs types de machines d’usinage laser en fonction des sources de chaleur utilisées, qui peuvent être à l’état gazeux ou à l’état solide.

Les machines laser qui utilisent une méthode gazeuse pour produire le laser sont:

Laser CO2: Il s’agit des lasers à gaz dont le faisceau de lumière est généré par un mélange de gaz de dioxyde de carbone qui est stimulé électriquement. C’est l’un des lasers les plus anciens et il est notamment utilisé pour traiter les matériaux non métalliques et la plupart des plastiques par leur longueur d’onde (entre 9,4 et 10,6 µm).

Ses principales applications sont la découpe et le soudage, en plus de la gravure. Il est également utilisé en chirurgie (tissus vivants) et à des fins militaires (télémétrie), car il est particulièrement transparent à l’infrarouge.

Les machines laser à l’état solide sont:

Laser à fibre: Il s’agit de lasers dont le faisceau lumineux est également créé par des rangées de diodes, à la différence du laser à fibre qui ne comporte pas d’étape améliorant la luminosité, ce qui leur donne des pertes optiques plus faibles et une puissance de sortie supérieure. Cependant, pour cette même raison, les lasers à diode direct ont actuellement une qualité de faisceau inférieure par rapport à celle des lasers à fibre.

Lasers Nd-YAG et Nd-YVO (laser à verre): : Il s’agit de lasers dont le faisceau lumineux est également créé par des rangées de diodes, à la différence du laser à fibre qui ne comporte pas d’étape améliorant la luminosité, ce qui leur donne des pertes optiques plus faibles et une puissance de sortie supérieure. Cependant, pour cette même raison, les lasers à diode direct ont actuellement une qualité de faisceau inférieure par rapport à celle des lasers à fibre.

Un système en constante évolution

Il est nécessaire de consulter des spécialistes en usinage laser sur le type de laser le mieux adapté au travail que vous souhaitez effectuer. Le laser subit continuellement des améliorations et l’on espère qu’il atteindra son potentiel réel d’ici quelques années, car il pourra améliorer la vitesse et la technologie utilisée.