1. Vitesse de coupe
Lors de leurs consultations concernant les machines de découpe laser, de nombreux clients demandent quelle est la vitesse de découpe. En effet, une machine de découpe laser est un équipement très performant, et la vitesse de découpe est naturellement un critère essentiel pour les clients. Cependant, la vitesse de découpe la plus élevée ne garantit pas la qualité de la découpe laser.
Trop rapide tla vitesse de coupe
a. Impossible de couper le matériau
b. La surface de coupe présente un grain oblique, et la moitié inférieure de la pièce produit des traces de fusion.
c. Tranchant rugueux
La vitesse de coupe est trop lente.
a. Condition de surfusion avec surface de coupe rugueuse
b. L'écart de coupe plus large et l'angle vif sont fondus en angles arrondis.
Pour optimiser le fonctionnement de votre machine de découpe laser, ne vous contentez pas de demander sa vitesse de découpe : la réponse est souvent imprécise. Communiquez plutôt à MimoWork les spécifications de votre matériau, et nous vous fournirons une réponse plus pertinente.
2. Point focal
La densité de puissance du laser influençant fortement la vitesse de découpe, le choix de la distance focale de la lentille est crucial. La taille du point focal après focalisation du faisceau laser est proportionnelle à la distance focale de la lentille. Une lentille à courte focale permet d'obtenir un point focal très petit et une densité de puissance très élevée, ce qui est avantageux pour la découpe de matériaux. Cependant, sa faible profondeur de champ limite la marge de réglage pour l'épaisseur du matériau. En général, une lentille à courte focale est plus adaptée à la découpe rapide de matériaux fins. À l'inverse, une lentille à longue focale offre une grande profondeur de champ et, pourvu que sa densité de puissance soit suffisante, elle convient mieux à la découpe de pièces épaisses comme la mousse, l'acrylique et le bois.
Après avoir déterminé la focale de l'objectif à utiliser, la position relative du foyer par rapport à la surface de la pièce est cruciale pour garantir la qualité de la coupe. En raison de la densité de puissance maximale au foyer, celui-ci se situe généralement au niveau ou légèrement en dessous de la surface de la pièce lors de la coupe. Durant tout le processus de coupe, il est essentiel de maintenir constante la position relative du foyer par rapport à la pièce afin d'obtenir une qualité de coupe stable.
3. Système de soufflage d'air et gaz auxiliaire
En général, la découpe laser de matériaux nécessite l'utilisation d'un gaz auxiliaire, dont le type et la pression sont déterminants. Ce gaz est généralement injecté coaxialement au faisceau laser afin de protéger la lentille de toute contamination et d'évacuer les scories au fond de la zone de découpe. Pour les matériaux non métalliques et certains métaux, on utilise de l'air comprimé ou un gaz inerte pour éliminer les matières fondues et vaporisées, tout en limitant la combustion excessive dans la zone de découpe.
Tout en assurant l'approvisionnement en gaz auxiliaire, la pression du gaz est un facteur primordial. Lors de la découpe de matériaux fins à grande vitesse, une pression de gaz élevée est nécessaire pour éviter que les scories n'adhèrent à l'arrière de la coupe (les scories chaudes risquent d'endommager le tranchant au contact de la pièce). Lorsque l'épaisseur du matériau augmente ou que la vitesse de coupe diminue, la pression du gaz doit être réduite en conséquence.
4. Taux de réflexion
La longueur d'onde du laser CO2 est de 10,6 μm, ce qui est idéal pour l'absorption par les matériaux non métalliques. Cependant, le laser CO2 n'est pas adapté à la découpe des métaux, en particulier des métaux à forte réflectivité comme l'or, l'argent, le cuivre et l'aluminium.
Le taux d'absorption du faisceau par le matériau joue un rôle important dans la phase initiale du chauffage, mais une fois le trou de découpe formé à l'intérieur de la pièce, l'effet de corps noir du trou fait que le taux d'absorption du faisceau par le matériau est proche de 100 %.
L'état de surface du matériau influe directement sur l'absorption du faisceau, notamment sa rugosité. La couche d'oxyde superficielle modifie sensiblement le taux d'absorption. En découpe laser, il est parfois possible d'améliorer les performances de coupe en optimisant l'état de surface du matériau sur le taux d'absorption du faisceau.
5. Buse de la tête laser
Un mauvais choix ou un entretien insuffisant de la buse peut entraîner sa pollution ou des dommages. De même, un défaut de circularité de l'orifice de la buse ou un blocage local dû aux projections de métal en fusion peuvent provoquer la formation de courants de Foucault, dégradant considérablement les performances de coupe. Parfois, l'orifice de la buse n'est pas aligné avec le faisceau focalisé, ce qui provoque un cisaillement du bord de la buse et affecte la qualité de la coupe, augmentant la largeur de la fente et provoquant des décalages dimensionnels.
En ce qui concerne les buses, deux points méritent une attention particulière :
a. Influence du diamètre de la buse.
b. Influence de la distance entre la buse et la surface de la pièce.
6. Trajet optique
Le faisceau initial émis par le laser est transmis (y compris par réflexion et transmission) à travers le système de chemin optique externe et illumine avec précision la surface de la pièce à usiner avec une densité de puissance extrêmement élevée.
Les éléments optiques du système de chemin optique externe doivent être régulièrement contrôlés et réglés afin de garantir que, lorsque la torche de découpe survole la pièce, le faisceau lumineux soit correctement transmis au centre de la lentille et focalisé en un point précis pour une découpe de haute qualité. Tout déplacement ou contamination d'un élément optique affecte la qualité de la découpe, voire l'empêche.
La lentille du chemin optique externe peut être polluée par des impuretés présentes dans le flux d'air et agglomérée par des particules projetées dans la zone de coupe, ou bien ne pas être suffisamment refroidie. Ces problèmes entraînent une surchauffe de la lentille et affectent la transmission de l'énergie du faisceau. Il en résulte une dérive de la collimation du chemin optique, avec des conséquences graves. La surchauffe de la lentille provoque également une distorsion focale et peut même endommager la lentille elle-même.
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Date de publication : 20 septembre 2022