La coupe au laser utilise un faisceau laser à haute densité de puissance pour éclairer le matériau coupé de sorte que le matériau est rapidement chauffé à la température de vaporisation et s’évapore pour former un trou. Comme le faisceau se déplace vers le matériau, le trou est continuellement formé dans une largeur étroite (par exemple, environ 0,1 mm). Coudre, compléter la coupe du matériau.
La découpe au laser peut être divisée en quatre types : la coupe de vaporisation au laser, la coupe de fusion au laser, la coupe d’oxygène au laser, le scribing laser et la fracture contrôlée.
1. coupe de vaporisation laser
La pièce est chauffée par un faisceau laser à haute densité d’énergie, la température augmente rapidement, le point d’ébullition du matériau est atteint en très peu de temps, et le matériau commence à se vaporiser pour former une vapeur. Ces vapeurs sont éjectées à grande vitesse, et une fente se forme dans le matériau pendant que la vapeur est éjectée. La chaleur de la vaporisation du matériau est généralement grande, de sorte qu’une grande puissance et la densité de puissance est nécessaire pour la coupe de vaporisation au laser.
La coupe de vaporisation laser est principalement utilisée pour la coupe de matériaux métalliques très fins et de matériaux non métalliques (tels que le papier, le tissu, le bois, le plastique, le caoutchouc, la mousse, etc.). Les lasers à impulsions ultrashort permettent d’appliquer cette technologie à d’autres matériaux. Les électrons libres dans le métal absorbent le laser et se réchauffent brusquement. L’impulsion laser ne réagit pas avec les particules fondues et le plasma, le matériau sublime directement, et il n’y a pas le temps de transférer l’énergie dans le matériau environnant sous forme de chaleur. L’impulsion picoseconde ablate le matériau sans effets thermiques significatifs, sans fusion et bavure.
2. fusion et coupe au laser
Lorsque le laser est fondu et coupé, le matériau métallique est fondu par chauffage laser, puis un gaz non oxydant (Ar, He, N, etc) est soufflé à travers une buse coaxiale avec le faisceau, et le métal liquide est déchargé par une forte pression du gaz pour former une fente. La coupe de fonte au laser ne nécessite pas de vaporisation complète du métal, et l’énergie requise n’est que 1/10 de la coupe de vaporisation.
La coupe de fonte au laser est principalement utilisée pour la coupe de certains matériaux non oxydables ou des métaux actifs, tels que l’acier inoxydable, le titane, l’aluminium et leurs alliages, et aussi pour couper d’autres matériaux fusibles, tels que la céramique.
3. coupe d’oxygène laser (coupe de flamme)
Le principe de la coupe d’oxygène au laser est similaire à la coupe d’oxyacétylène. Il utilise un laser comme source de chaleur de préchauffage et utilise un gaz actif comme l’oxygène comme gaz de coupe. D’une part, le gaz injecté agit sur le métal de coupe pour provoquer une réaction d’oxydation pour libérer une grande quantité de chaleur d’oxydation; d’autre part, l’oxyde fondu et la fonte sont soufflés hors de la zone de réaction pour former une fente dans le métal. Puisque la réaction d’oxydation pendant le processus de coupe génère une grande quantité de chaleur, l’énergie requise pour la coupe d’oxygène au laser est seulement 1/2 de la coupe de fonte, et la vitesse de coupe est beaucoup plus grande que la coupe de vaporisation de laser et la coupe de fusion. La coupe d’oxygène au laser est principalement utilisée pour les matériaux métalliques facilement oxydés tels que l’acier au carbone, l’acier en titane et l’acier traité thermiquement.
4. rupture de dés laser et de commande
Le dés laser consiste à scanner la surface du matériau cassant à l’aide d’un laser à haute densité d’énergie, de sorte que le matériau soit évaporé à une petite rainure par la chaleur, puis une certaine pression est appliquée, et le matériau cassant est fissuré le long de la petite rainure. Les lasers pour le scribing laser sont généralement des lasers commutés Q et des lasers CO2.
Le contrôle de la fracture est une distribution de température abrupte créée par la gravure au laser, créant des contraintes thermiques locales dans le matériau cassant qui provoquent la rupture du matériau le long des petites rainures.