En tant que processus de base dans la fabrication moderne, la technologie de coupe laser utilise un faisceau laser de haute densité énergétique pour réaliser un traitement efficace des matériaux. Depuis la naissance du laser en 1960, cette technologie a continuellement évolué et est devenue la solution préférée pour le traitement des matériaux métalliques et non métalliques. Ce qui suit analyse complètement la technologie de coupe laser à partir d'aspects tels que les principes techniques, les avantages fondamentaux, les matériaux applicables, les scénarios d'application et les tendances futures.

 

Principe de base: L'effet synergique de l'effet thermique et du flux de gaz

En découpe laser, un faisceau laser de haute puissance est généré par un générateur laser et puis concentré par une lentille de mise au point sur un point extrêmement petit (généralement d'un diamètre de 0,1 à 0,3 mm), générant une densité énergétique aussi élevée que 10 ⁶ - 10⁸ W/cm². Lorsque le faisceau agit sur la surface du matériau, le chauffage instantané fait fondre, vaporiser ou brûler rapidement le matériau. Pendant ce temps, un gaz à haute pression (tel que l'oxygène ou l'azote) coaxial avec la poutre souffle le matériau fondu, formant une couture de coupe lisse. Ce processus peut être divisé en quatre modes selon les propriétés du matériau:

1. Coupe de vaporisation: Utilisé pour les matériaux non métalliques tels que le bois et le plastique.

2. Coupe de fusion: Convient aux métaux tels que l'acier inoxydable et l'alliage d'aluminium.

3. Coupe d'oxydation: Améliore l'efficacité de coupe de l'acier au carbone par la combustion assistée à l'oxygène.

4. Fracture contrôlée: Utilisée pour la segmentation précise des matériaux fragiles.

 

Avantages techniques : révolutionner les méthodes de traitement traditionnelles

1. Haute précision et haute vitesse

La précision de positionnement peut atteindre 0,02 mm et la largeur de la couture de coupe n'est que de 0,1 à 0,3 mm, ce qui le rend adapté aux pièces de précision au niveau du micron. La vitesse de coupe peut atteindre 10 m/min, 5 à 10 fois plus rapide que le traitement mécanique traditionnel.

2. Coupe de haute qualité et faible effet de chaleur

La coupe n'a pas de rebures, et la rugosité de surface Ra ≤ 12,5 μm, réduisant le besoin de traitement secondaire. La largeur de la zone touchée par la chaleur est inférieure à 0,1 mm, évitant efficacement la déformation du matériau.

3. Adaptabilité et flexibilité matérielle

Il peut traiter plus de 300 types de matériaux, y compris l'acier au carbone, l'alliage de titane, la céramique et les matériaux composites, et prend en charge la coupe de graphiques complexes sans avoir besoin de moules sur mesure.

4. Automatisation et énergie - Économie et protection de l ' environnement

Le système de commande numérique CNC permet une automatisation complète du processus, augmentant le taux d'utilisation des matériaux de 15 à 20% et réduisant la consommation d'énergie de 40% par rapport à la coupe au plasma.

 

Matériaux applicables et applications industrielles

Classification du matériel:

- Matériaux métalliques: Acier au carbone (d'une épaisseur allant jusqu'à 30 mm), acier inoxydable, alliage de titane (aérospatial - grade), feuille de cuivre (pour l'industrie électronique).

Matériaux non métalliques : Acrylique (pour panneaux publicitaires), fibre de carbone (pour pièces automobiles), panneaux PCB (pour composants électroniques).

 

Principaux domaines d'application:

1. Fabrication automobile: pièces de tôle de corps, capteurs d'airbag.

2. Aérospatiale: pales de moteur, structures de cabine en alliage de titane.

3. Électronique et appareils électriques: cadres moyens de téléphone mobile, cartes de circuit imprimé flexibles.

4. Équipement médical: traitement de précision des instruments chirurgicaux et des implants orthopédiques.

 

Types d'équipement et itération technologique

1. CO₂ Machines de découpe laser: Avec une longueur d'onde de 10,6 μm, adaptées à la découpe de matériaux métalliques non métalliques et minces.

2. Lasers à fibre: Avec une efficacité de conversion photoélectrique de plus de 35%, le premier choix pour le traitement des métaux.

3. Équipement laser ultraviolet: Avec une longueur d'onde de 355 nm, utilisé pour la coupe de plaquettes semi-conducteurs.

 

Tendances futures : fabrication intelligente et verte

1. mise à niveau de puissance: équipement ultra-haute puissance supérieur à 30 kW peut briser la coupe de plaques d'acier épaisses de 100 mm.

2. Intégration de l'IA: les algorithmes d'apprentissage automatique optimisent le chemin de coupe, réduisant la consommation d'énergie de 15%.

3. Multi - intégration de processus: l'équipement intégré de coupe - soudage - marquage améliore l'efficacité des lignes de production.

4. Mise à niveau de la protection de l'environnement: Le système de purification de fumée peut filtrer 99% des particules.

 

En tant que technologie fondamentale à l'ère de l'Industrie 4.0, la découpe laser continuera à stimuler l'innovation et les percées dans des domaines tels que la fabrication de précision et les équipements énergétiques nouveaux. Les entreprises qui adoptent cette technologie peuvent raccourcir le cycle de développement du produit de 50% et réduire le coût global de 30%, ce qui en fait un choix stratégique pour accroître la compétitivité.