Analyse de 4 facteurs affectant la qualité de la découpe laser

Dernière mise à jour :
24 août 2023

Table des matières

Par rapport aux procédés traditionnels de découpe à l'oxyacétylène et au plasma, la découpe au laser présente les avantages suivants : vitesse de découpe rapide, joint de découpe étroit, petite zone affectée par la chaleur, bonne perpendicularité du bord du joint de découpe et bord de découpe lisse.

Parallèlement, il existe de nombreux types de matériaux pouvant être découpés au laser. La technologie de découpe laser a été largement utilisée dans les secteurs de l'automobile, des machines, de l'énergie électrique, de la quincaillerie et des appareils électriques.

Plusieurs technologies clés de l machine de découpe laser sont la technologie intégrée de l'optique, de la mécanique et de l'électricité.

Dans une machine de découpe laser, les paramètres du faisceau laser, les performances et la précision de la machine et du système de commande numérique ont une incidence directe sur l'efficacité et la qualité de la découpe laser.

La précision de coupe est le premier facteur permettant de juger de la qualité d'une machine de découpe laser à commande numérique. Quels sont donc les facteurs affectant la qualité de la découpe au laser machine ?

Les facteurs qui influencent la qualité de coupe de la machine de découpe laser comprennent la vitesse de coupe, la position du foyer, le gaz auxiliaire, la puissance de sortie du laser et les caractéristiques de la pièce, qui sont analysés en détail ci-dessous.

1. L'un des facteurs influençant la qualité de coupe de la machine de découpe laser est la puissance de sortie du laser.

La machine de découpe laser génère de l'énergie à partir d'un faisceau laser à ondes continues. La puissance du laser et le choix du mode ont un impact sur la qualité de la découpe.

En fonctionnement réel, il est généralement réglé sur une puissance plus élevée pour répondre à la découpe de matériaux plus épais. À ce moment-là, le mode de faisceau (la distribution de l'énergie du faisceau dans la section transversale) est plus important.

Dans des conditions de puissance inférieure à élevée, le foyer obtient une densité de puissance plus élevée et une meilleure qualité de coupe.

Les modes ne sont pas constants tout au long de la durée de vie effective du laser.

L'état des éléments optiques, la légère modification du mélange de gaz de travail du laser et la fluctuation du débit affectent le mécanisme du mode.

2. Deuxième facteur influençant la qualité de coupe de la machine de découpe laser : le réglage de la position du foyer

La position relative entre le foyer et la surface de la pièce est particulièrement importante pour garantir la qualité de la coupe.

Dans la plupart des cas, lors de la découpe, la position de mise au point se situe juste sur la surface de la pièce ou légèrement en dessous de la surface.

Dans l'ensemble du processus de coupe, la garantie d'une position relative constante entre le foyer et la pièce à usiner est une condition importante pour obtenir une qualité de coupe stable.

Lorsque le foyer est dans une meilleure position, la fente est plus petite, l'efficacité est plus élevée et une meilleure vitesse de coupe permet d'obtenir un meilleur résultat.

Dans la plupart des applications, la focalisation du faisceau est réglée juste en dessous de la buse. La distance entre la buse et la surface de la pièce est généralement d'environ 1,5 mm.

Une fois le faisceau laser focalisé, la taille du spot est directement proportionnelle à la longueur focale de la lentille.

Une fois le faisceau focalisé par la lentille à courte distance focale, la taille du point est très petite et la densité de puissance au point focal est très élevée, ce qui est très bénéfique pour la découpe des matériaux ;

L'inconvénient est que la profondeur de champ est très courte et que la marge de réglage est faible.

Il convient mieux à la coupe à grande vitesse de matériaux minces.

L'objectif à longue focale a une grande profondeur focale et une densité de puissance suffisante, ce qui est plus approprié pour les applications suivantes coupe épaisse pièces.

3. Troisième facteur influençant la qualité de coupe de la machine de découpe laser : la vitesse de coupe.

La vitesse de coupe des matériaux est directement proportionnelle à la densité de puissance du laser, c'est-à-dire que l'augmentation de la densité de puissance peut améliorer la vitesse de coupe.

La vitesse de coupe est inversement proportionnelle à la densité (poids spécifique) et à l'épaisseur du matériau à couper.

Lorsque les autres paramètres restent inchangés, les facteurs d'amélioration de la vitesse de coupe sont les suivants : augmenter la puissance (dans une certaine fourchette, par exemple 500 ~ 2000 W) ;

Améliorer le mode de faisceau (par exemple, passer d'un mode d'ordre supérieur à un mode d'ordre inférieur à TEM00) ;

Réduire la taille de la zone de mise au point (par exemple, en faisant la mise au point avec un objectif de courte longueur focale) ;

Découpe de matériaux à faible énergie d'évaporation initiale (tels que le plastique, le plexiglas, etc.) ;

Coupe de matériaux de faible densité (tels que le pin blanc, etc.) ; Coupe de matériaux minces.

4. Quatrième facteur influençant la qualité de coupe de la machine de découpe laser : la pression du gaz auxiliaire

Le gaz auxiliaire est nécessaire pour la découpe des matériaux avec la machine de découpe laser, et la pression du gaz est un facteur très important.

Le gaz auxiliaire est éjecté coaxialement au faisceau laser afin de protéger la lentille de la pollution et de souffler le laitier au fond de la zone de coupe.

Pour les matériaux non métalliques et certains matériaux métalliques, utiliser de l'air comprimé ou du gaz inerte pour traiter les matériaux fondus et évaporés et empêcher une combustion excessive dans la zone de coupe.

Pour la plupart des découpes laser de métaux, un gaz actif (aussi longtemps que l'O2) est utilisé pour former une réaction exothermique d'oxydation avec le métal chaud.

Cette chaleur supplémentaire peut augmenter la vitesse de coupe de 1/3 ~ 1/2. Lors de la coupe de matériaux fins à grande vitesse, une pression de gaz plus élevée est nécessaire pour éviter que le laitier ne colle à l'arrière de la coupe (le laitier chaud qui colle à la pièce endommagera également l'arête de coupe).

Lorsque l'épaisseur du matériau augmente ou que la vitesse de coupe est lente, la pression du gaz doit être réduite de manière appropriée.

Afin d'éviter la formation de givre sur l'arête de coupe en plastique, il est également préférable de couper avec une pression de gaz plus faible.

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