L’application de la technologie de découpe laser à fibre dans l’industrie remonte à seulement quelques années. De nombreuses entreprises ont pris conscience des avantages des lasers à fibre. Avec l’amélioration continue de la technologie de découpe, la découpe laser fibre est devenue l’une des technologies les plus avancées du secteur. En 2014, les lasers à fibre ont dépassé les lasers CO2 en tant que plus grande part des sources laser.
Les techniques de découpe au plasma, à la flamme et au laser sont courantes dans plusieurs méthodes de découpe à énergie thermique, tandis que la découpe au laser offre la meilleure efficacité de découpe, en particulier pour les détails fins et la découpe de trous avec un rapport diamètre/épaisseur inférieur à 1:1. Par conséquent, la technologie de découpe laser est également la méthode privilégiée pour une découpe fine et stricte.
La découpe laser à fibre a reçu beaucoup d'attention dans l'industrie car elle offre à la fois la vitesse et la qualité de découpe obtenues avec la découpe laser CO2, et réduit considérablement les coûts de maintenance et d'exploitation.
Avantages de la découpe laser à fibre
Les lasers à fibre offrent aux utilisateurs les coûts d'exploitation les plus bas, la meilleure qualité de faisceau, la consommation d'énergie la plus faible et les coûts de maintenance les plus bas.
L’avantage le plus important et le plus significatif de la technologie de coupe des fibres devrait être son efficacité énergétique. Avec des modules numériques à semi-conducteurs complets au laser à fibre et une conception unique, les systèmes de découpe laser à fibre ont des efficacités de conversion électro-optique supérieures à celles de la découpe laser au dioxyde de carbone. Pour chaque unité motrice d'un système de découpe au dioxyde de carbone, l'utilisation générale réelle est d'environ 8 à 10 %. Pour les systèmes de découpe laser fibre, les utilisateurs peuvent s’attendre à une efficacité énergétique plus élevée, entre 25 % et 30 %. En d’autres termes, le système de découpe à fibre optique consomme environ trois à cinq fois moins d’énergie que le système de découpe au dioxyde de carbone, ce qui entraîne une augmentation de l’efficacité énergétique de plus de 86 %.
Les lasers à fibre ont des caractéristiques de longueur d'onde courte qui augmentent l'absorption du faisceau par le matériau de coupe et peuvent couper des matériaux tels que le laiton et le cuivre ainsi que des matériaux non conducteurs. Un faisceau plus concentré produit une focalisation plus petite et une profondeur de focalisation plus profonde, de sorte que les lasers à fibre peuvent couper rapidement des matériaux plus fins et couper plus efficacement des matériaux d'épaisseur moyenne. Lors de la découpe de matériaux jusqu'à 6 mm d'épaisseur, la vitesse de découpe d'un système de découpe laser à fibre de 1,5 kW est équivalente à la vitesse de découpe d'un système de découpe laser CO2 de 3 kW. Étant donné que le coût d'exploitation de la découpe des fibres est inférieur au coût d'un système de découpe au dioxyde de carbone conventionnel, cela peut être compris comme une augmentation de la production et une diminution des coûts commerciaux.
Il y a aussi des problèmes de maintenance. Les systèmes laser à gaz carbonique nécessitent un entretien régulier ; les miroirs nécessitent un entretien et un étalonnage, et les résonateurs nécessitent un entretien régulier. En revanche, les solutions de découpe laser fibre ne nécessitent quasiment aucune maintenance. Les systèmes de découpe laser au dioxyde de carbone nécessitent du dioxyde de carbone comme gaz laser. En raison de la pureté du dioxyde de carbone, la cavité est polluée et doit être nettoyée régulièrement. Pour un système CO2 de plusieurs kilowatts, cela coûte au moins 20 000 $ par an. En outre, de nombreuses réductions de dioxyde de carbone nécessitent des turbines axiales à grande vitesse pour fournir le gaz laser, tandis que les turbines nécessitent un entretien et une remise à neuf. Enfin, par rapport aux systèmes de découpe au dioxyde de carbone, les solutions de découpe de fibres sont plus compactes et ont moins d'impact sur l'environnement écologique, ce qui nécessite moins de refroidissement et une consommation d'énergie considérablement réduite.
La combinaison de moins d'entretien et d'une efficacité énergétique plus élevée permet à la découpe laser à fibre d'émettre moins de dioxyde de carbone et est plus respectueuse de l'environnement que les systèmes de découpe laser au dioxyde de carbone.
Les lasers à fibre sont utilisés dans un large éventail d'applications, notamment les communications laser à fibre optique, la construction navale industrielle, la fabrication automobile, le traitement de la tôle, la gravure au laser, les dispositifs médicaux, etc. Avec le développement continu de la technologie, son champ d’application continue de s’élargir.
Comment fonctionne la machine de découpe laser à fibre – principe d'émission de lumière laser à fibre