Quels sont les différents types d'équipement de découpe au laser?
Différents types d'équipements de découpe laser varient en fonction du type de laser utilisé et de la façon dont le laser se déplace en cours de fonctionnement. Les principaux types de lasers utilisés pour la découpe sont les lasers à dioxyde de carbone (CO 2 ) et les lasers à semi-conducteurs utilisant un milieu à gain de verre ou de cristal dopé au néodyme (Nd). La configuration physique des machines de découpe laser peut être classée en trois catégories, appelées optique volante, matériau en mouvement et systèmes hybrides. La sortie des lasers peut être pulsée ou continue. Certains systèmes de découpe au laser, appelés microjets laser, intègrent un jet d’eau facilitant le processus de découpe.
Les lasers à CO2 sont un type de laser à gaz qui utilise un milieu à gain composé de dioxyde de carbone, d’azote et d’hélium et qui peut également contenir de l’hydrogène, du xénon ou de la vapeur d’eau. Le milieu à gain est excité ou pompé par l'électricité pour produire un faisceau de lumière infrarouge. Ils peuvent avoir une très grande puissance, certains lasers à CO2 industriels produisant des puissances de plusieurs kilowatts. L'équipement de découpe au laser utilisant des lasers au CO 2 est utilisé sur des métaux tels que l'acier et l'aluminium, ainsi que sur d'autres matériaux, notamment le plastique, les tissus et le bois.
Les lasers dopés au néodyme sont des lasers utilisant un milieu à gain solide dopé au néodyme de terres rares, pompé par la lumière d’un laser à diode ou d’une lampe flash. Le milieu le plus répandu est le grenat d’aluminium et d’yttrium dopés au néodyme (Y 3 A 15 O 12 ) ou le Nd: YAG. D'autres matériaux dopés au néodyme utilisés dans les lasers sont l'orthovanadate d'yttrium (YVO 4 ), le fluorure de lithium d'yttrium (LiYF 4 ) et le verre composé principalement de dioxyde de silicium (SiO 2 ). Ces lasers peuvent également être très puissants et sont principalement utilisés pour la coupe de métaux et de céramiques.
La plupart des équipements de découpe laser sont configurés de trois manières. Dans un matériau laser en mouvement, le matériau traité est mobile. Dans un laser à optique volante, le matériau utilisé est immobile, tandis que le laser le survole sur les deux axes horizontaux. Dans un laser hybride, la pièce est déplacée sur un axe horizontal, généralement le plus long des deux, tandis que le laser est mobile sur l'autre axe horizontal. De même, les équipements de découpe laser capables de couper sur un plus grand nombre d'axes, appelés cutters laser multiaxes, varient dans leur conception selon que la pièce ou la tête de découpe est déplacée sur chacun de ses axes.
Chaque configuration présente des avantages différents. Les machines optiques volantes sont plus rapides que les autres types. Les lasers à matériaux mobiles sont les plus lents, mais ils ont des systèmes optiques plus simples. Les lasers hybrides sont plus rapides que les lasers à matériaux mobiles, mais ont une meilleure efficacité énergétique et des optiques moins complexes que les machines d'optique volantes.
Un rayon laser coupant peut être pulsé, émettant une série d'impulsions lumineuses brèves mais rapides. Les lasers à impulsions sont utiles pour les applications nécessitant une sortie d'énergie élevée durant une courte période. Ils sont également utilisés pour les matériaux thermosensibles qui risqueraient de fondre s'ils étaient soumis à un faisceau continu. Les faisceaux pulsés sont également utilisés dans les microjets laser, où le jet d'eau aide à diriger le faisceau et refroidit le matériau à traiter.