Un nombre croissant d'entrepreneurs optent pour l'achat de découpeuses laser utilisant la technologie laser à fibre optique. Pourquoi ? Parce que ces appareils offrent des capacités et des paramètres non disponibles dans d'autres solutions utilisées pour la découpe de matériaux et de pièces.
Laser à Fibre Optique
Les lasers à fibre sont des lasers à l'état solide pompés par des diodes semi-conductrices. Le milieu actif de l'appareil est une fibre optique constituée de trois couches :
- La couche externe, qui est la gaine polymère de la fibre avec l'indice de réfraction le plus bas, protégeant contre l'émission du rayonnement laser vers l'extérieur.
- La gaine interne, ou couche de pompage, fabriquée dans un matériau ayant un indice de réfraction plus élevé que la gaine externe. Cette couche se comporte comme un miroir entourant le cœur, et les réflexions multiples du faisceau lumineux depuis son bord extérieur provoquent une transmission répétitive de la lumière vers le cœur. Cela crée un résonateur qui génère et amplifie le faisceau laser.
- Le cœur, qui est la couche interne dopée avec des éléments de terres rares, ayant l'indice de réfraction le plus élevé et responsable de la propagation du signal.
Le laser à fibre émet un faisceau lumineux à haute densité d'énergie, le focalisant - à l'aide d'une lentille enfermée dans la tête de découpe - sur la surface de la pièce à usiner. En conséquence, la zone irradiée avec un point focal ultra-fin fond et s'évapore.
Le processus de découpe est contrôlé par un système CNC, qui permet à la fois la découpe plane et en biseau et permet d'obtenir des bords très propres et lisses lors de la découpe avec une fente très étroite. En équipant la découpeuse d'un bras mécanique, la découpe 3D est également possible.
Par rapport aux types plus anciens de découpeuses laser, les lasers à fibre prennent moins de place, ont un taux de conversion photoélectrique élevé, sont économes en énergie, permettent la protection de l'environnement et offrent une efficacité plus élevée et une meilleure qualité de découpe grâce à l'excellente qualité du faisceau.
Vitesse de Découpe Très Élevée
La vitesse de fonctionnement des découpeuses à fibre optique permet d'augmenter considérablement la productivité. Et bien que des technologies laser plus anciennes et bien connues soient disponibles, comme les lasers à l'état solide pompés par diode (DPSS) ou les lasers CO2 - aucune ne peut rivaliser avec la vitesse et la qualité d'un laser à fibre. Par exemple, un laser CO2 de même puissance découpera à la moitié de la vitesse.
Haute Densité de Puissance Laser
En raison du point focal plus petit, un faisceau laser à fibre de 2kW a une densité de puissance cinq fois plus grande au point focal qu'un laser CO2 de 4kW.
De plus, en raison de la longueur d'onde plus courte, les lasers à fibre ont une absorption 2,5 fois plus grande.
Une absorption plus grande et une densité de puissance plus élevée permettent une vitesse de découpe jusqu'à cinq fois plus grande dans les matériaux de moins de 6 mm d'épaisseur.
Efficacité Énergétique
Malgré leur rapidité, les lasers à fibre sont simultanément plus économes en énergie que les solutions alternatives. Leur efficacité énergétique atteint 30% et est 3 fois plus élevée que celle d'un laser CO2. Cela signifie qu'ils consomment moins d'énergie en fonctionnement à pleine charge que, par exemple, un laser CO2 en mode veille.
De plus, la technologie laser à fibre utilise le refroidissement par air et ne nécessite pas d'unités de refroidissement coûteuses et encombrantes.
Cela permet non seulement de réduire la consommation d'énergie et de prendre soin de l'environnement, mais rend également le système plus simple, plus fiable et plus compact. Et comme la plupart des entreprises doivent prendre des décisions financières judicieuses et n'ont généralement pas d'espace en excès, les solutions compactes et efficaces s'avèrent être la meilleure option.
Longue Durée de Vie
La durée de vie prévue d'un laser à fibre est considérablement plus élevée que celle des autres lasers. En fait, le module diode dans un laser à fibre fonctionne généralement trois fois plus longtemps que dans d'autres technologies.
La plupart des autres lasers sont conçus pour environ 30 000 heures de fonctionnement, ce qui correspond généralement à environ 15 ans d'utilisation. Les lasers à fibre ont une durée de vie prévue d'environ 100 000 heures, ce qui signifie environ 45 ans d'utilisation. La question est de savoir si les entreprises utiliseront encore le même laser après 45 ans ? C'est plutôt douteux, mais il faut admettre que les lasers à fibre offrent un retour sur investissement impressionnant.
Faibles Coûts de Maintenance et de Service
Les fibres optiques des lasers à fibre sont fiables et pratiquement sans entretien. En guidant le faisceau laser à travers la fibre, de nombreuses pièces mobiles consommables telles que les miroirs optiques, les pompes à vide, les ventilateurs ou les filtres utilisés dans les lasers CO2 ont été éliminés. Par conséquent, dans la période mentionnée ci-dessus de 100 000 heures de fonctionnement, aucun remplacement des pièces consommables de l'appareil n'est prévu.
De plus, grâce à une meilleure qualité de découpe, à la répétabilité du processus et à l'automatisation, les lasers à fibre offrent un excellent contrôle du processus, une polyvalence, une réduction des déchets et une réduction significative des coûts opérationnels.