Den laserskæring er en fremstillingsprocessen , der består i at skære materialet med en stor mængde energi, der genereres af en laser og koncentreret på et meget lille. Denne teknologi er hovedsageligt beregnet til industrielle produktionskæder, men kan også være velegnet til butikker, professionelle virksomheder og tredjeparts produktionssteder .
Laserskæringens ydeevne udvikler sig konstant: diversificering af materialer, stigning i snittykkelsen, færdiggørelse af gengivelsen. Disse forbedringskriterier er især knyttet til de fremskridt, der er gjort inden for laserkilder.
Laseren kan være pulserende ( YAG- type kilde ), kontinuerlig ( CO 2 eller nitrogenkilde).
Fokusering af en laserstråle gør det muligt at hæve temperaturen i et lille område af stof indtil fordampning. Effekten af en laser varierer afhængigt af det materiale, der skal skæres, og dens tykkelse.
Den zone, der er termisk påvirket (eller HAZ) af laserstrålen, er relativt lille, hvilket forklarer den lille deformation, der er gennemgået af de skårne dele. Det afskårne materiale ændres kemisk ved laserens anslagspunkt og bliver generelt grovere. Som en indikation er HAZ i størrelsesordenen 0,3 mm på et metallisk materiale.
Det er meget almindeligt at bruge en ekstra gas ( argon , kvælstof , CO2 ) i skæreområdet for at forbedre dets effektivitet: enten for at afvise skæreaffald for at opretholde et rent arbejdsområde eller for at neutralisere HAZ og undgå dannelse af flamme enten til at fremme skæring ved oxidation.
Denne proces muliggør præcis, ren og hurtig skæring af mange materialer op til 25 mm .
Opskæring udføres generelt på materialeplader af maskiner med tre akser. Imidlertid er det ofte muligt at tilføje en fjerde akse, der gør det muligt at lave graveringer i revolution.
Fra fremkomsten af laserkilder er producenterne interesserede i den mekanik, der gør det muligt for dem at blive integreret i et værktøjsmaskine .
De forhindringer, man støder på, er derefter laserkildernes tilgængelige styrke og deres kompakthed. Disse forhindringer blev løftet i 1967, da Peter Houldcroft opfandt skæreprocessen med hjælpegas og fokuseringsdyse.
Siden da har det teknologiske gennembrud gjort det muligt for laserskæringsprocessen at sprede sig meget hurtigt i verdensindustrien.
Siden 2008 har reduktionen i prisen på laserskæremaskiner og stigningen i Do It Yourself- konceptet været med til at popularisere denne teknologi blandt offentligheden og gøre den tilgængelig for kunstnere og DIY-entusiaster. Mange kreative funktioner bruger laserskæring til at skabe mockups og bringe ideer til liv.
Der er flere typer klassificering af laserteknologier.
De fælles punkter, der tillader grupperinger i store familier, er:
Lasere, der anvendes i branchen til skæring, er hovedsageligt CO2-kilde, YAG- kilde og fiberlasere .
I øjeblikket anvendes CO 2 -kildelasere i vid udstrækning i Frankrig . De gør det muligt at skære meget mere materiale og ved en højere hastighed end pulserende lasere.
Militære applikationer koncentrerer størstedelen af F & U-investeringer på dette område, især i USA.
Inden for skiltning og dekoration er træ- og polymerskæring meget almindelig.
Fra 2000'erne begyndte lasere at komme ind på offentligheden, især gennem massetilpasning . Laserskæringsapplikationer gælder derefter for medaljer, reklameartikler, smykker eller endda flasker spiritus.
I 2007 har teknikker udviklet sig enormt, kraften i CO 2 -skærelasere overstiger 6 kW.
Ethvert materiale kan skæres af en laser: metal, tekstil, papir, pap, keramik, komposit, læder, glas osv. Specifikke bølgelængder er blevet udviklet for at opnå en optimeret gengivelse på hvert materiale.
Visse materialer har dog egenskaber, der gør deres reaktion på laseren mere kompleks: for eksempel sølv og kobber på grund af deres reflekterende egenskaber. Det er altid vigtigt at kvalificere tilstrækkeligheden mellem laseren og materialet korrekt.
Metalskæring er det vigtigste aktivitetsområde. I denne sektor supplerer den andre processer såsom højtryks vandstråleskæring eller stansning .
Når du bruger en laser til at perforere materialer, anbefales det at opretholde et lige proportionalitetsforhold mellem perforeringens diameter og materialets tykkelse.
Valget af at bruge en laser tager højde for ydeevenskriterier som skærehastighed, integration i en produktionslinje og endelig gengivelse på materialer.
Effekten af en laser varierer afhængigt af det materiale, der skal skæres, og dens tykkelse. Det er en vigtig parameter i laserskæringsprocessen: jo større effekt, jo større påvirkning af materialet. Høj effekt kan muligvis øge klippehastigheden i nogle konfigurationer. Almindeligt anvendte lasere har en effekt på 4000 watt, men kilderne kan variere fra nogle få watt til mere end 16 kW .
Laserskæremaskiner er programmerbare og kan integreres i en produktionslinje. Slaver til en personlig computer , de forlader produktionslinjen for at integrere i et skabelsesmiljø, for eksempel i et Fab-lab , i forbindelse med en 3D-printer eller andre værktøjer til at producere en bred vifte af dele eller dele. 'Objekter.
Laseren gør det muligt at variere snitformen efter eget valg.
Det er ofte muligt at gravere tekst med den samme maskine. Pilotsoftware med oprettelses- og preview-funktioner bruges derefter til at formatere en tekst eller et grafisk element.
Den største begrænsning ved laseren er den termiske effekt, der er forbundet med skære- og markeringsoperationen. Specifikke teknikker til afkøling af det materiale, der skal skæres, er nødvendige: enten ved at tilpasse hastigheden eller ved at tilføre en passende gas eller ved at optimere laserens parametre.
Kendskab til sikkerhedsregler er en forudsætning for brug af en laser. Til sammenligning har en potentielt farlig klasse II-laser et output på mindre end 1 mW.
På grund af omkostningerne ved en laser maskine værktøj , hvilket ikke er meget tilgængelige for den brede offentlighed, sikkerhedsstandarder og niveauet for teknikalitet der kræves for at forberede at skære job, mange virksomheder tilbyder deres tjenester til at reagere på ordrer fra enkeltpersoner, hvad enten dette enten i vente , workshop eller online.
CO 2 laserskæringsjob til organiske materialer er blandt de mest populære applikationer og tilbyder de laveste priser. Disse tjenester bruges generelt til lave tykkelser (1 til 6 mm).
Onlinesider tillader køb af skæreydelser.
Driftsomkostningerne er blevet meget lave takket være den stærke stigning i maskinernes produktivitet .
Laseren er et verdensmarked domineret af tre magter: Tyskland, USA og Kina.
Den franske flåde af installerede CO 2 laserskæremaskiner nærmer sig 2000 enheder med ca. 200 nye maskiner om året .
Historisk var laserverdenen domineret af CO 2 -lasere, som stadig udgør den største del af industriparken. Denne teknologi er privilegiet for store industrikoncerner som Coherent, Rofin-Synrad Technologies og Trumpf.
Udviklingen af teknologier som fiberlasere har tilladt fremkomsten af et alternativt marked med industrikoncerner som IPG.
Samtidig har flere grupper specialiseret sig i integration af laserkilder i industrielle maskiner. Gravotech er for eksempel en af verdens største integratorer med et salg på næsten € 110 millioner i 2013.
Disse maskiner bruges hovedsageligt af SMV'er, der er specialiserede i underleverance af metalplader. Omkostningerne til udstyr varierer fra 200.000 euro for en brugt maskine genopbygget til mere end 1 million euro for de mest kraftfulde, mest effektive og mest automatiserede med robotaflæsning og sortering af dele.
Underleverandører fakturerer normalt deres tjenester på baggrund af den faktiske tid brugt til at skære delene. Timeprisen varierer fra 50 € til flere hundrede euro afhængigt af den anvendte skæreproces (lavt eller højt nitrogentryk afhængigt af materialet og / eller ønsket om ikke at have oxidation i forkant).
Der er online laserskæringsplatforme som www.john-steel.com, www.la-decoupe.com, www.easymetal.fr Disse sider tillader via en konfigurator at vælge materialer, tykkelse, til at størrelse mønten og betale online .