Découpeuse laser à fibre : Principes de base
Tiré du document Laser cutting par BOC.
Processus de découpe
Une source laser dont le milieu amplificateur est une fibre optique (d'où le nom) dopée avec des ions génère un puissant faisceaux lumineux parallèle invisible à l'oeil nu. Le faisceau est ensuite concentré en un point de 0.1mm de diamètre au moyen d'une lentille. Le faisceau concentré chauffe le matériau à couper et le fait fondre.
Chez Onl'Fait on utilise de l'oxygène (pureté 99.5%) comme gaz de découpe cela permet d'augmenter encore plus la température du matériaux, cette réaction exothermique permet une pénétration plus profonde et donc une découpe de matériaux plus épais.
Réglage de la mise au point et choix de la lentille
L'enjeu du réglage de la mise au point est d'avoir un point le plus petit possible pour : maximiser l'intensité du laser et améliorer la qualité de la découpe. Le diamètre du point n'est pas seul paramètre influencé par le choix de la lentille, la profondeur de mise-au-point également. La profondeur de mise-au-point c'est la distance sur laquelle le point est à son diamètre minimal, ce qui influence directement l'épaisseur de matière que l'on peut découper.
Le diamètre de point et la profondeur de mise-au-point sont proportionnels à la distance focale, donc une focale courte donnera un point réduit mais une faible épaisseur de mise-au-point. On comprend que pour couper des matériaux fins on utilisera une focale courte et pour de matériaux épais on utilisera une focale longue.
On conseille d'utiliser une lentille avec une focale de 127mm pour couper des matériaux de moins de 6mm et une lentille avec une focale de 190mm pour des matériaux plus épais.
Choix de la buse et garde (standoff distance)
Les buses disponibles vont de 1 à 3 mm de diamètre, les tableaux de découpe donnent des valeurs recommandées, on conseille de choisir la valeur basse. La garde figure aussi dans les tableaux, la règle est de ne pas dépasser le diamètre de la buse, on conseille une garde équivalent à la moitié du diamètre de la buse.
BOC recommande une garde allant de 0.8 à 1.5mm.
Pression du gaz de découpe
Ayant, pour le moment, une confiance limitée dans le régulateur de pression intégré à la machine je conseille de régler la pression au niveau du détendeur de la bouteille.
Les deux règles de base pour le réglage de la pression pour la découpe d'acier doux avec de l'oxygène sont :
- Plus le matériau est épais, plus la pression est basse.
- La pression maximum est de 6 bar
L'oxygène ne sert pas seulement à alimenter la réaction exothermique favorisant la découpe, il sert aussi à chasser le métal en fusion de la découpe (certains remplacent d'ailleurs l'oxygène par de l'air comprimé qui n'offre que l'avantage de chasser le bain).
On prêtera attention à la colonne indiquant la consommation de gaz, en effet il s'agit du consommable le plus couteux, on comptera 10 CHF pour 1m3 (une bouteille de 50L à 200bar, comme celle que l'on utilise contient 10m3). Il est donc capital de n'ouvrir la bouteille que pour les découpes et la refermer dès que possible.
Paramètres de découpe
On peut trouver les paramètres de coupe ici.
La plupart des matériaux sont déjà configurés dans la machine, pour les trouver il suffit de suivre cette partie du tutoriel que j'ai pas encore écrite...
Faire un tutoriel CypCut