Qu’est-ce qu’une machine de traitement au laser ?
Une machine de traitement au laser est un terme générique désignant les machines qui utilisent des lasers pour réaliser divers processus tels que la découpe, le soudage, la gravure, le marquage et le perçage.
Ces machines utilisent principalement des lasers CO2, des lasers YAG, des lasers à fibre et des lasers à semi-conducteurs. Les machines de traitement au laser sont des types de traitement sans contact qui peuvent traiter sans utiliser de couteaux, de sorte que la déformation et la distorsion du matériau dues au stress et à la pression sont peu probables.
Elles nécessitent également moins de consommables et sont faciles à entretenir. Des systèmes compacts et peu coûteux, conçus pour un usage domestique, sont également disponibles aujourd’hui.
Utilisations des machines de traitement au laser
Il existe une grande variété de machines de traitement laser, dont voici les principaux types.
1. Machine de traitement au laser CO2
Les lasers CO2, dont la puissance de sortie peut atteindre plusieurs centaines de watts, sont utilisés pour le soudage, la découpe et la gravure. Ils peuvent tout souder, du châssis de voiture à la microfabrication de composants électroniques. Ils sont également utilisés pour découper des feuilles d’acrylique épaisses et du bois, graver sur de la pierre et du cuir, et découper du papier et du tissu.
Le verre peut également être traité, car la longueur d’onde de sortie de 10,6 µm est une longueur d’onde qui est également absorbée par le verre. Par rapport à d’autres lasers, il s’agit de la machine de traitement laser la plus courante, car elle peut traiter davantage de matériaux et est moins coûteuse.
2. Machine de traitement au laser YAG
Souvent comparés aux lasers CO2, les lasers YAG ont une longueur d’onde de 1,06 µm (1060 nm) et peuvent traiter des matériaux incompatibles avec les lasers CO2. L’utilisation de fibres dans le trajet optique permet également de concevoir des systèmes compacts.
3. Machine de traitement au laser à fibre
Les lasers à fibre peuvent traiter des métaux tels que l’aluminium, le cuivre et le laiton, que les autres lasers reflètent et qu’il est difficile de traiter. De plus, les lasers à CO2 doivent être réapprovisionnés en dioxyde de carbone, alors que les lasers à fibres nécessitent très peu d’entretien. Le faisceau peut être facilement focalisé pour obtenir un petit diamètre de spot, ce qui le rend adapté au traitement microscopique.
Principe des machines de traitement au laser
La lumière laser est très directionnelle, monochromatique et cohérente, et son énergie augmente encore lorsqu’elle est focalisée. Dans les machines de traitement, la lumière est généralement focalisée à l’aide de lentilles spéciales. La lumière focalisée, avec une densité d’énergie accrue, chauffe rapidement la surface de la pièce irradiée. En effet, lorsque la lumière est projetée sur un matériau, les atomes et les molécules qui le composent vibrent rapidement et émettent de la chaleur.
Ce phénomène est utilisé pour dissoudre et traiter instantanément le matériau. Des gaz d’assistance et des dépoussiéreurs sont donc utilisés pour évacuer la poussière tout en veillant à ce qu’elle n’interfère pas avec la surface traitée.
Structure des machines de traitement au laser
Une machine de traitement laser se compose essentiellement d’un oscillateur laser, d’un chemin optique, d’un système optique de focalisation et d’un système d’entraînement. L’oscillateur laser utilise le laser susmentionné. Le chemin optique est le chemin qui transmet la lumière du laser à l’optique de focalisation ; des miroirs et des fibres optiques sont utilisés. L’optique de focalisation est la partie qui concentre et irradie la lumière. Le système d’entraînement désigne la platine ou le gabarit sur lequel est placé le matériau à traiter.
Des systèmes appropriés sont conçus en fonction du traitement du matériau et de la vitesse d’oscillation du laser.