La technique de la découpe laser sur métal est courante dans les domaines de l’industrie métallurgique, mécanique et de transformation de matériaux. Toutefois, lorsqu’il s’agit de travailler des pièces épaisses, la qualité du faisceau laser joue un rôle prépondérant dans la précision, la vitesse et la qualité de coupe obtenue. Cela requiert une connaissance des paramètres accrue et technique. Laissez nous vous guider au cœur des paramètres techniques du faisceau laser à travers cet article. Nous vous expliquerons pourquoi sa performance est déterminante dans la découpe de métaux épais, notamment pour garantir un résultat fiable, propre et reproductible.
Découpe laser sur métal et importance de la qualité du faisceau
La découpe laser sur métal est un processus de fabrication qui utilise un faisceau laser pour découper des matériaux métalliques. Ce faisceau, concentré et dirigé avec précision, permet de réaliser des coupes nettes et précises, même sur des métaux épais. Or, ce faisceau laser doit être paramétré, amélioré et contrôlé, ce qui permet ainsi d’obtenir une meilleure qualité de faisceau. Cette dernière est définie par plusieurs paramètres sont sa puissance, sa densité d’énergie, la forme du spot et sa stabilité.
Si le matériel découpé est métallique et possède une forte épaisseur supérieure à 10 mm, ces éléments deviennent indispensables pour obtenir une coupe nette, sans bavure, sans fusion excessive ni déformation thermique.
Si la gestion des paramètres n’est pas bien faite cela peut entraîner :
- des coupes incomplètes ou irrégulières
- une perte de matière,
- des ralentissements de production,
- une usure prématurée des consommables.
À l’inverse, si le faisceau et bien calibré concentré ainsi que stable, il peut pénétrer efficacement dans l’épaisseur du matériau, et même si ce dernier et très dur (tel que l’acier, l’inox ou l’aluminium épais), tout en maintenant une vitesse de coupe élevée et une excellente finition de surface.
Chez Basco Landes, les machines sont équipées de têtes laser à fibre de haute précision, garantissant une découpe laser sur métal professionnelle sur tous les types de métaux, même les plus exigeants.
Quels sont les lasers utilisés pour la découpe laser sur métal ? Focus sur la technologie : CO₂ vs Fibre
Pour la découpe laser sur métal il y a deux principaux types de laser utilisé : le laser à fibres et les lasers à CO₂
- Laser CO₂ :
Utilisé plus généralement sur des matériaux non métalliques, ils montrent leurs limites sur les fortes épaisseurs de métal, notamment à cause d’une absorption plus faible et d’un faisceau plus large. Des deux types de laser expliqués ici, ils sont les plus anciens.
- Laser Fibre : plus récents et plus performants, les lasers à fibre ont un faisceau plus fin, intense et concentré ainsi qu’une meilleure densité d’énergie. Ils sont très efficaces sur les métaux épais. Leur rendement énergétique est également économique, ce qui est un critère fortement pris en compte pour la rentabilité économique de l’entreprise qui l’utilise.
La concentration du faisceau : le point focal
Le point focal est le point où le faisceau est le plus concentré. Son positionnement exact par rapport à la surface du métal est primordial, notamment pour les fortes épaisseurs. Une focalisation trop haute ou trop basse aura pour conséquence une coupe irrégulière, un besoin d’énergie plus important, ainsi qu’une dégradation de la qualité de finition.
Dans le cas de la découpe laser sur métal épais le point focal doit être positionné légèrement en dessous de la surface du matériau. Cela permet de concentrer l’énergie dans la zone la plus dense du métal et assurer une pénétration rapide et un détourage net.
Stabilité et forme du faisceau pour une coupe maîtrisée
Si la découpe métal sur laser est faite avec un faisceau laser instable ou avec un profil irrégulier (forme elliptique ou fluctuante), il en découlera des défauts de coupe, d’autant plus visibles sur les fortes épaisseurs.
Alors qu’une stabilité continue du faisceau garantira une découpe uniforme sur toute la trajectoire, un kerf (fente de coupe) constant et une meilleure évacuation du métal fondu.
Conseil technique : selon l’application faite, la forme idéale du faisceau est « gaussienne » ou « top-hat ». Ces profils assurent une répartition homogène de l’énergie dans la zone d’impact, essentielle pour éviter les surchauffes ou les zones mal découpées.
L’influence de l’assistance gazeuse sur la découpe laser métal
Chaque découpe laser sur métal à besoin de gaz d’assistance (oxygène, azote, air comprimé). Il s’agit d’un composant primordial de cette technique de découpe.
Le faisceau seul ne suffit pas : le gaz permet d’évacuer les scories, d’optimiser la fusion et d’éviter l’oxydation.
Grâce à un faisceau de qualité, bien aligné avec le flux de gaz la découpe sera plus rapide, plus propre et sans surépaisseur.
Veillez donc bien à avoir un bon alignement entre la buse, le faisceau et le flux de gaz .
Optimiser la puissance pour une découpe laser sur métal réussie
Il ne suffit pas de monter la puissance pour couper un métal épais. En effet, ce n’est pas toujours le cas.
Si votre puissante est trop élevée et/ou mal réglée, un élargissement du kerf peut apparaitre, ainsi qu’une perte de précision, une surchauffe de la pièce et des projections lord de la découpe.
Pour approfondir, rendez-vous sur l’article : Maîtriser les réglages de puissance et de vitesse en découpe laser métal.
Un faisceau de qualité pour une découpe parfaite
Il ne faut pas sous-estimer l’importance de la qualité du faisceau lors de la découpe laser sur métal. Bien au contraire : c’est le cœur même de la performance. De sa puissance à sa concentration, en passant par sa stabilité et son alignement avec les gaz d’assistance, chaque élément du faisceau doit être parfaitement maîtrisé pour assurer une découpe fiable, précise et rapide, surtout sur des matériaux épais.
Sur le thème des métaux épais, n’hésitez pas à consulter notre article : La découpe au laser acier, la technique révolutionnaire sous toutes ses formes.
