Les machines à découper à laser sont des lasers émis par un laser qui passent par un système de parcours optique et sont focalisés en faisceaux laser à haute densité de puissance.Le faisceau laser frappe la surface de la pièce de travail jusqu’à son point de fusion ou d’ébullition et le métal fondu ou évaporé est soufflé par un gaz à haute pression coaxial avec le faisceau laser.Lorsque la poutre se déplace par rapport à la pièce, le matériau finit par s’effacer, ce qui permet de réaliser le découpage.

L’usinage par laser remplace le couteau mécanique traditionnel avec des poutres invisibles, une grande précision, une coupe rapide, ne se limitant pas aux motifs de coupe, une typographie automatique, une économie de matériaux, une lisibilité des entailles, des coûts d’usinage peu élevés, une entaille sans contrainte mécanique, des rebarbes de cisaillement;L’usinage est très précis et répétable, il ne détruit pas la surface du matériau, il est programmé à commande numérique, il peut traiter n’importe quel plan, il peut être un grand format pour découper la tôle entière, il n’est pas nécessaire de mouler, ce qui permet de gagner du temps.

Le découpage par laser peut être divisé en quatre grandes catégories: le découpage par vaporisation laser, le découpage par fusion laser, le découpage par oxydation laser et le découpage par laser et la rupture contrôlée.On trouvera ci-après une analyse détaillée des différents procédés de découpage:
 

1) coupe par vaporisation laser

Un faisceau laser à haute densité d’énergie est utilisé pour chauffer la pièce de travail, ce qui provoque une augmentation rapide de la température de la pièce de travail pour atteindre le point d’ébullition du matériau en très peu de temps.La substance commence à se vaporiser et forme de la vapeur.La vapeur s’échappe à une vitesse extrême, ce qui provoque des entailles dans le matériau.La chaleur de vaporisation des matériaux est généralement importante, de sorte que la vaporisation par laser nécessite une puissance et une densité de puissance plus importantes.Le découpage par vaporisation au laser est principalement utilisé pour découper des matériaux métalliques et non métalliques extrêmement fins.

2) découpage par fusion laser

Au cours de la fusion et de la coupe au laser, le matériau métallique est fondu par chauffage au laser, puis les gaz non oxydants (Ar, He, N, etc.) sont injectés à travers des buses coaxiales avec le faisceau, et le métal liquide est évacué sous une forte pression de gaz pour former une entaille.Pour la fusion et la coupe au laser, il n’est pas nécessaire de vaporiser complètement le métal, mais seulement de vaporiser 1/10 de l’énergie de coupe. Le découpage par fusion laser est principalement utilisé pour le découpage de certains matériaux ou métaux actifs non oxydants, tels que les aciers inoxydables, le titane, l’aluminium et ses alliages.

3) coupe à l’oxygène par laser

Le principe de l’oxycoupage par laser est similaire à celui de l’oxycoupage par acétylène.Il utilise le laser comme source de chaleur pour le préchauffage et des gaz actifs tels que l’oxygène comme gaz de coupe.D’une part, le gaz pulvérisé interagit avec le métal de coupe et provoque une réaction d’oxydation qui libère une grande quantité de chaleur d’oxydation.Par contre, l’oxyde fondu et la matière fondue sont soufflés hors de la zone de réaction pour former des entailles sur le métal.En raison de la quantité de chaleur produite par la réaction d’oxydation au cours de la coupe, l’énergie nécessaire pour la coupe à l’oxygène au laser n’est que 1/2 de l’énergie nécessaire pour la coupe en fusion et la vitesse de coupe est beaucoup plus élevée que pour la coupe par vaporisation au laser et la coupe en fusion.La coupe à l’oxygène par laser est principalement utilisée dans les matériaux métalliques facilement oxydables, tels que les aciers au carbone, les aciers au titane et les aciers traités thermiquement.

4) rasage laser, rupture contrôlée

Le balayage par laser consiste à utiliser un laser à haute densité d’énergie pour balayer la surface d’un matériau fragile, de manière à ce que le matériau s’évapore après avoir été chauffé.Une certaine pression est alors appliquée et le matériau fragile se fissure le long de la fente.Les lasers à commutation à q et les lasers à CO2 sont généralement utilisés pour le marquage laser.La rupture contrôlée consiste à utiliser une forte répartition de la température résultant de la fissuration au laser pour produire une contrainte thermique locale dans le matériau fragile, ce qui provoque la rupture du matériau le long de la fissuration.