Le laser CO2, toujours vivant…

Le numéro d’avril de la revue Laser Technik Journal compte plusieurs articles intéressants (www.laser-journal.de). Nous en avons choisi deux.

Découpe laser : CO2 ou laser fibre, que faut-il acheter ?

John Powell, directeur technique de Laser Expertise et Alexander Kaplan, professeur à l’Université Technologique de Lulea (Suède) font le point sur les deux types de machines laser pour la découpe de métaux. Les deux experts comparent les performances de deux solutions :

vitesse de découpe

Un laser fibre de 3 kW usine une tôle en acier inoxydable de 3 mm d’épaisseur avec une vitesse de 30 m/min, tandis qu’une source CO2 de 5 kW n’atteint qu’un tiers de cette performance. Cependant, le surplus de productivité du laser fibre n’est que de 20-25% par rapport au CO2, car les machines passent le plus clair de leur temps de cycle dans les accélérations et les décélerations ainsi que dans les arrêts. Dès que l’épaisseur de la tôle passe à 4 mm, la performance de deux solutions est équivalente et à 8 mm, le CO2 surpasse le laser fibre. Conclusion : le laser fibre est plus efficace dans l’usinage des tôles de moins de 4 mm d’épaisseur, mais simples et de grandes dimensions.

coûts d’exploitation  

La comparaison peut être faite par heure de fonctionnement ou par pièce fabriquée.

L’électricité consommée par une machine de découpe équipée d’un laser fibre de 3 kW est de 25 à 50 % de celle d’une machine CO2 de 5 kW. Le laser fibre n’utilise pas de gaz. La maintenance de lasers fibre est moins coûteuse que celle de CO2. Mais on n’a pas encore assez de recul pour juger les coûts du laser fibre sur une longue période, ce qui n’est pas le cas du laser CO2. Si certaines pièces critiques du laser CO2 peuvent coûter jusqu’à 20 000 euros, on n’a que très peu d’informations de ce type pour le laser fibre…

qualité d’usinage

La qualité d’usinage est équivalente pour le CO2 et le laser fibre jusqu’à une épaisseur de 8 mm. Au-delà, c’est le laser CO2 qui est plus performant.

la diversité de matériaux à découper

Le laser fibre est meilleur que le CO2 pour couper les alliages de cuivre ou l’aluminium. Mais il ne peut pas couper la majorité de matériaux non-métalliques comme les polymères ou le bois. Le CO2 peut découper en une seule passe une pièce en acier inoxydable recouvert d’une couche de protection plastique.

La fusion laser, une technologie d’avenir ?

Chercheurs à l’ILT (Institut Fraunhofer pour les technologies laser) d’Aix-la-Chapelle (Allemagne), Sebastien Bremen, Wilhelm Meiners et Andrei Diatlov se sont intéressés au potentiel de la fabrication additive par fusion laser pour assurer une production en série. La condition c’est une augmentation sensible de la puissance du laser pour améliorer la vitesse de construction de la pièce. Les machines actuelles sont équipées d’une source dont la puissance maximum est de 400 W et le diamètre focal de 100 µm. La vitesse de construction varie de 1 à 4 mm3/s. Pour améliorer ce paramètre, les chercheurs allemands ont reconstruit la machine TrumaForm LF250 de Trumpf et l’ont équipée d’une source de 1 kW. Ils ont conçu un nouveau système optique qui peut changer le diamètre du rayon laser de 200 à 1 000 µm pendant le processus de construction de la pièce. Les tests ont démontré qu’il faut choisir un diamètre différent pour les pièces en aluminium et en acier. L’article fait une analyse détaillé des différentes conditions (densité, qualité, etc.) qui limitent les possibilités des machines de fusion laser à aborder la production en série.  

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