Qu'est-ce que la découpe laser ?
La découpe au laser est un processus qui utilise un faisceau laser pour couper du bois, du plastique, du papier, des métaux et de l'acrylique. Le faisceau laser n'entre pas en contact avec le matériau qu'il coupe. Il fait des coupes extrêmement détaillées. La gravure laser grave de façon permanente les codes-barres, logos et dates sur vos bagues ou votre matériel professionnel.
Trois lasers différents sont utilisés dans la découpe laser, tels que :
- Lasers à dioxyde de carbone: Le faisceau laser est produit dans un tube de verre scellé et le tube est rempli de gaz carbonique. Les particules de gaz réagissent avec la haute tension lorsqu'elles traversent le tube. Cette réaction produit une lumière chaude et la chaleur est utilisée pour vaporiser le matériau. Il est utilisé pour percer, graver et couper le titane, l'acier, la cire, l'acier inoxydable et le papier. Il est préférable de l'utiliser pour couper des matériaux d'une épaisseur supérieure à 10 mm car il offre une qualité de bord fantastique. L'un des inconvénients de l'utilisation des lasers à dioxyde de carbone est qu'ils ont une efficacité de seulement 20 %.
- Laser néodyme: Il fonctionne exactement comme un laser à dioxyde de carbone mais utilise un cristal avec de petites quantités de néodyme au lieu de gaz comme source laser. Il est utilisé lorsqu'une puissance élevée est nécessaire pour percer et graver uniquement dans la céramique et les métaux de traçage.
- Lasers à fibre: Contrairement aux lasers à dioxyde de carbone, les lasers à fibre n'utilisent pas de gaz. Les diodes sont utilisées pour créer de la lumière. Ensuite, la lumière est injectée dans un câble à fibre et amplifiée. Il est utilisé lors de la découpe de matériaux plus fins que 10 mm car il est plus efficace et précis que les lasers ci-dessus. De plus, sa tête laser produit une longueur d'onde de 1064 nanomètres, ce qui la rend idéale pour couper des matériaux réfléchissants tels que le laiton et le cuivre. Il a également une efficacité de 75 pour cent.
Avantages de l'utilisation du découpeur laser
L'utilisation d'un découpeur laser a certains principaux avantages, comprenant:
Ciblage
Les découpeuses laser ont une précision de +/- 0.1 mm, ce qui les rend très précises. Ils sont beaucoup plus précis et précis que toute autre méthode de coupe traditionnelle.
De plus, un cutter laser scelle les bords en vaporisant ou en faisant fondre les bords du matériau de coupe, de sorte que vous n'aurez pas besoin de sortir votre meuleuse pour lisser quoi que ce soit. Ils sont utilisés pour le prototypage rapide car ils réalisent des coupes de précision très détaillées.
Efficace
Si vous souhaitez découper rapidement de nombreux matériaux, les découpeuses laser devraient être votre solution, car elles sont précises, exactes et très efficaces.
Les découpeuses laser peuvent couper 10 mm de métal très rapidement. Selon Wikipedia, il peut couper un acier inoxydable de 13 mm d'épaisseur en 5 à 15 secondes ; cela réduit le temps d'utilisation et, par conséquent, une consommation excessive d'énergie.
Polyvalence
Les découpeuses laser sont des machines polyvalentes qui peuvent découper presque n'importe quoi - bois naturel, acier, fer et même papier. Ils peuvent également être utilisés pour effectuer des coupes de précision, ce qui n'est pas le point fort des fraises CNC.
N'utilisez simplement pas votre découpeuse laser pour couper un bloc d'acier d'un pied d'épaisseur. Vous devrez peut-être vous acheter une nouvelle machine.
Flexible
Une fois que vous avez configuré votre machine de découpe laser, vous pouvez couper presque n'importe quoi. Il n'est pas nécessaire de changer d'outils de coupe pour différentes conceptions. Vous n'aurez besoin de mettre à niveau que si vous devez couper quelque chose de plus gros.
Inconvénients du découpeur laser
Si vous utilisez un coupe au laser pour un projet, vous devez garder à l'esprit les inconvénients suivants :
Il nécessite une expertise pour fonctionner
Un profane ne peut pas utiliser un découpeur laser; il nécessite un opérateur spécialisé. Cela augmente la main-d'œuvre et, par conséquent, le coût d'exploitation.
Il a une limite de coupe
Les coupeurs laser ne peuvent pas couper à travers des métaux très épais. Il peut couper des métaux d'une épaisseur maximale de 30 mm. Cependant, la plupart des découpeuses laser ne coupent que des métaux d'une largeur de 9 à 12 mm.
Il est coûteux
L'équipement de la machine de découpe est coûteux.
Coût initial
Le coût peut aller jusqu'à 150 XNUMX $. De plus, la machine de découpe laser a une puissance d'exécution plus élevée, donc une plus grande consommation d'énergie et un gaspillage d'énergie. De plus, l'entretien de la machine est coûteux.
Il émet des fumées dangereuses
La découpe au laser produit des gaz et des fumées qui peuvent être dangereux pour les personnes se trouvant dans l'espace de travail. Ainsi, un système de ventilation approprié doit être installé pour créer un environnement de travail sûr.
Il provoque des marques de brûlure
Les graveurs laser provoquent des marques de brûlure indésirables sur les bords. Le faisceau laser ne touche pas le matériau, mais lorsque les fumées et les déchets de matériau entrent en contact avec celui-ci, il provoque des marques de brûlure.
Des mesures préventives peuvent être prises pour éviter les marques de brûlure indésirables et les bords brûlés, notamment en utilisant de l'air pour chasser les fumées, en éliminant les déchets de matériaux et en utilisant du bois humide.
Qu'est-ce que la découpe CNC ?
L'usinage à commande numérique par ordinateur (CNC) est un processus dans lequel un logiciel commande le mouvement des machines et des outils de coupe. La machine interprète les instructions et crée une trajectoire d'outil ; l'outil est programmé pour se déplacer le long du chemin pour couper la forme personnalisée. Contrairement aux découpeuses laser, une machine de découpe CNC est en contact avec la pièce et utilise la friction pour la couper.
Il existe plusieurs types de machines CNC.
- Tours: Le tour de base a deux axes. Il déplace la pièce étroitement serrée autour de l'axe et est pressée contre un outil de soif. L'outil programmé se déplace le long de la trajectoire d'outil. Cette action sculpte la pièce dans la forme souhaitée. Les tours sont couramment utilisés pour fabriquer des objets qui doivent être symétriques tels que des cônes ou des carrés.
- Routeur CNC: Les routeurs CNC prennent en charge un routeur portatif comme broche. La broche coupe de grandes dimensions dans les métaux, le plastique et le bois. Un routeur CNC peut travailler en trois dimensions sur une coordonnée à trois axes. La vitesse de la broche peut être ajustée en fonction des besoins. Habituellement, un routeur CNC est utilisé pour couper des matériaux non ferreux plus tendres comme le bois et l'acrylique.
- Découpeurs plasma : Les coupeurs au plasma ne coupent pas mécaniquement le matériau mais utilisent du plasma chaud pour découper des formes dans des feuilles d'acier inoxydable, d'aluminium et de laiton. Il ionise des gaz comme l'azote pour faire du plasma.
- Fraisage: La fraiseuse CNC fonctionne à l'opposé des tours. Au lieu de déplacer l'outil de coupe, il déplace le matériau de coupe. Une fraiseuse utilise un outil de coupe fixé à une broche rotative. La pièce est posée sur une table. La table se déplace dans différents plans et axes afin que l'outil de coupe puisse créer la forme souhaitée. Les fraiseuses existent en plusieurs tailles différentes et peuvent travailler sur plusieurs axes. La fraiseuse CNC est principalement utilisée pour couper les métaux.
Avantages de l'utilisation de la fraise CNC
Les principaux avantages de l'utilisation de fraises CNC pour vos projets sont les suivants :
La précision
Le processus repose sur l'instruction par ordinateur; par conséquent, le risque d'erreurs humaines est éliminé. Cela crée un produit précis.
Endurance
L'un des principaux avantages de l'utilisation de découpeuses CNC est qu'elles peuvent fonctionner 24 heures sur 7, 365 jours par an. Ils n'ont pas besoin d'être éteints entre les tâches pour toute maintenance.
À prix bas
Bien que les fraises CNC aient un coût initial plus élevé, elles nécessitent peu d'entretien. De plus, ils dépendent moins du travail humain, il faut donc très peu de travailleurs rémunérés pour négliger le processus.
Amélioration de la sécurité
L'entretien n'est généralement nécessaire que lorsque l'outil est éteint. Ainsi, les gens n'ont pas besoin de s'approcher des outils de coupe, ce qui rend le processus de coupe sûr.
Inconvénients de l'utilisation de CNC Cutter
Si vous utilisez une découpeuse CNC en tant que professionnel, vous devez garder à l'esprit les inconvénients suivants :
Cela nécessite des opérateurs formés
Une formation de base est nécessaire pour faire fonctionner les machines CNC; une seule personne suffit pour superviser et faire fonctionner plusieurs machines. Moins d'opportunités d'emploi car la réduction de la main-d'œuvre n'est plus nécessaire
Perte de compétence
Dans le passé, les étudiants en génie étudiaient et suivaient des années de formation pour apprendre ces méthodes de coupe de précision physique. Avec l'introduction de la mécanique CNC, les nouveaux étudiants n'apprennent plus ces compétences.
Coût élevé
Les coûts élevés d'installation, d'exploitation et de maintenance sont l'un des principaux inconvénients des machines de découpe CNC. Elles sont plus chères que les machines manuelles et nécessitent un investissement initial plus important.
De plus, un travailleur professionnel qualifié doit être embauché pour se pencher sur la question en cas de panne. Différents outils de coupe sont nécessaires pour différentes applications et conceptions.
Quelle est la différence entre une CNC et une découpeuse laser ?
Les découpeuses CNC et laser sont utilisées pour la fabrication soustractive mais diffèrent considérablement. Regardons quelques différences entre certains outils de découpe laser CNC :
Différences de capacité matérielle
Les outils de découpe CNC et les découpeurs laser fonctionnent sur différents matériaux. La CNC peut travailler sur plus de matériaux qu'une découpeuse laser. Un découpeur laser ne peut pas traiter des matériaux fragiles tels que le chlorure de polyvinyle (PVC), le butyral de polyvinyle (PVB) et le cuir. La plupart des lasers CNC ne peuvent pas travailler sur des matériaux plus épais que 12-13 mm. Seuls quelques-uns peuvent travailler sur des matériaux jusqu'à 30 mm d'épaisseur.
Couper du polycarbonate épais à l'aide d'un cutter laser fait fondre le matériau plutôt que de le vaporiser, et il est très inefficace car le rayonnement infrarouge est absorbé par le polycarbonate. L'infrarouge est utilisé par le laser pour couper le matériau. De plus, la découpe de matériaux plus souples comme le PVC avec un faisceau laser produit des gaz nocifs qui peuvent corroder la découpeuse laser.
Contrairement aux découpeuses laser, les découpeuses CNC peuvent être utilisées pour couper à la fois du PVC épais et du polycarbonate.
Vitesse de coupe
La découpe au laser est un processus plus rapide que la découpe à la machine CNC. L'utilisation d'une découpeuse au laser pour couper l'acier peut couper 114 pouces par minute (IPM), tandis que les découpeuses CNC ne coupent que 70 pouces par minute (IPM).
De plus, les découpeuses laser ne nécessitent souvent qu'un seul essai pour couper de nombreux matériaux, tandis que les découpeuses CNC nécessitent beaucoup plus d'essais pour le même processus.
Exactitude
Ce n'est pas un choc que les découpeuses laser soient bien meilleures que les découpeuses CNC pour transférer la précision. L'exactitude est directement proportionnelle à la précision ; une plus grande précision signifie une plus grande précision.
Une découpeuse CNC n'a qu'une précision de 1 mm par rapport à la précision de 0.1 mm des découpeuses laser. Cette précision permet aux découpeurs laser d'atteindre une grande précision dans les détails des découpes.
Profondeur et largeur de coupe
Une machine de découpe CNC peut créer des sculptures en trois dimensions en se déplaçant le long des trois axes. En revanche, les découpeuses laser peuvent vous donner des lignes verticales nettes, mais elles ne peuvent pas effectuer de coupes profondes car elles ont des points de mise au point étroits et, contrairement aux découpeuses CNC, elles n'utilisent pas de mouvements sur l'axe Z.
Comparaisons de prix
Il n'y a pas beaucoup de différence si l'on compare le coût initial des découpeuses laser et CNC. La fourchette de prix des découpeuses laser se situe entre 150 300 $ et 130 200 $ selon leur taille, tandis que la CNC varie de XNUMX XNUMX $ à XNUMX XNUMX $ selon leur taille.
Entretien
En termes de maintenance, les découpeuses laser battent les découpeuses CNC. Les découpeuses au laser nécessitent peu ou pas d'entretien, contrairement aux découpeuses CNC qui nécessitent de remplacer occasionnellement les outils de coupe.
Déchets
Les découpeuses laser produisent beaucoup moins de déchets que les découpeuses CNC. Cela garantit une utilisation maximale du matériau de coupe.
Lequel est bon pour toi?
Les découpeurs laser et CNC ont des qualités uniques qui les distinguent les uns des autres. Vous devez déterminer à quoi vous souhaitez utiliser votre machine requise.
Un découpeur laser est préférable si le travail nécessite de couper des pièces fines et très précises. Si vous recherchez quelque chose qui peut travailler rapidement sur un plus grand nombre de pièces, alors un découpeur laser devrait être votre choix. Il aura une durée de fonctionnement plus courte, ce qui réduira la consommation d'énergie globale. De plus, la pièce résultante aura des bords plus précis.
Cependant, il est plus judicieux de choisir des fraises CNC si le travail nécessite une coupe en trois dimensions. De plus, les machines CNC peuvent fonctionner pendant de très longues périodes. Donc, si les produits finaux sont plus gros, les découpeuses CNC sont une meilleure option car vous n'auriez pas à prendre de pauses entre les deux, ce qui réduirait les heures de travail.
Qui utilise le découpeur laser et les découpeurs CNC
Les découpeuses laser et CNC sont utilisées dans plusieurs industries différentes, telles que :
- Médical
- Industrie aerospatiale
- Vitrines et Écrans Numériques
- Automobile
Utilisations des découpeuses laser et CNC
Médical
Le laser et la CNC ont de nombreuses utilisations dans l'industrie médicale. Ils sont utilisés pour fabriquer des équipements à ultrasons précis et sans erreur humaine, des scanners IRM, des cathéters, des équipements de diagnostic et des implants biomédicaux.
De plus, ils sont maintenant utilisés dans la fabrication d'articulations artificielles comme les articulations de la hanche. En dentisterie, ils fabriquent des implants dentaires personnalisés et très précis pour les patients.
Industrie aerospatiale
L'industrie aérospatiale est l'un des plus grands utilisateurs de CNC et de découpe laser.
Découpe au laser alliage d'aluminium pour fabriquer de nombreux composants mécaniques de vol de différentes formes et tailles.
Tout comme les découpeurs laser, les machines CNC sont largement utilisées dans l'industrie aérospatiale. Les composants intérieurs des avions sont constitués de matériaux à base de polymères. Les machines CNC créent des pièces en plastique pour les avions, notamment des portes, des conduits de ventilation, etc.
Vitrines et Écrans Numériques
Les fraiseuses et tours CNC sont utilisés dans l'industrie électronique pour fabriquer des pièces en plastique et en métal. Ils sont utilisés pour couper des pièces en aluminium pour faire des trous de clavier pour les ordinateurs portables et les ordinateurs de bureau.
D'autre part, les découpeuses laser marquent l'électronique comme les micropuces, les circuits imprimés et les claviers. Les découpeurs laser gravent des codes-barres et des numéros de série sur l'électronique afin qu'ils puissent être facilement identifiés et reconnus.
Automobile
La technologie de découpe au laser a fait son chemin dans le industrie automobile aussi. Les découpeuses au laser fabriquent des pièces automobiles telles que des cadres de porte de voiture, des couvertures de toit, des coffres et des carrosseries.
Les machines CNC sont fortement utilisées pour fabriquer des boîtes de vitesses, des tableaux de bord et des panneaux de toit. De plus, usinage CNC pour la fabrication de phares et de luminaires intérieurs.
Conclusion
Les découpeuses laser et les découpeuses CNC ont leurs avantages et leurs inconvénients. Ils ont différents mécanismes de travail; l'un utilise une voie sans contact, et l'autre reste en contact avec la pièce tout au long du processus. Chacun d'eux a son utilité. Ils sont bénéfiques dans différents processus de différentes manières.
Cependant, ils sont également très similaires à bien des égards. Les deux sont des méthodes de coupe modernes. Ils ont des applications et des fonctionnalités similaires. Ils facilitent tous les deux notre travail en créant des pièces précises, exactes et exemptes d'erreur humaine.
Au fil du temps, la technologie de découpe au laser devient de plus en plus célèbre dans de nombreuses industries. Avec les développements, il promet seulement de nous offrir plus d'avantages.
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