Découpe laser vs autre découpe : la liste complète

Dans le monde de la fabrication et du design, la précision et la polyvalence sont primordiales. Choisir la bonne méthode de coupe peut faire toute la différence pour obtenir les résultats souhaités de manière efficace et efficiente. La découpe laser est progressivement devenue la solution incontournable pour la plupart des entreprises. Il est cependant essentiel de découvrez comment la découpe laser se compare à d'autres méthodes de découpe pour prendre des décisions éclairées pour diverses applications.

Ce guide complet simplifie les bases de la découpe laser et la compare à une gamme de techniques de découpe alternatives.

I. Découpe au laser

Découpe laser est une technique de fabrication avancée qui utilise un puissant faisceau laser CNC (à commande numérique par ordinateur) pour fondre et couper les matériaux. Les découpeuses laser à haute puissance peuvent couper rapidement des matériaux plus épais tout en conservant une précision et une exactitude élevées.

L'ensemble du processus de découpe laser est très efficace par rapport aux méthodes traditionnelles. L'électricité est convertie en lumière via un milieu à gain, qui est ensuite amplifiée en un laser puissant. Les faisceaux laser transmettent beaucoup de chaleur à un petit point de contact sur la pièce à découper, ce qui entraîne un gaspillage d'énergie minimal.

Types de machines de découpe laser

Les machines de découpe laser peuvent être classées en plusieurs catégories en fonction de la source laser et du mode de fonctionnement.

1. Laser Source

• Découpe Laser à Gaz – Utilise un tube de gaz CO2 pour générer et amplifier le faisceau laser.
• Découpe laser à semi-conducteurs – Utilise un noyau de cristal pour l’amplification de la lumière.
• Découpe laser fibre – Technique spécialisée de découpe du solide utilisant des câbles à fibres optiques.
• Découpe Laser Diode – Utilise des semi-conducteurs pour l’amplification de la lumière.

2. Processus de découpe laser

Variables procédés de découpe laser aider à améliorer l’efficacité de coupe pour les matériaux complexes.

• Découpe Laser Fusion – Implique le chauffage et la fusion du matériau métallique le long du chemin souhaité. Utilise un jet de gaz inerte pour souffler le matériau fondu.
• Découpe Laser par Vaporisation – Utilise une énergie élevée pour vaporiser des matériaux non métalliques. Utilise un jet de gaz pour souffler le matériau vaporisé.
• Découpe laser à distance – Un procédé de vaporisation de métal ne nécessitant pas de jet de gaz.
• Découpe Laser à Oxygène – Utilise un jet d’oxygène gazeux avec le faisceau laser pour une production d’énergie plus élevée, augmentant ainsi la pénétration en profondeur du laser.
• Découpe Laser à Flamme – Utilise un mélange gazeux oxygène-acétylène avec le faisceau laser pour générer une flamme concentrée à haute température pour une pénétration accrue du métal.
• Découpe laser à largeur nulle – Utilise des lasers à fibre en courtes rafales pour générer des contraintes thermiques internes dans les matériaux fragiles, entraînant des microfissures le long d'un chemin souhaité.
• Découpe laser à fracture contrôlée – Utilise des lasers CO2 pour générer des microfissures dans les matériaux fragiles. Utilise occasionnellement un laser à fibre et un laser CO2 ensemble pour obtenir une efficacité plus élevée.

Compatibilité des matériaux

Le plus grand avantage de la découpe laser réside peut-être dans la grande quantité de matériaux qu’elle peut couper. L’épaisseur du matériau n’est pas non plus un problème pour les machines de découpe laser modernes.

Voici tous les support pour les découpeuses laser de matériaux.

• Les métaux - Acier au carbone/Acier doux, Acier Inoxydable, Aluminium, Copper, nickel, Titane, et leurs alliages.
• Les bois - Bois feuillus, résineux et bois d'ingénierie (MDF, Panneaux de fibres de bois, Contreplaqué, Etc)
• Les matières plastiques - Acrylique, styrène, nylon, polypropylène (PP), polyéthylène (PE) et polystyrène (PS).
• Textiles – Cuir, denim, lin, feutre, satin, soie, polyester, coton et polaire.
• Caoutchouc - Caoutchouc naturel, silicone, néoprène et latex.
• MOUSSE - Mousse EVA, mousse de polyéthylène, mousse de polyester et mousse de polyuréthane.
• Papier - Papier (jusqu'à 150 g/m²), Papier carton, carton ondulé, papier cartonné et carton mousse.
• Céramique - Verre, Carrelage, Pierre, Marbre et Granit.

Bien que la découpe laser du plastique soit une option populaire, il convient de noter que de nombreux plastiques produisent des fumées toxiques lors de leur fusion. Un investissement initial dans une sorbonne ou système de ventilation est recommandé pour la découpe laser du plastique.

Les Avantages

Le avantages de la découpe laser sont trop nombreux pour être énumérés. Nous en avons donc mis en évidence quelques-uns qui ont le plus grand impact sur le succès de votre entreprise.

• Processus hautement économe en énergie
• Excellente précision et exactitude
• Vitesse de coupe plus rapide
• Compatibilité matérielle plus large
• Peut couper à travers Matériaux plus épais
• Facilité de Automatisation
• Zéro usure des outils
• Peu de post-traitement requis

II. Découpe Plasma

Le coupage plasma le processus utilise un arc électrique à haute tension pour ioniser un mélange gazeux (généralement 35 % d'hydrogène et 65 % d'argon) qui génère de grandes quantités de chaleur. Un jet de gaz maintient le plasma concentré au point de coupe.

Le découpage au plasma est un processus incroyablement chaud. À titre de comparaison, le Soleil est une sphère géante de plasma cosmique.

• Arc plasma : 50,400 28,000 °F (XNUMX XNUMX °C)
• Arc électrique : 9,930 5,500 °F (XNUMX XNUMX °C)
• Flamme de gaz : 5,600 3,100 °F (XNUMX XNUMX °C)
• Faisceau laser : >2,000 1,000 °F (>XNUMX XNUMX °C)

Cependant, il convient de noter que les lasers peuvent découper la même épaisseur de matériau que le plasma, sans avoir besoin de températures aussi élevées.

Compatibilité des matériaux

Peu de matériaux peuvent résister aux températures élevées d’un découpeur plasma. En tant que telle, sa compatibilité matérielle est limitée aux métaux.

• acier au carbone
• Copper
• Aluminium
• Acier
• Fer
• Alliages

Les Avantages

Le découpage au plasma se situe entre le coûteux lasers à fibre et ceux au CO2 à faible coût. Offrant un équilibre intermédiaire sain entre coût et performance.

• Rentable
• Vitesse de coupe rapide
• Compatibilité des épaisseurs de matériaux jusqu'à 150mm
• Automatisation CNC
• Zéro usure des outils

Les machines de découpe plasma bénéficient de nombreux avantages offerts par les progrès de la CNC.

Comme le montre notre sujet, vous pouvez en apprendre davantage sur découpe laser vs découpe plasma en détail ici.

III. Découpe au Jet d'Eau

Découpe au jet d'eau est une technique unique de traitement des matériaux qui utilise abrasion pour couper des matériaux. Un mélange d'eau et de matériau abrasif est projeté par une petite buse à une pression incroyablement élevée (jusqu'à 60,000 psi). L'eau scie le matériau avec une précision et une exactitude extrêmes grâce à sa tête de coupe contrôlée par ordinateur.

Options de matériaux abrasifs pour la découpe au jet d’eau.

• Carbure de silicium
• Oxyde d'aluminium
• Sabler
• Grenat

Compatibilité des matériaux

La découpe au jet d’eau présente probablement la compatibilité matérielle la plus élevée après la découpe au laser.

• Les métaux - Aluminium, laiton, acier au carbone, cuivre, acier inoxydable, acier à outils et titane.
• Matériaux composites - Fibre aérodynamique, fibre de carbone, fibre de verre et Kevlar.
• Plastiques, caoutchouc et mousse – S’agissant d’un procédé de découpe à froid, tous les matériaux sont compatibles.
• Céramique – Quartz, granit, marbre, ciment et pierre artificielle.

Les Avantages

Contrairement à d’autres processus qui utilisent ou génèrent de la chaleur susceptible d’endommager les matériaux, la découpe à l’eau maintient la pièce au frais et en sécurité.

• Compatibilité matérielle plus large (encore plus que la découpe laser)
• Précision et précision CNC
• Vitesse de coupe rapide
• Excellente gamme d'épaisseur de matériau (10-12 pouces ou 250-300 mm)
• Zéro usure des outils
• Peu de post-traitement requis

Je suis sûr que vous êtes également intéressé par les différences entre la découpe laser et la découpe jet d'eau.

IV. Découpe

Découpage est un processus de fabrication qui coupe les matériaux en les pousser à travers un modèle personnalisé (die). Il s'agit d'un procédé de découpe à froid généralement utilisé pour les productions en grand volume.

Le processus de découpe peut être manuel, automatique, mécanique ou hydraulique.

Compatibilité des matériaux

Voici quelques-uns des matériaux les plus populaires usinés par les découpeuses.

• Papier
• Papier carton
• Les matières plastiques
• Les textiles
• Métal (feuilles minces)

Les Avantages

• Idéal pour la production de masse
• Coupes uniformes
• Rentable

Notre article de blog sur la différence entre la découpe laser et la découpe à l'emporte-pièce peut aider à dissiper la confusion.

V. Découpage à la flamme

Coupe à la flamme, également connu sous le nom de coupage au gaz, est une méthode de coupage thermique qui enflamme un mélange gazeux pour générer un jet de flamme chaude. Un mélange d’oxygène et de carburant (généralement de l’acétylène) est injecté à travers une petite buse et enflammé.

C’est l’une des rares méthodes de coupe de faible précision de cette liste. L’oxycoupage est principalement limité aux applications industrielles lourdes où des plaques de métal épaisses doivent être grossièrement découpées. C'est une bonne alternative aux découpeurs plasma si la perte de précision de découpe ne vous dérange pas.

L’oxycoupage propose plusieurs options de combustible, chacune avec ses propres avantages et inconvénients.

• Acétylène
• Propane
• MAPP
• Propylène
• Gaz naturel

Compatibilité des matériaux

L’oxycoupage est principalement limité aux métaux ferreux à bas points de fusion.

• Acier au carbone
• Acier doux
• Fonte

Les Avantages

Malgré ses inconvénients, l’oxycoupage reste une option populaire dans l’industrie de la fabrication métallique.

• Rentable
• Portable
• Excellente plage d'épaisseur

De même, nous avons préparé un article sur découpe laser vs découpe à la flamme.

VI. Usinage CNC

Usinage CNC est un processus de coupe mécanique qui utilise un outil métallique en rotation pour couper des matériaux. Comme il s'agit d'un processus soustractif, il n'y a pas de limite d'épaisseur de matériau dur. Avec suffisamment d’espace vertical, les fraiseuses CNC peuvent couper plusieurs pouces de métal épais.

Types de machines de découpe CNC

La découpe laser entre dans la catégorie de la découpe CNC mais pour cette section, nous limiterons cette liste à la découpe mécanique uniquement.

• Fraisage CNC – La pièce reste immobile et l'outil de coupe est monté verticalement sur une broche.
• Tour CNC – La pièce à usiner est montée sur une broche et l'outil de coupe est monté horizontalement sur le chariot.
• Découpe CNC multi-axes – L’outil de coupe rotatif est monté sur un cardan réglable semblable à un bras de robot.

Compatibilité des matériaux

L'usinage CNC peut couper facilement la plupart des matériaux rigides. Contrairement à la découpe laser, elle est incompatible avec les matériaux souples comme les tissus, le caoutchouc, le papier et la tôle.

• Les métaux - Aluminium, acier inoxydable, cuivre, titane et leurs alliages.
• Les bois - Bois durs, résineux et bois d'ingénierie (MDF, panneaux de fibres, contreplaqué, etc.)
• Plastiques- Acryliques, nylon, nylon, HDPE et PTFE.

Les Avantages

Les machines CNC ont ouvert la voie à la fabrication moderne et ont joué un rôle central dans son avancement. Voici ses principaux atouts.

• Haute précision et exactitude
• Bonne gamme de matériaux
• Vitesse de traitement rapide
• Peu de post-traitement requis

Découpe laser Les machines par rapport aux machines CNC sont certainement un sujet brûlant dans l’industrie en ce moment.

VII. Coupe à la scie

Découpe à la scie est une gamme diversifiée de méthodes de coupe comprenant des options manuelles et motorisées. Une scie est un outil métallique avec un motif distinct en forme de dents sur le tranchant. Le style de coupe utilise mouvement alternatif, se déplaçant d'avant en arrière contre la pièce à mesure qu'elle déchire le matériau.

Voici une courte liste des outils de coupe à scie les plus populaires.

• Scie à main (scie à bois)
• Scie à métaux
• Scie circulaire
• Banc de scie
• scie sauteuse
• Scie à ruban
• Scies à chantourner
• Tronçonneuse

Compatibilité des matériaux

Contrairement à la découpe laser qui possède des capacités de découpe quasi universelles, le sciage est principalement relégué au boiseries.

• Feuillus
• Résineux
• Bois d'ingénierie (MDF, panneaux de fibres, contreplaqué, etc.)
• Caoutchouc rigide
• Les matières plastiques
• Certains métaux plus mous

Les Avantages

• Portabilité
• Découpe à faible coût
• L'électricité est facultative

Jetez un coup d'œil au guide de comparaison détaillé entre la découpe laser et la découpe à la scie ici.

VIII. Perforation

perforation est le processus consistant à pousser une fraise à métal à travers la pièce pour obtenir la forme souhaitée. Cette technique de découpe à froid est une petite variante de la découpe.

Utilisations de découpe un gabarit métallique (matrice) et un piston (poinçon) pour couper des matériaux. Le poinçonnage peut avoir lieu sans avoir recours à une matrice. Vous pouvez poinçonner une tôle à condition qu'elle comporte une structure de support en dessous.

Le poinçonnage manuel consiste à marteler un poinçon métallique à travers une surface plane, une technique très courante dans le travail du cuir.

Compatibilité des matériaux

Le poinçonnage est généralement limité aux matériaux plus fins.

• Feuilles de métal minces
• Tissus
• Les matières plastiques
• Caoutchouc
• MOUSSE
• Papier

Les Avantages

• Découpe à très faible coût
• Polyvalent
• Bonne évolutivité
• Peut être utilisé pour le gaufrage

Il est recommandé de lire l'article sur poinçonnage ou découpe laser afin de faire un meilleur choix.

IX. Usinage par ultrasons

Usinage par ultrasons est un processus mécanique basé sur l’abrasion. Il utilise transducteurs piézoélectriques pour faire vibrer l'outil de coupe à hautes fréquences (15-25 kHz). Dans ce processus, la pièce à usiner est recouverte d’une suspension de particules liquides et abrasives. Lorsque l'outil de coupe vibre, il pousse la boue d'avant en arrière, ponçant le matériau au point de contact.

Contrairement à une découpeuse laser à fibre, où la zone autour de la pièce est également chauffée, l'usinage par ultrasons ne chauffe qu'une petite partie de la surface.

Compatibilité des matériaux

Un gros inconvénient de la découpe par ultrasons est son taux d’enlèvement de matière limité. Cependant, il présente un gros avantage par rapport à la concurrence : il peut couper facilement les matériaux les plus durs. Ainsi, même si une découpeuse laser est une machine polyvalente avec une compatibilité de matériaux quasi universelle, l'usinage par ultrasons se limite à substances fragiles et très dures.

• Céramique
• Carbures
• Le verre
• Pierres précieuses
• Aciers trempés

Les Avantages

Les découpeuses à ultrasons couvrent une partie importante de la fabrication non assurée par les machines de découpe laser, à savoir le traitement de matériaux fragiles.

• Peut traiter des matériaux durs
• Génération de chaleur négligeable
• Usure minimale des outils
• Aucun post-traitement requis

Après avoir appris les informations de base, vous voudrez peut-être savoir la différence entre la découpe laser et la découpe par ultrasons.

X.EDM

GED (Usinage par décharge électrique) est une technique innovante de traitement des métaux qui utilise un courant électrique fil métallique chargé pour enlever de la matière. Un fil fin composé d'alliages d'acier spéciaux est connecté à deux électrodes. Lorsque le courant traverse le fil, des étincelles électriques sautent du fil à la pièce métallique.

Ces étincelles ont une température momentanée de 21,600 12,000 °F (~XNUMX XNUMX °C). L'étincelle électrique érode la pièce à un niveau atomique. La pièce à usiner et le fil sont immergés dans une solution diélectrique (liquide non conducteur) pour empêcher l'étincelle de se propager vers des atomes indésirables dans l'air.

Un gros avantage de l'électroérosion à fil par rapport à la découpe laser est la précision. Alors que les machines de découpe laser sont connues pour leurs excellentes tolérances de coupe, l'EDM est plus de dix fois plus précise.

• Précision de découpe laser – 0.01″ (0.25 mm).
• Précision EDM à fil – 0.0002″ (0.005 mm).

Compatibilité des matériaux

L'électroérosion à fil est compatible avec toutes les substances conductrices, y compris les non-métaux comme le graphite.

Les métaux

• Acier
• Acier Inoxydable
• Aluminium
• Laiton
• Copper
• Titane

Non-métaux

• Graphite
• Semi-conducteurs (Silicone, Gallium, Arséniure, etc.)

Les Avantages

• Tolérances d'usinage extrêmement fines
• Vitesse de coupe élevée
• Compatibilité matérielle décente
• Permet des méthodes de coupe plus complexes
• Zéro usure des outils
• Peu de post-traitement requis

Il s'agit d'un guide de comparaison détaillé entre l'EDM et la découpe laser.

XI. Estampage des métaux

Estampillage métallique est l’une des méthodes de découpe de tôle les plus courantes. Il s'appuie sur un alimentation continue de tôles et poinçons à grande vitesse pour découper des formes de base. Contrairement aux autres techniques de découpe de cette liste, l’emboutissage des métaux est également capable de plier et de former des feuilles de métal plates en conceptions 3D.

La fabrication de tôles par emboutissage est un processus coûteux, en raison de l'investissement initial en matrices et en poinçons. Cependant, le processus devient plus rentable à mesure que le nombre de pièces augmente. Les découpeuses laser restent la solution incontournable pour la production en petits volumes.

Compatibilité des matériaux

• Acier
• Aluminium
• Copper
• Laiton

Les Avantages

Les avantages de l’emboutissage des métaux sont nombreux. Nous en avons donc mis en évidence quelques-uns qui ont le plus grand impact sur le succès de votre entreprise.

• Processus économe en énergie
• Vitesse de coupe rapide
• Faible coût par unité

Nous avons également préparé un guide de comparaison détaillé entre l'emboutissage des métaux et la découpe laser.

XII. impression en 3D

Impression 3D (ou Fabrication Additive) est une technique de fabrication très efficace qui permet de fabriquer des pièces en fusionnant des couches de matériaux. Les imprimantes 3D les plus populaires utilisent un rouleau de fil de filament en plastique qui est fondu et projeté à travers une buse CNC sur un lit de travail chauffé.

Lorsque le plastique fondu sort de la buse, il refroidit jusqu'à devenir solide. Ensuite, une autre couche est construite par-dessus la première. Ce processus se répète jusqu'à ce qu'une forme complète soit produite.

En comparaison, une découpeuse laser est un processus de fabrication soustractif qui enlève de la matière d’un métal de base pour révéler une forme finale.

Compatibilité des matériaux

La plupart des imprimantes 3D utilisent un filament en plastique ou une résine qui durcit sous la lumière UV. Cependant, certaines machines avancées utilisent de la poudre métallique.

Voici quelques-uns des matériaux les plus populaires utilisés dans le processus d’impression 3D.

• Plastiques – ABS, PLA, PETG, nylon, TPU, PVA et HIPS.
• Résines – Clair, flexible, résistant à la chaleur, dentaire, etc.
• Les métaux - Acier, aluminium, acier inoxydable, cuivre, cobalt, tungstène, titane, nickel et leurs alliages.

Les Avantages

• Aucun gaspillage de matériaux
• Capacités de prototypage rapide
• Permet des conceptions plus complexes
• Compatibilité matérielle plus large

Le choix de découpeuse laser et d'imprimante 3D C’est aussi un problème qui touche de nombreuses entreprises.

XIII. Coupe à la lame (CNC)

La découpe CNC à la lame est un type de processus d’usinage légèrement différent. Il utilise une tête de coupe à 3 axes semblable à une fraiseuse. Le type de machine de découpe à lame le plus populaire est le Cricut Cutter, une machine d’art et d’artisanat amateur. Il est couramment utilisé pour couper, marquer, graver et graver du tissu, des autocollants, des objets artisanaux en carton mousse, etc.

Compatibilité des matériaux

Tu peux seulement couper feuilles minces non métalliques en utilisant ces machines amateurs.

• Papier
• Papier cartonné
• Tissus
• Cuir
• Mousse fine
• Vinyle
• et ainsi de suite

Les Avantages

• Très faible coût
• Précision et exactitude décentes
• Facile à utiliser

Liste comparative des différentes méthodes de coupe

Les différentes méthodes de découpe évoquées ci-dessus offrent une solution unique à un problème unique. Les scies sont excellentes pour le travail du bois, l'EDM est idéal pour la précision microscopique, l'usinage par ultrasons peut traiter des matériaux durs et cassants, etc.

En revanche, une découpeuse laser est conçue pour vous offrir le plus large éventail de fonctionnalités. Il peut couper, marquer et graver des métaux et des non-métaux, des matériaux plus épais, des mousses souples, du caoutchouc extensible, etc. Le meilleur, c'est que la découpe laser peut faire tout cela et bien plus encore à un prix relativement faible par rapport à d'autres solutions rentables.

Bien qu'un tableau comparatif rapide présentant les propriétés des différents processus de découpe en plus de la découpe laser soit pratique, il ne donne pas une image complète.

Pour un aperçu plus précis de tous les avantages qu’offre une découpeuse laser. Nous devons faire une comparaison plus directe des propriétés.

Conclusion

Les techniques de fabrication ont considérablement évolué au cours des deux dernières décennies, en partie grâce aux progrès de la technologie informatique et de la science des matériaux. Il existe une méthode de découpe idéale qui convient le mieux à votre application, votre budget et votre créativité. La découpe laser offre un ensemble complet qui contient un peu de tout : précision, vitesse de découpe, commodité, évolutivité et économies de coûts.

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