Un procédé élaboré
L’élément le plus important pour la découpe laser à fibre est la fibre optique active dopée avec des terres rares, dans lequel est créé le faisceau laser. C’est un type de fibre spécifique, qui est composée de trois couches de matériaux caractérisés par différents indices de réfraction :
- La couche extérieure, revêtement spécifique qui possède le plus petit indice de réfraction. Son rôle est de réfléchir la lumière sur cette surface, pour ainsi démarrer le fonctionnement de la machine. Dans le même temps, il bloque l’émission de radiation à l’extérieur ;
- La couche du milieu, créée à partir d’un matériau caractérisé par un indice de réfraction plus grand que le revêtement extérieur. Son but est d’initier le fonctionnement du laser, mais aussi de garantir une transmission optimale de l’énergie de la pompe ;
- Le centre, caractérisé par le plus grand indice de réfraction par rapport à toutes les autres couches.
La fibre active du laser est terminée avec des réseaux de diffraction spéciaux. Elle fonctionne comme un miroir et fournie une réfraction complète, tandis que les miroirs de sortie servent de résonateur optique. Ce qui est important ici, c’est la forte flexibilité, dans le même temps elle possède une construction compacte et très solide, ce qui permet de créer des tiges laser minces et plastiques avec une longueur importante.
Des deux côtés du fibre, il y des connecteurs, qui permettent le transport de l’énergie de la diode de pompage vers la couche externe.
Les avantages de la fibre optique
Les
lasers à fibres optiques constituent la manière la plus efficace de découper au laser. Le faisceau laser est généré dans une fibre active et acheminé au moyen d’une fibre de transport vers la tête de découpe de la machine. Les lasers à fibres optiques sont nettement plus compacts que les lasers CO₂ tout en fournissant une puissance nettement plus élevée à partir de la même alimentation de courant.
Une installation à laser à fibres optiques convient pour l’usinage de tôles d’épaisseurs fines à moyennes.
Les avantages de cette technologie, en comparaison aux machines de découpe laser CO2, sont de plusieurs ordres :
- Flexibilité : de nombreux matériaux comme l’acier de construction, l’acier inoxydable, l’aluminium, les métaux non ferreux (cuivre et le laiton) peuvent être découpés sur des épaisseurs de tôles allant de 0,8 à 30 millimètres ;
- Productivité : la vitesse de découpe est plus importante et largement démultipliée sur les faibles épaisseurs ;
- Réduction des coûts : les frais d’exploitation sont réduits par de faibles consommations énergétiques et des installations nécessitant une maintenance très réduite.
L’intensité du laser fibre est jusqu’à 100 fois plus élevée qu’un laser CO2 de même puissance, du fait du diamètre de la focale qui est spécifiquement petit.
C’est ainsi que les machines de découpe laser fibre offrent un rendement 30% plus élevé que les machines laser CO2 sur les tôles de fines et de moyennes épaisseurs, ainsi que des vitesses de découpe élevées.
Le coût d’exploitation est réduit comparativement à un laser CO2 du fait de l’absence d’utilisation de gaz lasants, d’une faible consommation électrique, de l’absence de miroir dans le chemin optique, d’une source qui ne nécessite que peu d’entretien et qui a une durée de vie importante.
La technologie laser à fibre optique est toutefois complémentaire du laser CO2.
Des utilisations réservées plutôt aux professionnels.
La fibre laser est actuellement utilisée dans un nombre croissant de machines de découpe et de matériel de soudage modernes et, selon tous les spécialistes, elle sera bientôt en mesure de remplacer complètement la technologie CO2 traditionnelle.
Ces caractéristiques rendent l’ensemble du processus de découpe beaucoup plus stable et précis.
Le principal problème du laser CO2 est lorsqu’on doit aligner le laser en utilisant des miroirs à travers un cours optique et effectuer leur maintenance. Dans le cas de la fibre, la technique est beaucoup plus simple car il n’y a pas de miroir. La fibre va directement au module scellé ou l’on trouve la lentille focale.
Il est également important de garder à l’esprit que l’oscillateur ne nécessite aucun mélange de gaz ni aucune procédure de démarrage. Avec un laser à fibre, il suffit d’allumer la machine.
Les oscillateurs de fibre utilisent la technologie d’état solide qui permet une durabilité maximale de 50.000-100.000 heures avec une production sans arrêt.
Les quatre points principaux à retenir sur les avantages du laser à fibre sont donc : une consommation d’énergie minimum, une productivité maximum, une maintenance minimum et une grande longévité.
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