Découpeuses laser fibre ou CO₂ : laquelle convient-elle ?

Dans la fabrication et la fabrication industrielles, la technologie de coupe laser a révolutionné la façon dont nous traitons les matériaux. Que vous coupiez des métaux, des plastiques ou d'autres matériaux, le choix de la bonne machine à découper laser est crucial pour l'efficacité, la précision et la rentabilité. Deux des technologies laser les plus importantes disponibles aujourd'hui sont les machines de coupe laser et laser en fibre. Chacun a ses avantages uniques et est adapté à différentes applications. Ce blog explorera les différences entre ces deux technologies et vous guidera dans le choix du bon pour vos besoins.

Comprendre les machines de coupe laser et laser en fibre

Qu'est-ce que la coupe laser en fibre?

Les machines de découpe laser en fibre utilisent une source laser à l'état solide, qui génère un faisceau à travers des fibres optiques. Le faisceau laser produit est hautement concentré et peut être dirigé avec précision, ce qui le rend idéal pour couper les métaux et autres matériaux durs. Les lasers en fibre sont connus pour leur efficacité, leur vitesse et leurs faibles exigences de maintenance.

Principe de fonctionnement de la coupe laser en fibre

● Milieu au lasing: Le noyau de la fibre optique est dopé avec des éléments de la terre rare, qui servent de milieu laser. Les dopants communs comprennent le ytterbium, l'erbium et le néodyme.

● Source de la pompe: Les diodes haute puissance sont généralement utilisées pour pomper la fibre, injectant l'énergie qui excite les atomes de dopant.

● Action laser: lorsque les atomes dopants excités reviennent à leur état d'énergie inférieur, ils émettent des photons. Ces photons sont confinés dans la fibre optique, créant un faisceau laser.

● Fibre optique: la fibre elle-même guide la lumière, améliorant l'interaction entre la lumière et les atomes de dopant, conduisant à une amplification de lumière efficace.

Avantages des lasers en fibre

● Haute efficacité: les lasers en fibre ont une efficacité optique très élevée, dépassant souvent 30%, ce qui réduit la consommation d'énergie.

● Excellente qualité de faisceau: ils produisent un faisceau de haute qualité et étroitement focalisé qui permet une coupe et un marquage précis.

● Compact et robuste: les lasers en fibre sont compacts et ont une conception à l'état solide, ce qui les rend durables et moins sujets à un désalignement.

● Low Maintenance: ils nécessitent un entretien minimal par rapport aux autres types de lasers en raison de l'absence de pièces mobiles.

● Sortie à forte puissance: capable de fournir des niveaux de puissance élevés adaptés aux applications industrielles.

Désavantage

● Coût initial élevé: les lasers en fibre peuvent être plus chers initialement par rapport aux autres types de laser, bien que leur efficacité et leurs faibles coûts d'entretien puissent compenser cela au fil du temps.

● Exigences de refroidissement complexes: les lasers à fibre haute puissance nécessitent des systèmes de refroidissement efficaces pour gérer la chaleur générée pendant le fonctionnement.

Qu'est-ce que la coupe laser Co₂?

Les machines de découpe laser Co₂, en revanche, utilisent un mélange de gaz (principalement du dioxyde de carbone) excité par l'électricité pour produire un faisceau laser. Ce faisceau est capable de couper une large gamme de matériaux, y compris les métaux et les non-métaux. Les lasers co₂ sont polyvalents et sont particulièrement bien adaptés aux applications impliquant des matériaux plus épais ou une gamme diversifiée de tâches de coupe.

Principe de fonctionnement de la coupe laser co₂

● Milieu au lasing: Le milieu laser principal est le gaz de dioxyde de carbone, généralement mélangé avec de l'azote, de l'hydrogène et de l'hélium.

● Excitation: L'énergie électrique est utilisée pour exciter les molécules d'azote gazeux, qui transfèrent ensuite l'énergie aux molécules de CO2.

● Émission de photons: lorsque les molécules de CO2 reviennent à un état d'énergie inférieur, ils émettent des photons dans le spectre infrarouge, généralement à une longueur d'onde de 10,6 micromètres (µm).

Avantages des lasers CO2

● Haute efficacité: les lasers CO2 ont une efficacité élevée, convertissant une partie significative de l'énergie d'entrée en lumière laser.

● Sortie élevée: ils peuvent produire des niveaux de puissance élevés, ce qui les rend adaptés aux applications industrielles.

● Polyvylity: peut couper, graver et marquer une large gamme de matériaux.

● RETENDANT: ils sont relativement peu coûteux à utiliser et à maintenir par rapport à d'autres types de lasers.

Désavantage

● Grande taille: généralement plus grande que les autres types de lasers, nécessitant plus d'espace.

● Longueur d'onde infrarouge: la lumière infrarouge est absorbée par le verre et ne peut pas la traverser, ce qui limite certaines applications.

Quelles sont les différences entre un laser en fibre et un CO2?

1. Source laser et longueur d'onde

Laser CO2:

Source: utilise un mélange de gaz principalement de dioxyde de carbone (CO2) comme milieu laser.

Longueur d'onde: émet une lumière à une longueur d'onde infrarouge d'environ 10,6 micromètres (µm).

Laser fibre:

Source: utilise une fibre optique dopée avec des éléments de la terre rare comme Ytterbium ou Erbium comme milieu de lasing.

Longueur d'onde: émet généralement de la lumière dans la gamme proche infrarouge, autour de 1,06 micromètre (µm) pour les fibres dopées par les ytterbium.

2. Qualité du faisceau

Laser CO2:

Qualité du faisceau: a généralement une qualité de faisceau plus faible (valeur M⊃2; plus élevée) par rapport aux lasers en fibre. Cela signifie que le faisceau est moins ciblé et peut entraîner des coupes plus larges.

Taille du spot: une taille de spot plus grande, peut limiter la précision des travaux détaillés.

Laser fibre:

Qualité du faisceau: excellente qualité de faisceau avec une valeur M⊃2; faible, conduisant à un faisceau plus petit et plus ciblé.

Taille du spot: taille du spot plus petite, permet des coupes et des gravures plus fines et plus précises.

3. Découpement la vitesse et l'efficacité

Laser CO2:

Vitesse de coupe: Vitesses de coupe plus lentes par rapport aux lasers en fibre, en particulier sur les matériaux minces.

Efficacité: plus faible efficacité (généralement environ 10 à 20%), ce qui signifie plus d'énergie électrique pour obtenir la même sortie que les lasers de fibre.

Laser fibre:

Vitesse de coupe: les vitesses de coupe plus rapides, en particulier sur les métaux minces, les rendent idéaux pour les applications à haut débit.

Efficacité: efficacité plus élevée (généralement 25 à 30% ou plus), ce qui se traduit par une baisse de la consommation d'énergie et des coûts d'exploitation.

4. Compatibilité des matériaux

Laser CO2:

Matériaux: Excellent pour les matériaux non métalliques comme le bois, l'acrylique, les plastiques, le verre, les textiles et le cuir. Peut également couper les métaux, mais avec des limitations.

Coupe de métaux: nécessite plus de puissance et souvent des gaz supplémentaires comme l'oxygène pour réduire efficacement les métaux.

Laser fibre:

Matériaux: principalement utilisés pour les métaux, y compris l'acier inoxydable, l'aluminium, le laiton et le cuivre. Peut également couper certains non-métaux mais est moins efficace sur les matériaux comme le bois et le verre.

Coupe de métaux: très efficace aux métaux de coupe sans avoir besoin de gaz supplémentaires, bien qu'ils puissent être utilisés pour améliorer le processus.

5. Entretien et durabilité

Laser CO2:

Maintenance: exigences de maintenance plus élevées en raison de la nécessité de maintenir le débit de gaz, de remplacer l'optique et d'aligner le chemin laser.

Durabilité: Des composants comme les miroirs et les lentilles sont plus sujets à l'usure et à la contamination, nécessitant un nettoyage et un remplacement réguliers.

Laser fibre:

Entretien: faible entretien en raison de la conception à l'état solide et aucune pièce mobile dans le chemin du faisceau.

Durabilité: Très robuste avec une longue durée de vie opérationnelle, nécessitant généralement un entretien minimal.

6. Taille et intégration

Laser CO2:

Taille: généralement plus grande et plus volumineuse en raison de la nécessité d'une alimentation en gaz et d'une optique plus grande.

Intégration: nécessite plus d'espace et d'infrastructure, tels que les systèmes de manutention du gaz.

Laser fibre:

Taille: plus compacte et plus facile à intégrer dans les systèmes existants, idéal pour les applications nécessitant une empreinte plus petite.

Intégration: plus facile à intégrer dans les systèmes automatisés et la robotique en raison du système de livraison de fibres flexible.

7. Applications

Laser CO2: couramment utilisé dans la coupe, la gravure et le marquage des matériaux non métalliques. Également utilisé dans les procédures médicales et la recherche scientifique.

Laser en fibre: Préféré pour la coupe de métaux, le soudage, le marquage et la gravure de haute précision. Largement utilisé dans les domaines de la fabrication, des télécommunications et des domaines médicaux.

Fonctionnalité	Laser CO2	Laser en fibre
Médium laser	Dioxyde de carbone	Fibre optique dopée
Longueur d'onde	~ 10,6 µm (infrarouge)	~ 1,06 µm (proche infrarouge)
Qualité du faisceau	Qualité du faisceau inférieur	Qualité des feux de route
Vitesse de coupe	Plus lent, en particulier sur les matériaux minces	Plus rapide, en particulier sur les métaux
Efficacité	10-20%	25-30% ou plus
Capacité matérielle	Meilleur pour les non-métaux, peut couper les métaux	Meilleur pour les métaux, utilisation non métallique limitée
Entretien	Alignement et nettoyage plus élevés et fréquents	Entretien plus bas et minimal
Coût initial	Inférieur	Plus haut
Coût de fonctionnement	Plus haut	Inférieur
Taille	Plus grand et plus volumineux	Plus compact
Applications	Coupe non métallique, gravure, médical	Coupe de métaux, marquage, soudage

Comment choisir la bonne machine à découper laser

1. Évaluez vos besoins matériels

Considérez les types de matériaux que vous prévoyez de couper le plus fréquemment. Si votre objectif principal est sur les métaux, en particulier les métaux minces, un laser en fibre est probablement le meilleur choix. Pour les matériaux non métalliques ou une plus grande variété d'applications de coupe, un laser Co₂ peut être plus approprié.

2. Évaluer les exigences de vitesse et d'épaisseur de coupe

Déterminez l'épaisseur typique des matériaux avec lesquels vous travaillez. Les lasers de fibres excellent à la coupe à grande vitesse des métaux minces, tandis que les lasers Co₂ sont meilleurs pour les matériaux et les non-métaux plus épais.

3. Considérez la précision et la qualité des bords

Si vos projets exigent une précision élevée et des bords fins, en particulier sur les métaux, un laser en fibre est la voie à suivre. Pour la coupe générale où la qualité des bords sur les non-métaux est la priorité, un laser Co₂ suffira.

4. Analyser le coût et l'efficacité

Évaluez à la fois l'investissement initial et les coûts opérationnels à long terme. Les lasers en fibre ont des coûts initiaux plus élevés mais offrent des coûts de fonctionnement plus bas et un retour sur investissement plus rapide pour les applications de coupe des métaux. Les lasers Co₂, avec des coûts initiaux plus bas, fournissent des solutions rentables pour un traitement varié des matériaux.

5. Comprendre les facteurs de maintenance et opérationnels

Considérez les exigences de maintenance et la complexité opérationnelle de chaque machine. Les lasers en fibre nécessitent généralement moins d'entretien, réduisant les temps d'arrêt et les interruptions opérationnelles par rapport aux lasers de CO₂.

6. Regardez les applications et l'ajustement de l'industrie

Faites correspondre la technologie de coupe laser à vos besoins spécifiques de l'industrie. Les lasers en fibre sont favorisés dans les industries nécessitant une ferronnerie de haute précision, tandis que les lasers co₂ sont polyvalents pour une gamme de matériaux et d'applications.

Résumé

Considérez les lasers de fibres si:

Vous travaillez principalement avec des métaux, y compris les réflexions.

Vous avez besoin d'une coupe à grande vitesse pour les matériaux minces.

Un faible entretien et un coût opérationnel à long terme sont essentiels pour votre entreprise.

Vous avez besoin d'une précision élevée et d'une déformation de matériau minimale.

Considérez les lasers CO2 si:

Vous travaillez avec une variété de matériaux, y compris les non-métaux.

Vous devez couper des matériaux plus épais ou graver et marquer différents substrats.

Le coût initial inférieur est un facteur important pour votre budget.

Vous vous concentrez sur la polyvalence et la flexibilité des matériaux.

Conclusion

Le choix entre les machines de découpe de fibres et de laser CO2 dépend de vos besoins spécifiques, des matériaux avec lesquels vous travaillez et de vos considérations budgétaires. Les deux technologies offrent des avantages uniques qui peuvent améliorer vos capacités de production. En comprenant les différences, vous pouvez sélectionner la machine qui correspond le mieux aux besoins de votre entreprise, en garantissant une coupe efficace et de haute qualité pour les années à venir.

Pour des informations et des conseils plus détaillés sur la sélection de la bonne machine à découper laser pour vos besoins, n'hésitez pas à nous contacter chez Harsle. Nous sommes là pour vous aider à trouver la solution parfaite pour vos besoins de coupe.