Découpe des métaux : quelles sont les méthodes les plus efficaces ?

Toutes les techniques de découpe des métaux se valent-elles ?

Il existe essentiellement quatre méthodes pour découper le métal :

• laser
• jet d'eau (waterjet)
• plasma
• cisaillage

L'atout du laser est sa grande capacité à focaliser la puissance d'action sur une surface très réduite. Cela en fait la technologie parfaite pour des travaux de précision et de qualité. Plus loin, nous verrons que la vitesse est aussi l'un de ses points forts.

À première vue, le laser peut sembler la solution la moins économique, mais compte tenu de la vitesse, de la précision, de la qualité de coupe et de la polyvalence, c'est de loin la technologie la plus efficace pour de nombreux types de découpe du métal. Voyons tous les détails.

Dans quels secteurs utilise-t-on la découpe laser des métaux ?

La flexibilité d'application du laser répond aux multiples besoins de chaque secteur travaillant le métal et ses dérivés, sous n'importe quelle forme.

La découpe laser est utile surtout là où des performances dimensionnelles précises sont requises. Un faible impact thermique est aussi une caractéristique demandée pendant la découpe, et le laser la satisfait.

C'est pourquoi le faisceau laser est très utilisé dans l'automobile et l'aérospatial, mais aussi dans la production médicale, le bâtiment et la construction, l'agencement et la communication visuelle, la mécanique spécialisée, les flexible dies et l'ingénierie.

L'usage du laser pour la découpe diffère de celui pour le marquage ou la gravure. Le marquage sur métal sert typiquement à identifier des produits en série avec leurs caractéristiques de production, ou à apposer des codes de série, d'origine et de traçabilité.

Ce sont des applications typiques de l'industrie électrique et électronique, de l'ingénierie mécanique et de la fabrication d'outils, du travail de la tôle, de la technologie médicale, des supports promotionnels, de la joaillerie et de l'industrie automobile.

Découpe laser du métal : tout ce que vous devez savoir

Aujourd'hui la technologie laser est une méthode très utilisée pour la découpe du métal. Pour chaque composition, alliage, épaisseur et consistance du métal, il existe un système laser spécifique adapté à la découpe. Les grands avantages d'une machine de découpe laser sont :

• une grande précision
• la vitesse
• la polyvalence

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Quelle est la meilleure source laser pour découper le métal ?

Le marché des machines de découpe laser pour le travail de la tôle s'est développé rapidement ces dernières années.

De nouveaux types de machines de différents fabricants ont été introduits, révolutionnant le procédé de découpe laser et, par conséquent, les choix à la disposition des entreprises et des professionnels. En matière de sources, les utilisateurs disposent aujourd'hui de deux options, selon leurs besoins :

• les machines traditionnelles de découpe laser de la tôle avec source CO2
• les machines de nouvelle génération avec source laser fibre

Source laser CO2

Le laser CO2 traditionnel a longtemps été la source la plus répandue. Ses premières applications sur la tôle remontent à la fin des années 80 et, jusqu'à il y a quelques années, étaient indiquées pour des supports d'épaisseur supérieure à 4-5 mm.

Ce type de source utilise un mélange de gaz — les gaz de pompage laser — et beaucoup de courant électrique pour générer le faisceau de lumière. Vu les hautes températures de fonctionnement, une importante unité de refroidissement (refroidisseur) est nécessaire.

Ces sources ont une faible efficacité énergétique (pas plus de 10-12%) : pour chaque kW disponible à la découpe, il en faut environ dix fois plus pour le seul dispositif laser. Jusqu'en 2007, c'était le seul type de laser disponible pour la découpe.

Source laser fibre

Les années suivantes, le marché a commencé à évoluer vers de nouvelles technologies : les sources fibre. Elles utilisent des fibres optiques "pompées" par diodes pour créer des sources de découpe à l'état solide, avec beaucoup moins de composants et sans gaz de pompage. L'élément clé du choix de la machine est l'efficacité.

Le développement rapide des sources fibre est dû aux vitesses de production supérieures, à la plus grande précision et aux avantages significatifs en matière d'économies de coûts.

Les sources laser fibre ont une meilleure capacité de focalisation, sont bien plus stables et le diamètre du spot est bien plus petit qu'avec une source CO2 : la découpe est donc plus précise et plus stable en cours d'usinage.

L'efficacité énergétique d'une source fibre est aujourd'hui en moyenne supérieure de 35% à celle des sources CO2. Il n'y a pas de coûts de gaz de pompage, pas de pièces mécaniques qui s'usent et les sources fibre ne nécessitent pas d'entretien.

Il y a une dizaine d'années, celui qui devait découper des épaisseurs supérieures à 4-5 mm était obligé de choisir une machine à source CO2 : la puissance des sources fibre dépassait difficilement 2-3 kW. Aujourd'hui, grâce aux progrès technologiques, il existe des sources fibre de puissance supérieure à 15 kW.

Les sources fibre ont pour l'essentiel remplacé les lasers CO2 dans toutes les applications de découpe du métal. Les sources CO2 restent en revanche valables pour la découpe des matériaux non métalliques comme le bois, le plastique et les textiles.

Questions fréquentes sur la découpe des métaux

Quelles sont les méthodes pour découper le métal ?

Il y en a quatre principales : laser, jet d'eau, plasma et cisaillage. Le laser est le plus efficace en précision, vitesse et polyvalence.

Pourquoi le laser est-il la méthode la plus efficace ?

Parce qu'il concentre une énorme puissance sur une surface très réduite : il garantit précision, vitesse, polyvalence et un faible impact thermique pendant la découpe.

Source laser CO2 ou fibre, laquelle choisir ?

Pour la découpe des métaux, la source fibre a désormais remplacé le CO2 : spot plus petit, plus grande précision, pas de gaz de pompage, moins d'entretien et des puissances au-delà de 15 kW. Le CO2 reste valable pour les matériaux non métalliques.

Le laser CO2 est-il encore utile ?

Oui : les sources CO2 restent valables pour la découpe de matériaux non métalliques comme le bois, le plastique et les textiles.