3 erreurs à éviter lors de la découpe laser du métal

Le gauchissement est une autre difficulté à laquelle les ingénieurs sont confrontés lorsqu'ils utilisent des machines de découpe laser pour fabriquer des pièces en tôle. Lorsque le faisceau laser agit sur le métal à découper, celui-ci absorbe rapidement l'énergie du laser et la convertit en énergie thermique, ce qui a pour effet de chauffer le métal. Lorsque la température augmente, le métal se dilate. 

Mais le problème est que le processus de dilatation du métal n'est pas uniforme. D'une part, les différents matériaux métalliques ont des coefficients de dilatation thermique différents. D'autre part, le processus de fabrication du matériau, tel que le sens de laminage, la structure organisationnelle interne et d'autres facteurs, affecte également l'uniformité de la dilatation du métal lorsqu'il est chauffé. L'effet combiné de ces facteurs fait qu'il est très probable que le métal se plie et se déforme au cours du processus de dilatation thermique, ce que nous appelons le gauchissement.

Ce phénomène de gauchissement posera de nombreux problèmes pratiques aux ingénieurs. Pour les pièces conçues à l'origine pour être assemblées avec précision, une fois que le gauchissement se produit, la forme et la taille des pièces s'écartent des attentes de la conception, ce qui rend difficile leur ajustement parfait au cours de l'assemblage. Non seulement cela prolonge le temps d'assemblage et augmente les coûts de main-d'œuvre, mais dans les cas les plus graves, cela peut même entraîner la mise au rebut des pièces, ce qui se traduit par un gaspillage de ressources et une augmentation des coûts de production. 

Du point de vue de la mécanique des structures, le gauchissement entraîne également de graves dangers cachés pour les éléments structurels. Lorsqu'un élément structurel se déforme, la répartition des contraintes internes devient inégale et sa capacité initiale à supporter des charges uniformes est détruite. Lorsqu'elle est soumise à des charges externes, la partie déformée est plus susceptible de produire une concentration de contraintes, réduisant ainsi la résistance globale et la capacité de charge du composant. Dans certains scénarios d'application où les exigences en matière de résistance structurelle sont extrêmement élevées, comme dans l'aérospatiale, la construction automobile et d'autres domaines, la déformation des composants peut provoquer de graves accidents.

Les ingénieurs doivent donc faire preuve d'une grande prudence lorsqu'ils utilisent des machines de découpe laser pour fabriquer des composants en tôle. Au stade de la sélection des matériaux, vous pouvez envisager d'utiliser des matériaux métalliques ayant un coefficient de dilatation thermique plus faible et des performances plus stables, tels que certains matériaux d'alliage spéciaux. Au stade de la conception, la redondance de la structure doit être augmentée de manière appropriée, et la forme et la disposition des pièces doivent être raisonnablement ajustées pour réduire le risque de gauchissement causé par la déformation thermique. Parallèlement, en ce qui concerne le réglage des paramètres du processus, l'optimisation de paramètres tels que la puissance du laser, la vitesse de coupe et la méthode de refroidissement permet de minimiser autant que possible l'échauffement inégal du métal pendant le processus de coupe. Si nécessaire, des plaques métalliques plus épaisses peuvent être envisagées, car elles résistent mieux à la déformation thermique dans une certaine mesure, ou la complexité de la conception peut être réduite, et l'utilisation de formes complexes et de structures à parois minces peut être réduite, ce qui diminue la probabilité de déformation.