La réflectivité et la conductivité thermique plus élevées rendent la découpe laser de l'aluminium beaucoup plus difficile que celle du carbone et de l'acier inoxydable, mais cela ne signifie pas qu'il est impossible d'obtenir des résultats parfaits. En lisant cet article, vous serez en mesure de maîtriser certaines des techniques de découpe au laser de l'aluminium. découpe laser de l'aluminium.
Table des matières
Qu'est-ce que l'aluminium ?
L'aluminium est un métal à forte réflectivité et conductivité thermique. Il est largement utilisé en raison de son faible poids, de sa résistance à la corrosion et de sa légèreté.
Bien que l'aluminium soit utilisé depuis longtemps, cela ne signifie pas que l'on puisse le découper parfaitement, en particulier la découpe au laser de l'aluminium !
Dans cet article, nous allons donc nous pencher sur les difficultés rencontrées par les aluminium découpé au laser et comment régler les paramètres pour obtenir une surface de coupe en aluminium lisse et sans bavures.
Pourquoi la découpe au laser de l'aluminium est-elle difficile ?
Il est bien connu que la découpe au laser se caractérise par une grande efficacité et une grande précision, mais dans le processus réel de découpe de l'aluminium, elle se heurte encore à de nombreuses difficultés.
L'aluminium est un matériau très réactif
L'aluminium a une réflectivité de surface de 85%-95% pour les lasers à fibre (1064nm) et les lasers CO2 courants, et la majeure partie de l'énergie du laser est réfléchie plutôt qu'absorbée, ce qui peut endommager les lentilles optiques ou les capteurs.
Bien que l'aluminium ait été critiqué pour ses propriétés hautement réfléchissantes, il n'est pas difficile d'y remédier. Il est possible de réduire la forte réflectivité en prétraitant la tôle d'aluminium, par exemple en l'ébarbant au laser ou en pulvérisant un revêtement temporaire.
Conduction rapide de la chaleur
La conductivité thermique de l'aluminium est cinq fois supérieure à celle de l'acier, aluminium découpé au laser Lors du processus de fabrication de la tôle, la chaleur se propage rapidement, la température inférieure n'est pas suffisante, l'aluminium inférieur n'est pas coupé, ce qui entraîne la formation de scories suspendues.
La conductivité thermique de l'aluminium fait que la taille du bain de fusion ou le degré de solidification n'est pas contrôlable, ce qui entraîne des découpes de la largeur de la couture ou des bavures plus importantes. Lorsque la chaleur du laser est transmise autour de la zone de découpe, l'aluminium situé à proximité se ramollit et se déforme, ce qui entraîne une distorsion de la pièce découpée.
Afin d'éviter le problème des mauvais résultats de coupe dus à la conduction rapide de la chaleur de l'aluminium, il est possible de le résoudre en ajustant les paramètres de l'appareil de coupe. découpe laser de l'aluminium Le choix de l'équipement électrique est également important.
Faible viscosité à l'état fondu
L'aluminium a une faible viscosité après avoir été fondu par la chaleur, et il est difficile de l'évacuer par le gaz auxiliaire, ce qui entraîne des scories collées au fond ou des bords de coupe rugueux. Afin d'éviter cette situation, vous pouvez augmenter le gaz de soufflage pendant le processus de découpe afin de souffler rapidement l'aluminium fondu sur la surface de découpe.
Avantages de la découpe laser de l'aluminium
L'aluminium est utilisé dans tous les aspects de notre vie, comme les boîtes de conserve, les portes et fenêtres en aluminium cassé, les casseroles, les fours et les boîtiers métalliques pour l'électronique. Il existe également de nombreuses façons de découper les panneaux d'aluminium, comme la découpe à la scie, la découpe CNC et la découpe au laser de l'aluminium.
Avec autant de méthodes de découpe, pourquoi la découpe laser de l'aluminium largement utilisé ? C'est certainement parce qu'il présente de nombreux avantages uniques.
Traitement sans contact
L'une des principales différences entre la découpe au laser et la découpe CNC, la découpe à la scie et d'autres méthodes est que la découpe au laser est une découpe sans contact. Cela signifie également que le matériau ne se déforme pas lors de la découpe au laser d'une plaque ou d'un tube en aluminium, même s'il est d'une épaisseur inférieure à 1 mm.
La découpe laser se fait sans contact en projetant un faisceau laser focalisé sur la surface du matériau à découper, ce qui provoque une augmentation instantanée de la température du matériau et le fait fondre ou se vaporiser. Cela signifie également que la découpe laser de l'aluminium ne produit pas d'usure d'outil, ce qui réduit les consommables dans ce domaine.
Aluminium découpé au laser avec une grande précision
Par rapport à la découpe au jet d'eau ou au plasma, la précision de positionnement de la découpe laser de l'aluminium peut atteindre ±0,05 mm, voire ±0,03 mm, et la largeur de la fente peut être contrôlée à 0,1-0,3 mm (équivalente à la largeur de deux mèches de cheveux). Il convient mieux aux industries qui exigent une grande précision de découpe, telles que la découpe d'anneaux en aluminium pour l'appareil photo de l'iPhone, ainsi qu'au traitement fin.
Vitesse de coupe rapide
Pour couper la même épaisseur d'aluminium, en particulier l'aluminium fin, la découpe laser est plus rapide que le cisaillement, le sciage, la découpe plasma, etc. La vitesse de découpe de l'aluminium de 3mm d'épaisseur avec la machine de découpe laser 6KW peut atteindre 15m/min, alors que la vitesse de découpe au plasma n'est que de 3m/min, soit 1/5 de la découpe laser.
Conception antireflet
La découpe laser de l'aluminium avec une réflectivité élevée entraînera une faible utilisation de l'énergie et un risque d'endommagement de l'équipement. Pour résoudre ce problème, de nombreux fabricants de machines de découpe laser sont équipés d'un isolateur de lumière de retour, qui peut bloquer 99% de la lumière réfléchie, réduisant ainsi efficacement les dommages causés au laser par la découpe de matériaux hautement réfléchissants et améliorant l'effet de la découpe.
Production intelligente numérisée
Le système de chargement et de déchargement automatique de la machine de découpe au laser, combiné à l'inspection visuelle par IA, révolutionne le mode de production du traitement de l'aluminium, ce qui permet de réaliser une production ininterrompue 24 heures sur 24 sans personnel.
Méthodes clés pour une découpe laser de l'aluminium de haute qualité
En voyant cela, je suis sûr que vous avez acquis des connaissances sur l'aluminium et les avantages de la découpe au laser. Cette section présente des méthodes efficaces pour découper l'aluminium avec une grande précision.
Puissance de l'équipement et vitesse de coupe
En raison de la rapidité de la conduction thermique de l'aluminium et du fait qu'il n'est pas facile de le nettoyer par soufflage après la fusion, vous devez veiller à adapter la puissance de l'équipement à la vitesse de découpe lors de la découpe au laser. Une vitesse trop rapide entraînera des coupures ou des scories suspendues au fond, tandis qu'une vitesse trop lente provoquera une surchauffe et une fente trop large.
Pour la découpe de plaques d'aluminium minces de moins de 3 mm, on peut utiliser une coupe à grande vitesse (10-25 m/min) avec des impulsions à haute fréquence pour éviter l'accumulation de chaleur. Lors de la découpe d'aluminium plus épais que 6 mm, il convient de réduire la vitesse de manière appropriée et d'utiliser une augmentation progressive de la puissance afin d'assurer la pénétration de l'énergie.
Vous pouvez déterminer le point de vitesse le plus efficace pour une coupe sans bavure en effectuant un étalonnage de la coupe d'essai, généralement 70-80% de la vitesse limite.
Prétraitement des matériaux
L'état de surface de l'aluminium affecte directement le taux d'absorption du laser. Si les conditions le permettent, il est recommandé d'effectuer un prétraitement, tel que l'élimination du film d'huile et de la couche d'oxydation à la surface de l'aluminium, la pulvérisation d'un revêtement mat sur l'aluminium miroir et d'autres moyens d'améliorer l'absorption de l'aluminium par le laser.
Gaz auxiliaire
Le gaz auxiliaire est utilisé pour évacuer le laitier résiduel, protéger la lentille et augmenter la vitesse de coupe. Lorsque découpe laser de l'aluminiumL'utilisation d'azote permet d'obtenir de meilleurs résultats de coupe. En effet, l'azote est un gaz inerte qui ne réagit pas avec l'aluminium. En outre, l'azote à haute pression peut évacuer efficacement l'aluminium fondu, évitant ainsi la formation de bavures dues à la condensation du laitier et améliorant donc la qualité de la surface coupée.
Contrôle de la qualité des coupes
La surveillance en temps réel est au cœur de l'assurance qualité de la découpe. Un bain de fusion normal doit présenter un plasma bleu stable ; en cas d'épée volante ou de clignotement, il convient d'ajuster les paramètres.
La longueur du faisceau d'étincelles de la face arrière doit être comprise entre 20 et 40 mm. Si l'étincelle est trop courte, cela signifie que la puissance est insuffisante, et si elle est trop longue, elle est trop rapide et ne coupe pas.
Défauts courants dans le traitement des coupes
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Phénomène de défaut |
Causes possibles |
Solutions |
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Scories suspendues au fond |
Pression de gaz insuffisante/buse bouchée |
Nettoyer la buse et augmenter la pression de 0,2MPa. |
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La couture de coupe est large en haut et étroite en bas |
La position du point focal est décalée |
Recalibrer le point focal (±0,05 mm) |
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Surface de coupe noircie |
Oxygène mélangé / vitesse trop lente |
Vérifier l'étanchéité du gaz et augmenter la vitesse par 10% |
FAQ
L'aluminium peut-il être découpé au laser ?
Oui, bien sûr ! La découpe au laser est de loin l'option la plus appropriée. Elle est largement utilisée dans l'industrie de transformation de l'aluminium en raison de sa haute précision, de sa rapidité, de son respect de l'environnement et de sa rentabilité.
Combien coûte la découpe au laser de l'aluminium ?
Le prix de la machine de découpe laser de l'aluminium dépend de plusieurs facteurs tels que le type de laser, la puissance du laser, la largeur de traitement, etc.
D'une manière générale, le laser CO2 pour la découpe de l'aluminium a une structure simple et se concentre principalement sur la faible puissance, qui est plus facile à obtenir et moins coûteuse.
Découpe au laser de l'aluminium a une puissance et une largeur de traitement plus importantes, convient mieux à une utilisation industrielle et est plus coûteux. Le prix de la découpe laser de l'aluminium doit être déterminé en fonction de la configuration spécifique.
Quelle épaisseur d'aluminium peut être découpée au laser ?
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Puissance |
Épaisseur |
Vitesse de coupe (azote) |
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1-2KW |
1mm |
15-25m/min |
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4-6KW |
6 mm |
3-6m/min |
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8-12KW |
15 mm |
0,8-1,5m/min |
Aluminium découpé au laser VS aluminium découpé par CNC
Vous vous posez peut-être beaucoup de questions sur la différence entre la découpe laser et la découpe CNC. Nous allons comparer l'épaisseur de la découpe, l'efficacité, les coûts d'investissement et les résultats de la découpe.
Épaisseur de coupe
En raison de la conductivité thermique élevée de l'aluminium, le laser convient mieux à la découpe de plaques moyennement minces, telles que les châssis et les dissipateurs thermiques. La CNC convient à la découpe de pièces d'aluminium ultra-épaisses, telles que les ébauches de moules.
Efficacité de la coupe
La découpe CNC est une méthode de découpe par contact, l'usure de l'outil est plus rapide, il faut changer le couteau fréquemment, la vitesse de découpe est donc relativement lente.
La découpe laser dans la découpe de l'aluminium mince, la vitesse la plus rapide jusqu'à 20m/min, et le traitement sans contact, pas besoin de changer l'outil, dans un grand nombre d'efficacité de découpe à plat.
Coût de l'équipement
La découpe laser ne nécessite pas de consommables coûteux, un coût d'achat et des coûts de maintenance ultérieurs peu élevés. La machine de découpe CNC s'use et se déchire plus rapidement au cours du processus de traitement, ce qui nécessite un remplacement fréquent ; en outre, le traitement CNC de la couture est plus important, ce qui entraîne une perte de matières premières plus élevée. À long terme, la découpe CNC n'est pas aussi rentable que la machine de découpe laser de l'aluminium.
Conclusion
Bien que la découpe laser de l'aluminium soit confrontée à des défis tels qu'une forte réflectivité et une conductivité thermique rapide, une découpe de haute qualité peut être pleinement réalisée grâce à un réglage scientifique des paramètres et à un contrôle avancé du processus de la machine de prétraitement des matériaux.
Avec l'augmentation de la puissance des lasers à fibre et le développement de la technologie de contrôle, la découpe laser de l'aluminium dépasse les limites de l'épaisseur et de la précision et devient un processus clé dans l'aérospatiale, l'électronique, l'automobile et d'autres domaines.
Contactez-nous pour les meilleures solutions de découpe laser de l'aluminium !
XT LASER s'engage à fournir à ses clients l'assistance la plus appropriée en matière de découpe laser de l'aluminium. Nous avons une connaissance approfondie des différents besoins de traitement de chaque client, ce qui nous permet de garantir que chaque client reçoit la solution la plus satisfaisante.
Si vous avez des besoins spécifiques, veuillez contacter notre équipe professionnelle pour obtenir un devis gratuit et personnalisé.
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