Le mode de coupe est également contrôlé. Modes de coupe utilisés en pratique, en fonction du matériau à traiter et du type de fraise

où D est le diamètre nominal de la fraise.

Ordre de fraisage

1. En fonction du diamètre de la fraise, de la largeur de fraisage, de la profondeur de coupe et de l'avance par dent, la vitesse de coupe et l'avance minute sont déterminées. Les conditions particulières d'une opération de fraisage particulière doivent être prises en compte : présence ou absence de refroidissement, caractéristiques de conception de la fraise, etc.
2. Ajustez la vitesse de rotation de la broche.
3. Réglez l'avance de la broche.

Usure des outils

Plus la vitesse de coupe est élevée, plus la chaleur est générée et plus les dents de la fraise chauffent. Lorsqu'une certaine température est atteinte, le tranchant perd de sa dureté et le couteau arrête de couper. La température à laquelle la fraise arrête de couper varie selon les fraises et dépend du matériau à partir duquel la fraise est fabriquée.
Pendant le fonctionnement, la fraise devient émoussée. L'émoussement de la fraise est dû à l'usure provoquée par le frottement des copeaux tombant sur la surface avant de la dent et le frottement de la surface arrière de la dent de la fraise sur la surface à traiter. La friction provoque également une augmentation de la température de l’outil de coupe, ce qui réduit la dureté de sa lame et contribue à une usure plus rapide. Pendant le fonctionnement, la fraise passe par trois étapes d'usure :

1. Nouveau couteau tranchant - réparable.
Signes : présence de lubrifiant d'usine, couleur de surface normale (pas de tartre), affûtage lisse et jetable.
2. Un cutter avec une usure normale - il est irrationnel de continuer à utiliser le cutter, il est préférable de l'affûter.
Signes : apparition de vibrations, apparition d'une surface de traitement inégale (irrégulière) et échauffement excessif dû à une friction accrue.
3. Une fraise avec une usure catastrophique - restaurer une fraise est presque impossible.
Signes : il est visuellement clair que le bord actif de la fraise est détruit.

Modes de coupe utilisés en pratique, en fonction du matériau à traiter et du type de fraise

Le tableau (ci-dessous) contient des informations de référence sur les paramètres du mode de coupe tirées de la pratique. Il est recommandé d'utiliser ces modes comme point de départ lors du traitement de divers matériaux ayant des propriétés similaires, mais il n'est pas nécessaire de les respecter strictement.

Il faut tenir compte du fait que le choix des modes de coupe lors du traitement du même matériau avec le même outil est influencé par de nombreux facteurs dont les principaux sont : la rigidité du système Machine-Fixture-Outil-Pièce (SIDA), refroidissement de l'outil, stratégie de traitement, hauteur de la couche retirée par passe et taille des éléments à traiter.

Il est préférable de soumettre les plastiques produits par coulée au traitement de fraisage, car... ils ont un point de fusion plus élevé.
-Lors de la coupe de l'acrylique et de l'aluminium, il est conseillé d'utiliser un liquide lubrifiant et refroidissant (liquide de refroidissement) pour refroidir l'outil ; le liquide de refroidissement peut être de l'eau ordinaire ou du lubrifiant universel WD-40 (en bidon).
-Lors de la coupe de l'acrylique, lorsque la fraise est ajustée (émoussée), il est nécessaire de réduire la vitesse jusqu'au moment où des copeaux pointus commencent à apparaître (attention à l'alimentation à basse vitesse de broche - la charge sur l'outil augmente et, en conséquence, la probabilité de le casser).
-Pour le fraisage des plastiques et des métaux mous, les fraises les plus adaptées sont les fraises à une seule dent (de préférence avec une rainure polie pour l'élimination des copeaux). Lors de l'utilisation de fraises à filetage unique, des conditions optimales sont créées pour l'évacuation des copeaux et, par conséquent, l'évacuation de la chaleur de la zone de coupe.
-Lors du fraisage, il est recommandé d'utiliser une stratégie de traitement dans laquelle il y a un enlèvement continu de matière avec une charge stable sur l'outil.
-Lors du fraisage des plastiques, pour améliorer la qualité de la coupe, il est recommandé d'utiliser un contre-fraisage.
-Pour obtenir une rugosité acceptable de la surface usinée, le pas entre les passes de la fraise/graveur doit être rendu égal ou inférieur au diamètre de travail de la zone de contact fraise (d)/graveur (T).
-Pour améliorer la qualité de la surface usinée, il est conseillé de ne pas usiner la pièce sur toute sa profondeur d'un coup, mais de laisser une petite marge pour la finition.
-Lors de la découpe de petits éléments, il est nécessaire de réduire la vitesse de coupe afin que les éléments coupés ne se cassent pas pendant le traitement et ne soient pas endommagés.

Coupure à l'oxygène basé sur la combustion du métal dans un flux d'oxygène techniquement pur. Lors de la découpe, le métal est chauffé par une flamme formée par la combustion de tout gaz inflammable dans l'oxygène. L'oxygène qui brûle le métal chauffé est appelé oxygène de coupe. Pendant le processus de découpe, un flux d'oxygène de découpe est fourni au site de découpe séparément de l'oxygène utilisé pour former un mélange combustible pour chauffer le métal. Le processus de combustion du métal coupé s'étend sur toute l'épaisseur, les oxydes résultants sont expulsés du site de coupe par un flux d'oxygène de coupe.

Le métal à couper à l'oxygène doit répondre aux exigences suivantes : la température d'inflammation du métal dans l'oxygène doit être inférieure à son point de fusion ; les oxydes métalliques doivent avoir un point de fusion inférieur au point de fusion du métal lui-même et avoir une bonne fluidité ; le métal ne doit pas avoir une conductivité thermique élevée. Les aciers à faible teneur en carbone sont faciles à couper.

Pour l'oxycoupage, les gaz et vapeurs de liquides inflammables conviennent, donnant une température de flamme lors de la combustion en mélange avec de l'oxygène d'au moins 1800 degrés. Celsius. La pureté de l'oxygène joue un rôle particulièrement important dans la découpe. Pour la découpe, il est nécessaire d'utiliser de l'oxygène d'une pureté de 98,5 à 99,5 %. À mesure que la pureté de l'oxygène diminue, les performances de coupe diminuent considérablement et la consommation d'oxygène augmente. Ainsi, lorsque la pureté diminue de 99,5 à 97,5 % (soit de 2 %), la productivité diminue de 31 % et la consommation d'oxygène augmente de 68,1 %.

Technologie de coupe à l'oxygène. Lors de la séparation de la coupe, la surface du métal coupé doit être nettoyée de la rouille, du tartre, de l'huile et d'autres contaminants. La découpe de séparation commence généralement à partir du bord de la feuille. Tout d'abord, le métal est chauffé avec une flamme de préchauffage, puis un flux d'oxygène de coupe est libéré et la fraise est déplacée uniformément le long du contour de coupe. La fraise doit être située à une distance telle de la surface métallique que le métal soit chauffé par la zone de réduction de la flamme, qui se trouve à 1,5-2 mm du noyau, c'est-à-dire le point de température le plus élevé de la flamme de préchauffage. Pour couper des feuilles minces (pas plus de 8 à 10 mm d'épaisseur), la découpe par lots est utilisée. Dans ce cas, les feuilles sont empilées étroitement les unes sur les autres et comprimées avec des pinces ; cependant, des espaces d'air importants entre les feuilles dans l'emballage gênent la découpe ;

Sur les machines MTP "Crystal", le cutter "Effect-M" est utilisé. Une particularité du coupeur est la présence d'un raccord pour l'air comprimé qui, après avoir traversé la cavité interne du boîtier, s'écoule à travers l'espace annulaire au-dessus de l'embout buccal et crée un rideau en forme de cloche qui localise la propagation de la combustion. produits et protège les éléments structurels de la machine de la surchauffe.

Les paramètres des modes de coupe pour l'acier à faible teneur en carbone sont présentés ci-dessous dans le tableau 1 :

1. Épaisseur du métal à couper
5. Pression d'oxygène
6. Vitesse de coupe
7. Consommation d'oxygène
8. Consommation de propane
9. Largeur de coupe
10. Distance à la feuille

Découpe plasma pneumatique

Le procédé de coupage plasma est basé sur l'utilisation d'un arc air-plasma à courant continu (électrode-cathode, métal à couper - anode). L'essence du processus est la fusion et le soufflage locaux du métal en fusion pour former une cavité de coupe lorsque le coupeur plasma se déplace par rapport au métal coupé.

Pour exciter l'arc de travail (l'électrode est le métal coupé), un arc auxiliaire est allumé entre l'électrode et la buse à l'aide d'un oscillateur - ce qu'on appelle l'arc pilote, qui est soufflé hors de la buse en démarrant de l'air sous forme de une torche de 20 à 40 mm de long. Le courant de l'arc pilote est de 25 ou 40-60 A, selon la source de l'arc plasma. Lorsque la torche à arc pilote touche le métal, un arc de coupe apparaît - un arc fonctionnel, et un débit d'air accru est activé ; L'arc pilote est automatiquement éteint.

L'utilisation du coupage plasma pneumatique, dans lequel l'air comprimé est utilisé comme gaz plasmagène, ouvre de larges possibilités pour couper les aciers à faible teneur en carbone et alliés, ainsi que les métaux non ferreux et leurs alliages.

Avantages du plasma aérien par rapport au coupage mécanisé à l'oxygène et au plasma dans des gaz inertes sont les suivants : simplicité du processus de coupage ; l'utilisation d'un gaz plasmagène peu coûteux - l'air ; propreté de coupe élevée (lors du traitement des aciers au carbone et faiblement alliés); degré de déformation réduit; processus plus stable que la découpe dans des mélanges contenant de l'hydrogène.

Riz. 1 Schéma de connexion de la torche plasma à l'appareil.

Riz. 2 Phases de formation de l'arc de travail
a - origine de l'arc pilote ; b - souffler un arc pilote depuis la buse jusqu'à ce qu'il touche la surface de la tôle en cours de découpe ;
c - l'apparition d'un arc de travail (coupe) et la pénétration du métal à travers la coupe.

Technologie de coupage au plasma pneumatique. Pour assurer un processus normal, un choix rationnel des paramètres de mode est nécessaire. Les paramètres du mode sont : le diamètre de la buse, l’intensité du courant, la tension de l’arc, la vitesse de coupe, la distance entre l’extrémité de la buse et le produit et le débit d’air. La forme et les dimensions du canal de la buse déterminent les propriétés et les paramètres de l'arc. Avec une diminution du diamètre et une augmentation de la longueur du canal, la vitesse du flux du plasma, la concentration d'énergie dans l'arc, sa tension et sa capacité de coupe augmentent. La durée de vie de la buse et de la cathode dépend de l'intensité de leur refroidissement (avec de l'eau ou de l'air), des paramètres énergétiques et technologiques rationnels et de la quantité de débit d'air.

Lors du découpage plasma air des aciers, la gamme d'épaisseurs de coupe peut être divisée en deux - jusqu'à 50 mm et plus. Dans la première plage, lorsque la fiabilité du processus est requise à de faibles vitesses de coupe, le courant recommandé est de 200 à 250 A. L'augmentation du courant à 300 A et plus entraîne une augmentation de la vitesse de coupe de 1,5 à 2 fois. L'augmentation du courant à 400 A n'entraîne pas une augmentation significative des vitesses de coupe pour le métal jusqu'à 50 mm d'épaisseur. Lors de la coupe de métal d'une épaisseur supérieure à 50 mm, un courant de 400 A ou plus doit être utilisé. À mesure que l’épaisseur du métal coupé augmente, la vitesse de coupe diminue rapidement. Les vitesses de coupe et ampérages maximum pour divers matériaux et épaisseurs effectués sur une machine de 400 ampères sont indiqués dans le tableau ci-dessous.

Vitesse de découpe plasma air en fonction de l'épaisseur du métal : tableau 2

Modes. tableau 3

Modes de coupage plasma air des métaux. tableau 4

Riz. 3 Zones de conditions optimales de découpe des métaux pour une torche plasma refroidie par air (courant 40A et 60A)

Riz. 4 Zones de modes optimaux pour une torche plasma refroidie par air (courant 90A).

Riz. 5 Dépendance du choix du diamètre de la buse sur le courant plasma.

Riz. 6 Courants recommandés pour le perçage des trous.

La vitesse du coupage au plasma à air, par rapport au coupage à l'oxygène gazeux, augmente de 2 à 3 fois (voir Fig. 7).

Riz. 7 Vitesse de coupe de l'acier au carbone en fonction de l'épaisseur du métal et de la puissance de l'arc.
L’essentiel est l’oxycoupage.

Une bonne qualité de coupe lors de la découpe de l'aluminium en utilisant de l'air comme gaz plasmagène ne peut être obtenue que pour de petites épaisseurs (jusqu'à 30 mm) à des courants de 200 A. L'élimination des bavures sur des tôles de grande épaisseur est difficile. Le découpage plasma air de l'aluminium ne peut être recommandé que comme méthode de séparation lors de la préparation de pièces nécessitant un traitement mécanique ultérieur. La tolérance pour le traitement est autorisée d'au moins 3 mm.

Les principaux indicateurs du mode de coupure d'oxygène sont :

Type de gaz inflammable ;
- puissance de la flamme chauffante ;
- couper la pression d'oxygène ;
- réduire la consommation d'oxygène ;
- pression de gaz inflammable ;
- vitesse de coupe.

Tous ces indicateurs sont liés à l'épaisseur du métal découpé, à la composition chimique de l'acier, à la pureté de l'oxygène et à la conception de la fraise.

Type de gaz inflammable

Lors du coupage au gaz, le métal est chauffé uniquement jusqu'à la température de combustion, de sorte que tous les gaz inflammables peuvent être utilisés.
Cependant, les gaz ayant une température de flamme plus basse nécessitent plus de temps pour chauffer le métal avant la découpe. L'acétylène fournit la température de flamme la plus élevée. Par conséquent, le chauffage du métal au début de la découpe à l'aide d'une flamme d'acétylène se produit beaucoup plus rapidement qu'en utilisant d'autres gaz inflammables. Cependant, lors de la découpe de métaux de grande épaisseur et de coupes longues, la perte de temps relative n'est pas si importante, c'est pourquoi les gaz inflammables - des substituts moins coûteux - sont également largement utilisés dans la découpe au gaz. La flamme d'acétylène est utilisée plus efficacement lors du coupage au gaz de métaux fins et dans le cas d'un grand nombre de coupes courtes nécessitant un chauffage de la pièce.

Puissance de la flamme de préchauffage

La puissance de la flamme chauffante est choisie en fonction de l'épaisseur du métal à découper. Lors de la coupe des aciers, une flamme normale est utilisée. La puissance de la flamme est déterminée par le numéro de la pointe extérieure.

Lors de la coupe à la main, 2 numéros de pointe extérieure sont généralement utilisés :

– pour le métal d'une épaisseur ne dépassant pas 50 mm ;

Pour métal d'une épaisseur de 50 à 200 mm

Couper la pression de l'oxygène

La pression de l'oxygène de coupe est choisie en fonction de l'épaisseur du métal à couper. La quantité de pression d'oxygène de coupe est indiquée sur la pointe extérieure, qui est sélectionnée en fonction de l'épaisseur du métal à couper. Plus l'épaisseur du métal est grande, plus la pression de l'oxygène de coupe doit être élevée.

Si la pression de l'oxygène de coupe est trop faible, le jet d'oxygène ne pourra pas expulser les scories du site de coupe et le métal ne sera pas coupé sur toute son épaisseur.

Si la pression de l’oxygène de coupe est trop élevée, alors sa consommation augmente et la coupe n’est pas assez propre.

Réduire la consommation d’oxygène

Le débit d’oxygène de coupe doit être suffisant pour oxyder la ligne de coupe. La consommation d'oxygène dépend de la pression de l'oxygène de coupe et du diamètre du trou de l'embout interne, qui sont choisis en fonction de l'épaisseur du métal.

Pression du gaz combustible

La pression du gaz inflammable est réglée entre 0,5 et 1,0 bar en fonction de l'épaisseur du métal. Plus l'épaisseur du métal est grande, plus la pression du gaz inflammable est élevée.

Vitesse de coupe à l'oxygène

La vitesse de coupe doit correspondre au taux d'oxydation du métal.

À basse vitesse, le bord supérieur de la coupe fond, et à vitesse élevée, des zones non coupées se forment et la continuité de la coupe peut être perturbée.

La vitesse de coupe dépend principalement de l’épaisseur du métal à couper. La vitesse de coupe est également influencée par :

• degré de mécanisation du processus (découpe manuelle ou mécanique) ;
• forme de la ligne de coupe (droite ou bouclée) ;
• qualité de la surface découpée (découpe, flan avec surépaisseur d'usinage, flan pour soudage, finition)

Il a été établi qu'une diminution de la pureté de l'oxygène de 1 % réduit la vitesse de coupe de 20 % en moyenne. Par conséquent, il est déconseillé d’utiliser de l’oxygène d’une pureté inférieure à 99 % en raison d’une diminution de la vitesse et de la qualité de la surface de coupe. L'oxygène doit être pur à 99,5 % ou plus.

En pratique, la vitesse de coupe requise peut être déterminée par la direction d'écoulement des étincelles et des scories pendant la coupe.

1. La vitesse de coupe est faible ; 2. Vitesse de coupe optimale ; 3. La vitesse de coupe est élevée (3)

Le procédé d'oxycoupage repose sur la propriété de combustion des métaux dans un flux d'oxygène et d'élimination des oxydes résultants par ce flux.

Avant de commencer ce processus, vous devez vous familiariser avec la technique de l'oxycoupage.

Le processus de coupe commence par chauffer le métal jusqu'à la température d'inflammation, la chaleur de la réaction de combustion du métal qui se développe dans ce cas contribue au chauffage ultérieur des particules voisines jusqu'à la température d'inflammation, grâce à quoi le flux d'oxygène de coupe pénètre continuellement dans le toute la profondeur et la traverse, tandis qu'une partie du métal le long du plan de coupe se transforme en oxydes métalliques et est soufflée par un courant d'oxygène.

Pour un processus de coupe stable, les conditions suivantes doivent être remplies :

1. La température de combustion du métal doit être inférieure à la température de fusion du métal ; sinon, le métal fondra et s'égouttera avant d'avoir le temps de brûler.

2. Les scories formées lors de la découpe, constituées principalement d'oxydes métalliques, doivent être fusibles et fluides, et s'écouler sous l'influence d'un courant d'oxygène de découpe.

3. La chaleur dégagée par la réaction de combustion du métal doit être suffisante pour assurer la poursuite continue du processus de découpe commencé.

4. La conductivité thermique du métal doit être suffisamment faible pour éviter des pertes de chaleur importantes du site de découpe entraînant un échauffement inutile de toute la masse de métal.

5. Le point de fusion du métal doit être supérieur au point de fusion des oxydes ; sinon, les oxydes formés lors du processus de découpe ne pourront pas être séparés du métal de base et ne seront pas continus. Ces conditions sont remplies par le fer (acier), le titane (et ses alliages) et le manganèse.

Aptitude au découpage de l'acier et influence du carbone et des éléments d'alliage sur l'oxycoupage des aciers

La capacité des métaux à subir un oxycoupage dépend de la mesure dans laquelle les conditions ci-dessus sont remplies.

Effet du carbone sur la découpabilité

Manganèse (Mn)- facilite la découpe. Diminue la coupe lorsque la teneur est supérieure à 4 %.

Silicium (Si)- les aciers avec une teneur en carbone jusqu'à 0,2% et en Si jusqu'à 4% sont bien coupés.

Chrome (Cr)- les aciers avec une teneur en Cr jusqu'à 1,5 % sont bien coupés, avec une augmentation de la teneur, la coupe devient difficile, et avec une teneur supérieure à 8-10 % - la coupe à l'oxygène est impossible (la coupe au flux d'oxygène ou au plasma d'air est utilisé ici).

Nickel (Ni)- les aciers avec une teneur en Ni allant jusqu'à 0,7 % coupent bien si la teneur en carbone dans l'acier n'est pas supérieure à 0,5 %, alors il coupe bien avec une teneur en Ni allant jusqu'à 4 à 7 % ; 34%, la coupe se détériore.

Cuivre (Cu)- les aciers avec une teneur en Cu jusqu'à 0,7% sont bien coupés.

Molybdène (Mo)- les aciers au molybdène ordinaires sont coupés de manière satisfaisante à une teneur allant jusqu'à 0,25-0,3%, la coupe n'est pas difficile, mais le tranchant est durci.

Tungstène (W)- les aciers ayant une teneur en W allant jusqu'à 10 % sont bien découpés et de manière satisfaisante ; avec une teneur supérieure à 10 %, la découpe est très difficile ;

Soufre et phosphore (S et P)- lorsque ces éléments sont contenus dans les limites précisées par les normes, ils n'influencent pas la découpe.

Principaux indicateurs du mode de coupure d'oxygène:

• puissance de la flamme
• couper la pression d'oxygène
• vitesse de coupe

La puissance de la flamme dépend du métal à couper, de la composition et de l'état de l'acier (laminé, forgé, coulée). Lors de la coupe manuelle, en raison du mouvement irrégulier du couteau, la puissance de la flamme est généralement augmentée de 1,5 à 2 fois par rapport à la coupe mécanique. Lors de la découpe de pièces moulées, car La surface de la pièce moulée est généralement recouverte de terre de moulage et de marques brûlées, la puissance de la flamme augmente de 3 à 4 fois.

Pour couper des aciers jusqu'à 300 mm d'épaisseur, on utilise une flamme normale, et pour des épaisseurs de métal supérieures à 400 mm, il est conseillé d'utiliser une flamme de préchauffage avec un excès d'acétylène (cémentation) pour augmenter la longueur de la torche (en plus d'utiliser un pression d'oxygène plus élevée) et réchauffer la partie inférieure de la coupe.

Le choix de la pression d’oxygène de coupe dépend principalement de l’épaisseur du métal à couper et de la pureté de l’oxygène. À des pressions plus élevées, des embouts avec un canal d'oxygène de coupe de plus grand diamètre sont utilisés. Pour chaque embout (externe et interne) il existe une valeur de pression optimale, lors du changement dans un sens ou dans l'autre, la qualité de coupe se détériore et la vitesse de coupe change. En conséquence, la consommation d'oxygène peut augmenter de 1 lin. m. Pour ces raisons, vous devez suivre strictement la documentation d'utilisation des coupeuses manuelles et mécaniques.

La vitesse de découpe doit correspondre au taux d'oxydation (combustion) du métal dans toute l'épaisseur de la tôle à découper.

À une vitesse plus lente, les bords supérieurs de la tôle découpée fondent et des oxydes fondus (scories, flash) s'envolent hors de la découpe sous la forme d'un faisceau d'étincelles dans la direction de la découpe.

Si la vitesse est trop élevée, l'émission d'étincelles de la coupe est faible et dirigée dans le sens opposé au mouvement de la fraise. La marque de coupe sur une surface verticale est considérablement en retard par rapport à la verticale. Échec possible de la coupe du métal.

À une vitesse de coupe optimale, le flux d'étincelles provenant de l'arrière de la feuille à couper est relativement calme et dirigé presque parallèlement au flux d'oxygène. Le repère de coupe n'est que légèrement en retrait par rapport à la verticale, la rugosité de la coupe est insignifiante et la bavure se sépare facilement du bord inférieur de la coupe. La coupe est lisse.

L'article a été développé avec le soutien du site www.pgn.su. Il s'agit du site officiel de NPP PromGrafit, qui propose des matériaux d'étanchéité modernes et une isolation thermique de sa propre production nationale.

Le travail des métaux au laser est une technologie dans laquelle le matériau est chauffé dans la zone de traitement, suivi d'une destruction par le flux du faisceau. Ce procédé est utilisé en production de masse, ainsi que dans des ateliers privés. Le recours à la découpe laser a permis de moderniser la production de nombreuses pièces. Il est utilisé pour traiter presque tous les types de produits métalliques et peut être ordinaire, artistique et figuré. Cette diversité permet de produire des objets aux formes très inhabituelles. Pour différents produits métalliques, des équipements appropriés sont utilisés, en tenant compte des caractéristiques du matériau. Grâce à cela, des produits de la configuration requise sont fabriqués et les défauts sont éliminés.

Malgré le fait que la technologie soit un processus coûteux, elle est très demandée en raison de ses capacités. La qualité de coupe élevée et la rapidité du processus sont réalisées avec pratiquement aucune génération de déchets. Les bords métalliques sont presque parfaitement lisses et ne nécessitent aucun traitement mécanique supplémentaire. Cela nous permet d'obtenir un produit fini parfaitement adapté à une utilisation ultérieure conforme à sa destination. Les photos ci-dessous montrent la découpe laser de divers métaux.

Technologie

Dans les appareils spéciaux pour couper les métaux au laser, l'organe principal est l'unité de faisceau. La zone métallique est détruite sous l’influence d’une densité de flux énergétique élevée. La technologie de découpe laser du métal consiste à utiliser les propriétés de ce faisceau. Il possède des longueurs d'onde et des fréquences constantes (monochromatiques), ce qui assure sa stabilité. De plus, un petit faisceau peut être facilement concentré sur une petite zone.

C’est la base d’un système de découpe laser des métaux dont le principe est d’exposer le matériau à une forte quantité d’énergie. Dans le même temps, la puissance d'écoulement augmente des dizaines de fois en raison de types particuliers de vibrations qui provoquent une résonance. La zone traitée est chauffée jusqu'à la température de fusion du produit métallique. En peu de temps, le processus de fusion s'intensifie et atteint l'épaisseur principale de l'objet. Si la température augmente considérablement, le matériau peut commencer à s'évaporer.

La technologie de découpe du métal en production est réalisée à l'aide de deux méthodes : la fusion et l'évaporation. De plus, la deuxième méthode s'accompagne d'une augmentation des coûts énergétiques, ce qui n'est pas toujours justifié. À mesure que l'épaisseur du matériau augmente, la qualité de la surface coupée se détériore. La fusion est la plus largement utilisée lorsque l'on travaille avec des produits métalliques.

Équipement de coupe

Les installations qui utilisent activement la découpe laser du métal contiennent plusieurs éléments de base :

• source d'énergie;
• bloc de miroirs spéciaux (résonateur optique) ;
• corps de travail qui crée le flux radial.

Les installations elles-mêmes sont réparties selon la puissance de l'organisme ouvrier :

• jusqu'à 6 kW – lasers à solide pour la découpe des métaux ;
• plus de 6 et jusqu'à 20 kW - appareils fonctionnant au gaz ;
• de 20 à 100 kW – appareils de type gaz-dynamique.

Les installations à semi-conducteurs utilisent du rubis ou du verre spécialement traité contenant du fluorite de calcium comme composant supplémentaire. Une puissante impulsion d'énergie est créée en une fraction de seconde et le travail s'effectue aussi bien en mode de coupe continue qu'en mode intermittent.

Les équipements de découpe laser de métaux alimentés au gaz utilisent un courant électrique pour chauffer le gaz. La composition comprend de l'azote, ainsi que du dioxyde de carbone et de l'hélium.

Les appareils à gaz dynamique utilisent du dioxyde de carbone comme base. Il se réchauffe et, passant par une buse étroite, se dilate et se refroidit immédiatement. Dans ce cas, une énorme quantité d'énergie thermique est libérée, capable de couper des produits métalliques de grande épaisseur. La puissance élevée garantit une précision de coupe maximale avec une consommation d'énergie de rayonnement minimale.

Les appareils qui effectuent la découpe au laser de l'acier, ainsi que d'autres matériaux métalliques, comptent parmi les équipements les plus avancés et de haute technologie. À l'aide de machines spéciales, on obtient des coupes de haute qualité et très précises qui ne nécessitent absolument aucun traitement mécanique supplémentaire. Ces machines ont un coût très élevé et sont utilisées dans des entreprises réputées qui effectuent un traitement de précision d'une variété de produits métalliques. Les équipements utilisant la découpe laser ne sont pas destinés à être utilisés dans de petits ateliers privés, ni aux travaux ménagers.

On peut souligner que cette technique est parfois utilisée pour effectuer des gravures et d'autres travaux nécessitant un minimum d'erreurs ; la précision de la découpe laser du métal est au plus haut niveau. Ces machines offrent la possibilité d'effectuer des coupes selon des paramètres prédéfinis. Après une configuration préliminaire par l'opérateur, la suite du processus passe en mode automatique.

Les installations de découpe de produits de toute configuration sont capables de découper des dépressions, ainsi que de fraiser selon des valeurs spécifiées. De plus, ces appareils universels sont capables de réaliser des gravures artistiques sur une grande variété de surfaces. Leur coût dépend directement d’indicateurs tels que la fonctionnalité, la puissance du laser pour couper le métal, ainsi que la marque du fabricant.

Les machines de ce type sont équipées d'un logiciel spécial qui nécessite une formation préalable de l'opérateur. Après avoir maîtrisé le déroulement du travail sur cette technique, gérer le processus lui-même ne sera pas du tout difficile. Les installations de ce type sont vendues dans des magasins spécialisés fonctionnant avec des équipements complexes.

Modes de coupe

Le traitement laser des produits métalliques est effectué à l'aide d'équipements spéciaux fonctionnant dans l'un des trois modes suivants :

• évaporation;
• fusion;
• combustion.

Évaporation

La découpe laser du métal par évaporation nécessite une intensité de faisceau élevée. Ceci est nécessaire pour minimiser les pertes de chaleur par conduction. À cette fin, des installations spéciales à semi-conducteurs sont utilisées, qui utilisent un mode de fonctionnement pulsé. Avec cette méthode, le matériau de la zone traitée est complètement fondu, après quoi il est éliminé à l'aide d'un gaz de traitement spécial (argon, azote ou autres). Ce mode de travail des métaux est très rarement utilisé.

Fusion

Avec cette méthode, le matériau ne brûle pas et la masse fondue est évacuée de la zone de traitement par un jet de gaz. Cette méthode est utilisée pour travailler l'aluminium et ses alliages, ainsi que le cuivre. Ceci est réalisé en créant des alliages de type réfractaire avec une interaction active avec l'oxygène. Ces métaux ne peuvent être coupés que par un flux de faisceau à haute puissance.

Combustion

Ce mode utilise une oxydation intense, qui absorbe le rayonnement laser et augmente la localité de la zone traitée. Avec cette méthode, les déchets sont éliminés uniformément. Le mode de combustion est divisé en mode contrôlé et autogène, dans lequel la combustion de la surface métallique se produit dans toute la zone d'exposition à l'oxygène. Ce mode ne permet pas d'obtenir une coupe uniforme et les gens essaient de l'éviter.

Ces modes de découpe laser des métaux sont sélectionnés en fonction des paramètres du matériau et de la précision de traitement requise. Il ne faut pas oublier que la qualité du processus dépend directement de l'épaisseur du produit et de la vitesse de traitement du métal.

Matériaux transformés

Le traitement laser des métaux est utilisé pour traiter l'aluminium, ainsi que ses nombreux alliages, le bronze, le titane, l'acier inoxydable, le cuivre et d'autres matériaux. Dans le même temps, les produits en aluminium, en titane et en acier inoxydable ont une bonne réflectivité, ce qui affecte négativement la vitesse de leur traitement. Il est préférable de traiter les pièces en tôle jusqu'à 6 mm avec une unité à l'azote.

Pour les alliages métalliques, la qualité de coupe dépend directement de leur épaisseur. Les articles en acier noir ont une épaisseur de traitement maximale de 20 mm, en acier inoxydable – 15 mm, en cuivre – 5 mm et en aluminium – 10 mm.

Le traitement du laiton est effectué automatiquement et manuellement. Il n'y a pas de fonctionnalités ou de difficultés particulières. La machine se programme très rapidement et permet d'obtenir des parties de la configuration requise.

Avantages de la découpe laser

Les appareils utilisant une découpe laser spéciale du métal permettent de traiter des objets de presque toutes les épaisseurs. Ces machines fonctionnent aussi bien avec des pièces métalliques simples qu'avec de l'acier inoxydable, ainsi qu'avec une variété d'alliages d'aluminium. L'absence de contact mécanique direct maintient la forme du produit et ne provoque aucun dommage ni déformation de la surface. Le système automatisé fonctionne grâce à des programmes de contrôle qui permettent d'effectuer des découpes avec la plus haute précision.

Les installations fonctionnent non seulement en mode automatique, mais également en mode manuel, dans lequel le processus de découpe laser est effectué par l'opérateur lui-même à grande vitesse. Ces machines ont une fonctionnalité et une polyvalence élevées. Ils n'ont pas besoin d'utiliser une variété de moules et de moules, ce qui réduit considérablement les coûts. Une vitesse de fonctionnement élevée augmente considérablement la productivité du processus, dans lequel les consommables sont utilisés avec un minimum de déchets.