Usinage laser

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Généralités

Selon Wikipedia La découpe laser est un procédé de fabrication qui consiste à découper la matière grâce à une grande quantité d’énergie générée par un laser et concentrée sur une très faible surface. La réalisation d'un objet découpé au laser passe par les 3 étapes clef de la fabrication numérique :

  • 1 - Conception
  • 2 - Préparation
  • 3 - Fabrication

Conception

A partir d'une idée il faut réaliser un dessin dont les traits seront suivis par le faisceau laser pour découper le matériau que l'on veut usiner. La conception consiste à réaliser un dessin en 2 dimensions sur un logiciel de dessin vectoriel Les logiciels de modélisation 2D de la ou des pièces que l'on veut réaliser. Une fois cette étape réalisée le fichier est stocké dans un fichier informatique répondant, par exemple à l'un des formats suivants :

La puissance du laser étant modulable il sera possible de définir des trajets lors desquels le laser va découper le matériau et des tajets lors desquels il va seulement le marquer. Cette distinction se fera par exemple en attribuant une couleur à une opération ou en plaçant les trajets à marquer et à découper das des calques différents. Remarque : le diamètre du laser étatn constant, l'épaisseur du trait sur le dessin n'a aucune influence sur le résultat final de la découpe (ou du marquage).

Préparation

La préparation consiste à transformer un fichier vectoriel en un fichier compréhensible par la découpeuse laser. Ce nouveau fichier contiendra toutes les informations nécessaires à la machine pour réaliser la découpe, notamment :

  • le chemin à suivre,
  • la vitesse de déplacement le long de ce chemin
  • la puissance du laser
  • la défocalisation (éventuellement).

Cette préparation intègre donc des paramètres spécifiques à la machine, au matériau que l'on veut découper et au résultat que l'on veut obtnir. Elle peut être réalisée, par exemple par le logiciel Visicut https://visicut.org/ qui devra être configuré avec les paramètres de la découpeuse utilisée puis, à chaque découpe à l'aide de paramètres spécifiques à la découpe à réaliser.

Fabrication

Enfin, ce dernier fichier sera transféré dans la machine de découpe et le matériau positionné sur la grille de découpe. La découpe pourra avoir lieu.

Particularités

Découpe / marquage / gravage

2 paramètres sont importants lorsque l'on aborde une découpeuse laser :

  • la puissance du laser
  • la vitesse de déplacement de celui-ci.

A l'instar d'une bougie allumée dans la flamme de laquelle on passe le doigt, plus on déplace vite le doigt, moins on se brûle. De même si on remplace la bougie par un chalumeau.... (Ces deux images illustrent les notions de vitesse de déplacement et de puissance du laser)on risque gros. L'utilisation d'une découpeuse laser intègre ces deux paramètres qui permettront, pour un même matériau, de le traverser si la puisance est importante et la vitesse faible ou simplement de le marquer en surface si la puissance est faible et la vitesse importance.

Ainsi la différence entre découpe et marquage ne tient qu'à la différence de vitesse et de puissance entre les deux et les paramètres choisis (vitesse/puissance) est constant tout au long d'un trajet ou d'un segment de trajet. Le marquage est généralement utilisé pour du texte ou des dessins de logos.

La gravure est, quand à elle différente. Un balayage est réalisé pour couvrir tout une zone. Il s'agit, pour le laser de parcourir des lignes parallèles décalées d'une très petite quantité à chaque fois (par exemple 150 lignes par pouce) de manière à couvrir tout une surface. Lors du déplacement de la tête le long d'une ligne, la puissance du laser est modulée pour brûler plus ou moins profondément le materiau. Ainsi, au fur et à mesure des lignes on voit se dessiner une figure. Ce procédé permet de graver des photos sur un support.

Exemple de machine


Les formations de l'UBO Open Factory à la découpeuse Laser

  • Initiation à l'Utilisation de la découpeuse laser pour Océanopolis, Mathieu Cariou, 2023

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