Le bon laser pour graver le métal
17 septembre 2023
Fonctionnement du laser à fibre,
Que sont les lasers à fibre ?
Laser à fibre sont le plus souvent considérés comme Laser de marquage utilisé pour le marquage et la gravure au laser de différents matériaux, mais aussi comme laser de découpe pour les métaux. La précision et la durabilité des marquages laser font de ce type de laser un outil très apprécié dans de nombreux secteurs industriels.
Fonctionnement et structure des lasers à fibre
Nous expliquons la structure d'un laser à fibre et comment un laser à fibre produit un rayonnement.
Laser à fibre d'une longueur d'onde de 1064 nanomètres (nm) fonctionnent avec une fibre optique spéciale composée de trois couches : le cœur (core), la gaine (cladding) et l'enrobage (coating). Le cœur est l'intérieur de la fibre de verre dans lequel la lumière est transportée. La gaine est une couche qui entoure le cœur et qui aide à maintenir la lumière dans le cœur et à la guider le long de la fibre optique. Cette gaine protège la fibre optique et lui permet de rester flexible et, dans une certaine mesure, pliable.
À l'intérieur du noyau se trouvent de minuscules particules appelées ytterbium (dopage). Lorsque la lumière est transmise à travers la fibre, ces particules d'ytterbium sont excitées.
Les résultats obtenus grâce aux Ytterbium Particules Les particules de lumière libérées sautent à travers le noyau et rencontrent d'autres particules d'ytterbium excitées. La réaction en chaîne qui en résulte produit de plus en plus d'énergie sous forme de lumière.
Enfin, cette lumière amplifiée sort par un côté de la fibre. La lumière qui en résulte est invisible car elle se situe dans le domaine infrarouge.
Ce type de laser est utilisé dans différents domaines, comme par exemple dans l'industrie pour la découpe ou l'abrasion des métaux.
Laser à fibre MOPA ou laser à fibre Q-Switched les différences
Les lasers à fibre MOPA et Q-switched sont deux types de lasers à fibre différents qui utilisent des méthodes différentes pour générer le faisceau laser. Les systèmes MOPA sont souvent le meilleur choix grâce à leurs possibilités de commande plus précises.
Laser à fibre comme variante MOPA
Avec les lasers à fibre MOPA, la lumière laser est générée lentement et de manière contrôlée, puis elle est à nouveau amplifiée, un peu comme lorsqu'on ouvre lentement un robinet et qu'on amplifie ensuite le débit d'eau. Cela permet un contrôle précis de l'énergie et de la durée de l'impulsion. Cette flexibilité rend les lasers MOPA idéaux pour les applications qui nécessitent un contrôle précis de la puissance lumineuse, comme le marquage laser de produits ou le traitement de matériaux. De plus, les systèmes MOPA offrent une meilleure reproductibilité des paramètres laser sur de longues périodes d'utilisation. Les lasers à fibre MOPA se distinguent par des plages de fréquence étendues et une largeur d'impulsion variable, ce qui permet de réaliser d'excellents marquages de revenu et de marquer au laser une grande variété de matières plastiques.
Laser à fibre comme Q-Switched
Les lasers à fibre Q-switched génèrent quant à eux des impulsions lumineuses très rapides et puissantes, semblables à un éclair qui s'allume brièvement puis disparaît. Ces impulsions courtes et intenses sont bien adaptées aux applications qui nécessitent une puissance de crête élevée, comme la gravure en profondeur des métaux. Toutefois, les lasers à fibre Q-switched offrent moins de flexibilité en termes de contrôle de l'énergie et de la durée de l'impulsion par rapport aux lasers MOPA. La largeur d'impulsion est fixe et non réglable et la plage de fréquence est plutôt réduite par rapport à un appareil MOPA.
Vous devriez acheter ce laser à fibre
En résumé, les lasers à fibre MOPA offrent un contrôle précis et une meilleure reproductibilité des paramètres lumineux, tandis que les lasers à fibre Q-switched sont adaptés aux applications à forte puissance de crête, mais offrent moins de flexibilité en termes de contrôle. En fin de compte, le choix entre les deux systèmes dépend des exigences spécifiques de l'application. Mais en règle générale, pour la plupart des utilisateurs, une variante MOPA constitue un meilleur choix.
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Laser à fibre - Domaines d'utilisation et applications
Où et dans quel but les lasers à fibre sont-ils utilisés ?
- Laser à fibre pour le marquage laser industriel
Les lasers à fibre sont utilisés dans l'industrie pour le marquage au laser des métaux, des plastiques, des céramiques, du verre et d'autres matériaux. Ils permettent d'apposer des logos, des numéros de série, des codes-barres, des codes QR, des textes et d'autres informations de manière précise et durable. - Marquage de composants par laser à fibre dans l'industrie automobile
Dans l'industrie automobile, les lasers à fibre sont utilisés pour le marquage ou la gravure au laser de pièces de rechange, de composants et d'outils. Il peut s'agir par exemple de blocs moteur, de composants de transmission, de soupapes ou de pièces en plastique. Les marquages laser servent à la traçabilité, à l'identification et à l'assurance qualité. - Marquage de produits dans l'industrie électronique
Les lasers à fibre sont utilisés pour le marquage laser de composants électroniques, de cartes de circuits imprimés et de puces électroniques. Ils permettent de marquer de minuscules codes, des numéros de série ou des informations spécifiques sans endommager les composants sensibles. - Marquage d'appareils et d'instruments médicaux
Les lasers à fibre sont utilisés dans la technique médicale pour le marquage au laser d'instruments chirurgicaux, d'appareils médicaux, d'implants ou d'emballages. Les marquages précis permettent une identification, une traçabilité et une stérilisation sans équivoque. - Les lasers à fibre dans l'industrie de la bijouterie et de l'horlogerie
Les lasers à fibre sont utilisés pour la gravure laser personnalisée de bijoux, de montres, de métaux précieux et de pierres précieuses. Ils permettent d'apposer des détails fins, des motifs et des informations personnalisées. - Industrie de l'emballage
Les lasers à fibre permettent de marquer au laser des emballages, des étiquettes et des matériaux en film. Ils peuvent par exemple y apposer des informations sur le fabricant, des dates de péremption, des codes de lots ou des logos. - Industrie alimentaire et des boissons
Les lasers à fibre sont utilisés dans le marquage des aliments et des boissons, notamment sur les bouteilles en verre, les boîtes ou les emballages. Ils peuvent appliquer avec précision des codes à barres, des informations sur les produits, des numéros de série ou des marquages de qualité.
Les domaines d'application des lasers à fibre pour le marquage et la gravure au laser sont très variés et couvrent différents secteurs. Les marquages précis et durables permettent d'améliorer la traçabilité, l'identification, le contrôle qualité et le branding des produits et des composants.
Quels matériaux peuvent être traités par laser à fibre
Les lasers à fibre MOPA sont polyvalents et peuvent traiter une large gamme de matériaux pour différentes applications.
Les lasers à fibre peuvent graver, graver en profondeur, recuire et décaper (par ex. des pièces poudrées ou peintes).
Voici quelques exemples de matériaux pouvant être traités par un laser à fibre :
Marquage de métaux et de plastiques au moyen d'un laser à fibre
- Métaux : acier, acier inoxydable, aluminium, cuivre, laiton, titane
- Plastiques : acrylique, ABS, PET, PETG, PC, PMMA et bien d'autres. (avec largeur d'impulsion réglable)
- Céramique
Gravure en profondeur avec le laser à fibre
- Métaux : acier, acier inoxydable, aluminium, cuivre, laiton
- Autres métaux durs
- Céramique
- Plastiques durs
Marquage de motifs avec les lasers à fibre MOPA
- Acier inoxydable
- aluminium anodisé
- Titane
- Laiton
Décapage de surfaces revêtues à l'aide d'un laser à fibre
- Revêtements de peinture : Peintures, vernis, revêtements en poudre
- Les couches d'oxydation : Couches anodisées sur les métaux
- Revêtements de protection : Vernis de protection, revêtements plastiques
- Pistes de circuits imprimés : Pistes électroniques sur les circuits imprimés
- Pâtes thermiques : connexions thermiques sur les composants électroniques
L'usinabilité exacte dépend de plusieurs facteurs, dont la puissance, l'optique de focalisation, les paramètres du laser et les exigences spécifiques de l'application.
De combien de puissance / watts a besoin un laser à fibre ?
Lors du choix d'un laser à fibre pour Gravures au laser et le marquage laser des plastiques et des métaux, différentes puissances laser sont disponibles. La puissance laser exacte dont vous avez besoin dépend de différents facteurs. Parmi eux, le matériau à traiter, la profondeur de gravure souhaitée et la vitesse de production.
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- Laser à fibre de faible puissance (jusqu'à 20W)
Les lasers à fibre de faible puissance dans cette gamme de puissance sont bien adaptés aux marquages laser simples sur les plastiques et les revêtements métalliques minces. Ces lasers sont généralement peu coûteux et idéaux pour les petits environnements de production ou pour une utilisation en laboratoire.
La surface de gravure ne doit pas dépasser une zone de 110 x 110 mm. - Laser à fibre de puissance moyenne (jusqu'à 60W)
Les lasers à fibre de puissance moyenne se situent dans une fourchette de 30 à 60 watts. Ils offrent une bonne combinaison de puissance et de précision et conviennent à la gravure de métaux tels que l'acier inoxydable, l'aluminium et le laiton. Ces lasers sont généralement polyvalents et sont souvent utilisés dans l'industrie. Un système de 60 W peut être considéré comme un bon laser polyvalent. En général, pour un usage commercial ou industriel, il ne faut pas utiliser de laser à fibre de moins de 30W afin de pouvoir réagir de manière flexible aux changements. - Laser à fibre de grande puissance (> 80W)
Les lasers à fibre de cette classe de puissance sont capables d'effectuer des gravures profondes et très rapides dans les métaux. Ils offrent une vitesse de production élevée et sont idéaux pour les applications exigeantes dans le traitement des métaux et la production industrielle.
Les lasers de cette puissance sont également très utilisés dans le domaine de la bijouterie pour la découpe de tôles fines jusqu'à 1 mm, pour les colliers nominatifs par exemple.
- Laser à fibre de faible puissance (jusqu'à 20W)
Il est important de noter que la puissance exacte du laser dépend également d'autres facteurs, tels que le diamètre du faisceau et la focalisation du laser. Par exemple, un diamètre de faisceau plus large peut être avantageux pour certaines applications, tandis qu'un faisceau à focalisation plus étroite offre une densité d'énergie plus élevée.
Lors du choix de la puissance laser, vous devez tenir compte des exigences spécifiques de votre application, des matériaux que vous souhaitez traiter et de la cadence de production souhaitée. Il est recommandé de demander conseil à des experts afin de déterminer la puissance laser optimale pour vos besoins spécifiques.
Durée de vie d'un laser à fibre
La durée de vie des lasers peut varier considérablement et est influencée par différents facteurs, notamment le type de laser, la qualité des composants utilisés, les conditions de fonctionnement et la maintenance. Voici des estimations approximatives de la durée de vie des lasers à fibre, des lasers CO2 (tube en verre et tube métallique) et des lasers UV :
La durée de vie des lasers à fibre est généralement très élevée, surtout s'ils sont correctement entretenus. Les lasers à fibre de haute qualité peuvent souvent atteindre une durée de vie allant jusqu'à > 80.000 heures de fonctionnement. Toutefois, des facteurs tels que le refroidissement et l'état des composants optiques peuvent fortement influencer la durée de vie.
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