Zoom sur la machine de découpe laser fibre
Découvrez le fonctionnement et les composants d'une machine laser fibre, dans les moindres détails.La structure d’une machine laser (lit)
Photo de structure machine.
La structure de la machine, fabriquée avec des tubes en acier soudé et rectifié, est soumise à un traitement de recuit à 600°C.
Cette méthode renforce la rigidité de la structure.
Cependant, il est essentiel que cette robustesse assure une durabilité dans l’utilisation quotidienne de la machine.
Pour atteindre cet objectif, il est impératif d’effectuer une maintenance régulière et de surveiller constamment son fonctionnement.
La combinaison d’une structure solide et d’un entretien attentif garantira la longévité et les performances de la machine au fil du temps.
plaques graphite.
Le bâti de la machine est revêtu de plaques en graphite anti-brûlure de 20 mm d’épaisseur.
Des parties spécifiquement rectifiées sont conçues pour recevoir les crémaillères et les rails de guidage.
Mettant en évidence l’importance fondamentale de la structure.
Il est essentiel de noter que des déformations structurelles, dues à une épaisseur insuffisante des tubes, pourraient compromettre le bon fonctionnement de la machine.
Tous ces éléments convergent vers un point essentiel. Durée de vie de la machine dépend directement de la qualité et de la robustesse de sa structure.
Une structure solide est un facteur clé pour garantir une performance fiable et une longévité optimale de l’équipement.
Le guidage, entraînement
Il est conseillé de vous informer des éléments tels que rails de guidage, crémaillère.
Les sections des rails est un élément primordial dans la durée de vie de la machine de découpe laser fibre.
Trop souvent, sur les machines fabriquées par les intégrateurs chinois. On constate que les sections des rails de guidages et des crémaillères sont souvent sous-dimensionnées.
Il va sans dire que, dans le temps, les rails de guidages et les crémaillères souffrent énormément en raison des déplacements répétés des Axes X, Y, Z.
Cette sous-dimension, des composants peut avoir un impact négatif sur la durabilité et la précision de la machine
Ce qui souligne l’importance de choisir une structure solide et adaptée pour assurer une utilisation à long terme.
Le poids même minime du portique aluminium de l’axe X génère des frictions.
Répétées cela engendre une usure prématuré des glissières de guidage et crémaillère.
Les fabricants de rails de guidage pour les machines de découpe laser CO2, Fibre, CNC ou autres sont de marques.
ARKETYPE utilise des rails de guidage de fabrication allemande REXROTH.
Rails Rexroth.
une marque renommée pour son expertise en matière de guidage linéaire et de crémaillère. Leur réputation dans ce domaine est bien établie.
Il est important de souligner qu’une section de rails mal déterminée par le fabricant peut entraîner des problèmes irréversibles.
L’importance de choisir des composants de haute qualité et de garantir une précision dans la conception.
En ce qui concerne les motoréducteurs, ARKETYPE propose plusieurs marques, dont Motovario France en standard pour le marché français.
Pour des exigences haut de gamme, des options telles qu’Alpha Wittenstein (allemand) et Shimpo (japonais) sont également disponibles.
Le choix de motoréducteurs de qualité est essentiel pour assurer le bon fonctionnement de la machine et sa durabilité.
Réducteur Motovario.
La source laser Fibre
Une machine de découpe laser fibre utilise une source de lumière laser qui est générée par une diode laser.
Laser qui est générée par un laser diode.
Lumière est ensuite amplifiée en passant à travers une fibre optique dopée avec des ions de terres rares tels que l’Erbium ou l’Ytterbium.
L’ amplification se produit grâce à un phénomène appelé émission stimulée.
Les photons.
Les photons de la lumière stimulent les atomes de terres rares. Is émettent des photons supplémentaires augmentant ainsi la puissance de la lumière.
La lumière est amplifiée ensuite dirigée vers une lentille de focalisation qui concentre la lumière en un point très petit et très intense.
Focalisation est ce qui permet à la machine laser fibre de découper, souder, marquer des matériaux avec une grande précision.
Les machines laser fibre utilisent également un système de contrôle pour ajuster la puissance de la lumière laser. Ce qui permet de moduler l’intensité du faisceau.
Ce contrôle s’étend également à la vitesse de déplacement de la tête laser, et à la forme du faisceau laser.
Afin de répondre aux besoins spécifiques de chaque application.
Cette flexibilité dans le réglage de la machine laser permet une adaptation précise aux exigences de découpe de différents matériaux et épaisseurs.
La source laser fibre est le cœur de la machine.
C’est cette source qui va déterminer, en fonction de l’épaisseur de la matière à découper. Que ce soit de l’acier, de l’Inox, l’aluminium, laiton, cuivre, titane, la performance et la qualité de la découpe.
Sur le marché de nombreuses marques sur le marché IPG :
- https://www.ipgphotonics.com/en
- http://en.maxphotonics.com/
- https://www.reci-laser.com/
- https://en.raycuslaser.com/
Parmi les fabricants de matériel laser, pour ne citer que les plus connus, tous proposent des sources laser fibre de différentes puissances
Cependant, sans entrer dans les détails. Il est important de souligner que ces sources laser sont utilisées dans une variété d’applications industrielles et scientifiques.
Les modèles sont proposés avec (single module, multi-modules) CW, QCW en fonction des puissances sélectionnées.
Source Laser Fibre IPG
Paramètres de découpe.
Photo ci-dessus : Un exemple de données fourni par un fournisseur de source laser fibre. En fonction des puissances laser fibre.
La fibre optique change dans ce cas nous pouvons voir que pour une puissance de 2000 w le cœur de la fibre est de 50µm.
Cette information est cruciale pour choisir la fibre adaptée aux besoins spécifiques de la machine laser.
Pour une collimation 100mm/focus 125mm).
Le cœur peut être de 100µm pour des puissances supérieures.
Le choix de la tête laser
Les intégrateurs, en tant que fabricants chinois.
Se spécialisent dans l’installation de têtes laser sur des machines dites “économiques” à bas prix. Afin de répondre à la demande des consommateurs en quête de prix extrêmement abordables.
Ces têtes laser sont souvent des modèles de base, avec des réglages limités.
Notamment l’autofocus manuel, ce qui signifie que les fonctions sur ce type de tête laser demeurent restreintes.
Ces machines économiques visent principalement à offrir des solutions de découpe laser à un coût abordable.
Bien que cela puisse se traduire par des fonctionnalités plus basiques par rapport aux modèles plus avancés.
Tête laser
Si par expérience vous souhaitez un modèle particulier, une marque de préférence. Il est important de noter que le prix peut rapidement augmenter.
Les options varient de la plus basique à la plus innovante, avec des fonctionnalités telles que le contrôle de l’autofocus automatique.
La gestion des gaz de découpe, la maintenance, et la longueur focale.
Le modèle de tête laser doit être défini en fonction de la puissance de la source laser. La nature ainsi que de l’épaisseur des matériaux à découper.
Comprendre ce choix peut être difficile pour un néophyte.
Encore une fois, il est essentiel de souligner que le modèle de tête laser en fibre est d’une grande importance dans le processus de découpe.
Il est intéressant de noter que plusieurs fabricants de tête laser en fibre sont présents sur le marché.
Beaucoup de ces têtes laser sont intégrées dans les machines fabriquées en Chine.
Cette diversité offre aux utilisateurs un large éventail d’options pour répondre à leurs besoins spécifiques en matière de découpe laser.
- http://www.wsxlaser.com/products/list-31-en.html
- http://raytools.eu/
- https://www.precitec.com/fr/decoupe-laser/produits/tetes-de-decoupe-laser/
Liste non exhaustive.
Tête laser fibre de marque PRECITEC
Le refroidisseur (Chiller)
Généralement proportionnel dans les capacités de refroidissement et du volume d’eau en fonction des puissances de source laser fibre.
A titre d’exemple le modèle varie d’une puissance laser de 1KW à 20KW.
Il y a deux principaux fabricants de refroidisseur (chiller) en Chine.
Hanli http://hanlizl.cn/
Teyu (S&A) https://www.teyuchiller.com/fr
Les refroidisseurs, également appelés “Chillers,” sont fiables pour ces deux marques.
Cependant, il est essentiel d’être vigilant en ce qui concerne les intégrateurs, c’est-à-dire les fabricants de machines.
Le raccordement des différents systèmes d’alarmes peut être absent ou insuffisamment connecté.
Il est également crucial de veiller à ce que le modèle de refroidisseur soit dimensionné correctement par rapport à la puissance de la source laser fibre.
Un refroidisseur joue un rôle essentiel dans une machine de découpe laser fibre.
Sa fonction est de refroidir, dans un circuit fermé, la source laser fibre et les optiques de la tête laser.
La capacité de refroidissement peut varier en fonction du modèle de refroidisseur. Le volume du réservoir d’eau et du pouvoir réfrigérant seront différents pour un modèle de 1 kW par rapport à un modèle de 30 kW.
Il est donc important de choisir le refroidisseur adapté à la puissance de la machine pour garantir un fonctionnement optimal.
PRINCIPE DE REFRIGERATION
Réfrigération
Dans le système de réfrigération d’un refroidisseur, le processus se déroule de la manière suivante.
Tout d’abord, le réfrigérant dans le serpentin de l’évaporateur absorbe la chaleur de l’eau de retour, provoquant ainsi sa vaporisation en vapeur.
Ensuite, le compresseur extrait en continu la vapeur générée de l’évaporateur et la comprime, augmentant ainsi sa température et sa pression.
La vapeur haute température et haute pression comprimée est ensuite acheminée vers le condenseur.
Au condenseur, le réfrigérant libère de la chaleur, qui est extraite par un ventilateur. Ce qui permet au réfrigérant de se condenser en un liquide haute pression.
Par la suite, après avoir été réduit par le dispositif d’étranglement. Le réfrigérant retourne dans l’évaporateur pour être à nouveau vaporisé, absorbant la chaleur de l’eau.
L’ensemble de ce processus circule en permanence, assurant ainsi un refroidissement efficace.
Pour contrôler et maintenir l’efficacité de ce système. Vous pouvez régler ou observer l’état de fonctionnement de la température de l’eau via le régulateur de température.
La précision est de ± 0,1 ℃ appliquée.
Refroidisseur TEYU et HANLI
L’armoire de contrôle (control cabinet)
Cette armoire métallique concentre tous les systèmes électriques, électroniques.
Exemple : Machine ARKETYPE
Nous pouvons voir les contrôleurs moteurs (Servo-Driver) sur ce type de machines la motorisation est assurée par des servomoteurs. Beaucoup plus rapide, précis est stable dans le temps, qu’une motorisation ancienne génération avec des moteurs pas à pas.
Relais qui gèrent les électrovannes, les différentiels, disjoncteurs.
Connectiques sur les différentes cartes de contrôles.
Interrupteurs (Switch) de fin de course, la gestion électronique de la tête laser, le système de graissage automatique. Tous ces éléments sont reliés entre par des câbles électriques de différentes sections en fonction de leur puissance.
Certains fabricants intègrent des climatiseurs en fonction de la puissance laser fibre installée généralement à partir de 2 KW pour certains intégrateurs.
Armoire de contrôle laser fibre Arketype
Le stabilisateur de tension
Le stabilisateur de tension, tel que son nom l’indique.
Joue un rôle crucial dans la régulation de la tension électrique, assurant ainsi un fonctionnement stable de l’équipement.
En effet, ce composant, disponible en différentes configurations telles que triphasé 380 V et monophasé 220 V, est conçu avec une efficacité de ≥ 98 %.
Une caractéristique essentielle de ce stabilisateur réside dans le niveau d’isolation du transformateur. Classé au niveau H, ce qui garantit une protection fiable.
Il est important de noter que ce stabilisateur est spécifiquement conçu pour supporter un fonctionnement continu et à long terme. Adapté aux besoins de l’équipement laser.
De plus, il est capable de résister à une courte surcharge dans une période de temps donnée. Assurant ainsi une stabilité opérationnelle, même en cas de fluctuations temporaires de la charge électrique.
En outre, ce composant offre des fonctionnalités supplémentaires, telles que la protection contre les surtensions et les surintensités.
Ces caractéristiques contribuent de manière significative à la préservation de l’équipement laser. Et à la prévention des dommages dus à des variations de tension potentiellement nuisibles.
Dans ce contexte, il est intéressant de noter qu’ARKETYPE intègre des stabilisateurs de tension dans ses machines de découpe laser à fibre.
Cette intégration met en évidence l’importance de ce composant pour garantir des opérations fluides et fiables dans le domaine de la découpe laser industrielle.
Stabilisateur de tension
Les éléments de sécurité d’une machine laser fibre
L’achat d’une machine laser fibre est un achat réfléchi.
Cette acquisition doit être mûrement pensée en concertation et réflexion avec le (re)vendeur.
L’intégration même du système de découpe dans la chaîne industrielle ne se fait pas sur un coin de table.
Un des éléments qui n’est pas ou très peu pris en compte lors de cet achat est l’emprise au sol.
Tous les équipements, tels que la table échangeable, le compresseur, l’armoire de contrôle, la source laser, le stabilisateur, le chargeur de tôle, et bien d’autres.
Doivent être soigneusement planifiés en fonction de l’espace disponible.
Cette considération est essentielle pour une intégration harmonieuse de la machine dans l’environnement de production.
Tous sont à prendre en compte.
Une fois que tous ces éléments ont été définis, il est impératif de mettre en place des dispositifs de sécurité appropriés.
Cela inclut l’utilisation de barrières infrarouges. ainsi de cloisonnements, de grilles de protection, de signaux lumineux, de panneaux d’avertissement, et bien plus encore.
Toutes ces mesures visent à garantir la sécurité des opérateurs et à prévenir les accidents.
En ce qui concerne la sécurité liée au laser, il est important de noter que le laser fibre a une longueur d’onde de 1064 nm.
Il est essentiel de se renseigner sur les différentes longueurs d’ondes et les types de lasers. Pour vous assurer une utilisation en toute sécurité et prendre en compte les risques potentiels liés à l’exposition au laser.
La sécurité est un aspect fondamental de l’utilisation de machines laser.
Il est essentiel de mettre en place toutes les mesures nécessaires pour minimiser les risques et assurer un environnement de travail sécurisé.
https://www.inrs.fr/risques/rayonnements-optiques/rayonnement-laser.html
Carters de protection.
Les machines équipées de carters de protection de type caréné sont conçues de manière à comporter des fenêtres de visualisation.
Ce qui permet à l’opérateur de surveiller le processus de découpe ou de gravure en toute sécurité.
Ces machines doivent être conformes aux normes établies par l’Europe et les normes françaises. Pour garantir leur sécurité et leur conformité réglementaire.
En ce qui concerne les machines de type ouvert, c’est-à-dire celles sans aucun carénage. Il est impératif de mettre en place une protection dite locale.
Cette protection est généralement installée directement sur la tête laser.
Afin d’empêcher tout rayonnement laser diffus qui pourrait représenter un danger pour les opérateurs ou les personnes à proximité de la machine.
La sécurité et le respect des normes sont des priorités essentielles dans l’utilisation des machines laser, quel que soit leur type de conception.
Machine découpe laser fibre
Machine découpe laser fibre (type ouvert). Son utilisation telle que montrée sur la photo est interdite à l’utilisation sur le marché Français.
. Aucune protection locale installée, risque de rayonnement diffus du laser.
Le compresseur d’air générateur d’azote
Si le corps de votre métier est la découpe d’acier carbone standard, sans aucune contrainte de qualité (visuel).
Un compresseur à vis de préférence, avec une cuve de 500 litres et un système de filtration ainsi qu’un sécheur d’air, est suffisant.
La seule contrainte est qu’il puisse délivrer une pression constante de 14 Bars pour des découpes d’acier.
Une alternative à considérer est l’utilisation de bouteilles de 6 mètres cubes, à l’unité ou en rack.
Contenant de l’oxygène, de l’azote, en particulier si vous ne réalisez pas des découpes de quantités industrielles de façon régulière.
Pour une utilisation plus intensive et quotidienne, notamment dans la découpe d’acier inoxydable, de laiton, de cuivre, d’aluminium.
Il existe également des générateurs d’azote qui peuvent être une solution adaptée à vos besoins.
A mon sens la solution la plus économique pour s’affranchir du coût des bouteilles de gaz, délivre un taux de pureté à 99,9% d’Azote.
Certains fabricants de gaz de découpe vendent de l’Oxygène et de l’Azote spécial pour la découpe laser fibre.
Générateur d’Azote.
Le filtre à charbon actif
Un paramètre à ne pas négliger est celui de l’extraction et du traitement des fumées et vapeurs.
Générées lors de la découpe des matériaux, en particulier pour les machines de type fermé.
Dans ce contexte, nous vous conseillons vivement d’utiliser un filtre à charbon actif.
Car il offre une filtration efficace et permet le rejet en interne d’un air traité, dépourvu de tous polluants.
Si vous n’avez pas encore de solution en place pour traiter les fumées et vapeurs. Pour la découpe du métal en général, l’utilisation d’un filtre à charbon actif est fortement recommandée.
Ce filtre à charbon actif se présente sous la forme d’un bloc de taille appropriée, adaptée à la puissance de votre machine.
Le volume du filtre peut varier en fonction de la puissance de la découpe, assurant ainsi une filtration efficace des polluants émis lors du processus.
C’est un excellent compromis pour les systèmes de découpe laser de type fermé, garantissant un environnement de travail plus propre et plus sûr.
Ci-dessous (photo) du type de filtre à charbon actif.
Composé d’une cartouche de charbon actif, et de filtre HEPA H13.
L’appellation HEPA fait référence à un type de technologie de filtre et une norme d’efficacité.
Chaque filtre HEPA est certifié selon la norme EN 1822.
Ces filtres éliminent jusqu’à 99.95% des particules fines.
Invisibles à l’œil nu, d’une taille de plus de 0.3 micron (micromètres de diamètres) tels que les PM2.5, Il existe plusieurs types de qualité.
La rétention globale de particules fines (99.95% et 99.995%).
Classification des filtres HEPA
Les logiciels
Les machines vendues par les fabricants (intégrateurs) Chinois sont livrées avec un logiciel de base le moins cher par définition, développé par au3laser.
Logiciel de découpe basique.
Généralement vendu avec la tête laser du même fabricant est une alternative pour les petits budgets. Très simple, basique avec très peu d’outils d’exploitation. Version SC1000.
Le standard pour les machines de découpe laser fibre est CYPCUT convivial, intuitif.
https://www.fscut.com/en/soft/cypcut/
Comme vous pouvez le voir plusieurs version (S1000, S2000, S3000 etc.).
Egalement, une autre alternative fournie avec les machines de fabrications Chinoise.
CYPCUT logiciel pour une version complète et un outil intéressant le NESTING.
L’ imbrication automatique des fichiers à découper pour une optimisation des chutes de tôle après découpe.
Bien entendu les fournisseurs de logiciel cité ci-dessus vendent un package carte de contrôle, pilotage et logiciel ils ne peuvent être utilisés autrement.
Solutions professionnelles pour répondre aux normes « Industrie 4.0 ».
ARKETYPE
ARKETYPE intègre uniquement des systèmes de pilotage et de contrôle reconnus dans le monde de l’industrie, tels que le SIEMENS 840 DSL.
Tous les systèmes de pilotage, y compris les servomoteurs et les électrovannes, sont de marques allemandes réputées.
De plus, tous les composants électriques utilisés sont de marques renommées, notamment Siemens et Schneider.
Les réducteurs sont fournis par la marque allemande INNOWELLE, garantissant ainsi une qualité élevée.
Pour répondre aux exigences de l’Industrie 4.0,
ARKETYPE intègre également d’autres logiciels largement utilisés dans les processus de fabrication, tels que LIBELLULA et BECKHOFF.
De plus, pour les modèles de puissance supérieurs à 6 kW, ARKETYPE propose HYPCUT, une solution intégrée dans l’Industrie 4.0.
Offrant un suivi en temps réel de la production pour une gestion plus efficace de la chaîne de production.
La conformité de votre machine laser fibre
Toutes les machines de découpe laser vendues par ARKETYPE sont livrés et installés avec un audit de conformité établi par un bureau de contrôle Français.
Les documentations techniques, logiciels sont en Français.
ARKETYPE
ARKETYPE, en tant que vendeur de machines de découpe laser, possède une expérience de 16 ans dans ce domaine.
Nos techniciens sont régulièrement formés sur différents systèmes laser et ont bénéficié de nombreuses formations en Chine, dans différentes villes.
Fort de notre expérience, nous sommes en mesure de proposer des machines de découpe laser de haute qualité, que ce soit en fibre ou en CO2.
Notre engagement envers la satisfaction du client se traduit par nos garanties solides et le support que nous offrons.
Nous assurons un service après-vente dans toute la France et répondons à toutes vos questions techniques.
Notre principal fournisseur en Chine nous apporte un soutien technique, logistique et d’ingénierie.
Lorsque vous achetez une machine chez nous, vous n’achetez pas simplement une machine laser chinoise.
Vous achetez de la qualité.
Le cahier des charges techniques a été défini en collaboration avec notre fournisseur et notre bureau de contrôle français.
Garantissant ainsi une pérennité au quotidien et pour de nombreuses années à venir.
ARKETYPE
ARKETYPE offre un suivi dans l’assistance, le conseil, ainsi que la formation.
Toujours présent à vos côtés, nous proposons une garantie de 3 ans sur les pièces et la main d’œuvre pour toutes nos machines.
Notre service après-vente est assuré par une équipe française, et notre atelier est situé en France, à Amiens.
À ce jour, nous avons un parc de plus de 600 machines dans toute la France.
Certains de nos clients possèdent même jusqu’à 7 machines ARKETYPE au sein de leur structure.
Nous restons toujours disponibles pour répondre à vos interrogations et à vos questions techniques, afin de garantir une expérience utilisateur optimale.
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