Découpe Laser Fibre : Tout Savoir !

 

Plusieurs fabricants de têtes laser fibre sont présents sur le marché. Paradoxalement, beaucoup sont Chinois (WSXLaser, RAYTools), mais leurs produits peuvent être de grande qualité. Nous apprécions également les têtes laser de l’allemand PRECITEC, qui distribue des têtes laser 2D, 3D et robotisées, de haute précision.

Le refroidisseur adapté à la grande chaleur laser dégagée

Un refroidisseur (ou chiller) joue un rôle essentiel dans une machine laser industrielle. Sa fonction est d’évacuer la chaleur de la source et de la fibre optique jusqu’à la tête laser. Il opère dans un circuit fermé et sa capacité de refroidissement varie en fonction du volume du réservoir d’eau et des caractéristiques du condenseur. Cette capacité s’adapte à des puissances laser de 1 à 30 kW. Dans ce circuit de refroidissement circule de l’eau distillée, tandis que l’évaporateur utilise un gaz réfrigérant. Il est préférable de faire appel au gaz R32, plus respectueux de l’environnement. Pour la sécurité et la longévité d’un laser fibre, il est capital de choisir un refroidisseur bien adapté à la puissance de la machine.

Principe du circuit de réfrigération dans une machine laser

 

Le processus de refroidissement d’une machine laser fibre est le suivant :

• L’eau, en provenance du circuit interne de la machine, entre dans l’évaporateur. Le gaz réfrigérant la transforme en vapeur.
• La vapeur passe dans un compresseur, elle augmente en température et en pression.
• Dans le condenseur, une partie de la chaleur est extraite par ventilation mécanique. L’eau repasse à l’état liquide pressurisé.
• La pression est diminuée par un système d’étranglement capillaire (throttling device), puis l’eau chaude repart vers l’évaporateur.
• De retour dans l’évaporateur, l’eau se vaporise à nouveau, sa chaleur est absorbée.
• Une pompe redirige l’eau de refroidissement vers les circuits de la machine, sa température est ajustée si nécessaire.

Ce cycle se répète en permanence pour assurer un refroidissement efficace. L’opérateur contrôle les niveaux en temps réel ou procède au réglage de la température de l’eau, avec une précision au dixième de degré.

 

Un bon tuyau : gare aux fuites d’eau

Les capacités de refroidissement et le volume d’eau utilisé sont proportionnels à la puissance de la source laser utilisée. Deux fabricants chinois sont parfaitement recommandables et produisent des systèmes fiables :

• Hanli
• Teyu (S&A)

 

Le point de vigilance, encore une fois, se situe au niveau de l’intégration. Une excellente qualité des raccordements est obligatoire pour l’étanchéité et par conséquent, la sécurité du système. Dans la même optique, des systèmes d’alarme doivent être présents et correctement connectés. Dans les machines laser à bas prix, ces dispositifs essentiels sont trop souvent négligés et mettent en péril vos équipes comme la continuité de vos activités.

 

L’armoire de contrôle (control cabinet), maintenance centralisée des machines laser fibre

Une armoire métallique concentre tous les systèmes électriques et électroniques qui contrôlent la machine laser fibre.

On y trouve :

• les contrôleurs de servomoteurs (servo-drivers) qui remplacent avantageusement les moteurs pas à pas,
• les relais d’électrovannes, de disjoncteurs ou différentiels,
• la connectique des cartes de contrôle,
• les interrupteurs (switches) qui gèrent la fin de course, la tête laser, le graissage automatique…,
• Les câbles électriques, de sections variables en fonction de la puissance des équipements.

 

Ce regroupement facilite le diagnostic et la maintenance des machines.

Il est possible d’intégrer des climatiseurs dans ces armoires, afin d’en rafraîchir l’intérieur, généralement pour des puissances laser supérieures à 2 kW.

 

Le stabilisateur de tension, protecteur de votre investissement laser industriel

 

Le stabilisateur de tension joue un rôle crucial dans la régulation de la tension électrique d’une machine laser fibre. Il assure un fonctionnement stable de l’équipement, en conditions industrielles. Son rôle est de réguler en continu l’alimentation fournie aux installations. L’isolation thermique du transformateur est l’une des caractéristiques essentielles, elle doit se situer au niveau H (180 °C). Les stabilisateurs s’utilisent sur des réseaux monophasés 220 V ou triphasés 380 V avec une efficacité remarquable de +/– 98 %. Ils sont conçus pour absorber les surtensions et les surintensités temporaires du réseau afin de protéger les machines laser. La présence de ce dispositif est impérative pour éviter les dommages électriques et garantir la stabilité des opérations dans le domaine de la découpe laser industrielle.

Arketype intègre des stabilisateurs de tension dans toutes ses machines de découpe laser à fibre, pour votre sérénité opérationnelle.

 

Les compresseurs d’air ou les générateurs de gaz auxiliaire

Comme vous le savez, les performances de découpe laser sont décuplées par l’apport d’un gaz auxiliaire, généralement de l’oxygène ou de l’azote. Si le corps de votre métier est la découpe d’acier carbone standard, sans aucune contrainte de qualité, un simple compresseur d’air est suffisant. De préférence, il faut le choisir « à vis » et l’associer à une cuve de 500 litres au minimum. Il doit aussi délivrer une pression constante de 14 bars et comporter une bonne filtration ainsi qu’un sécheur d’air, pour limiter la condensation.

 

Pour ce qui concerne l’azote, pour des usages occasionnels, il est possible d’utiliser des bouteilles de 6 mètres cubes, à l’unité ou en rack. Pour passer à des quantités industrielles régulières, notamment dans la découpe d’acier inoxydable, de laiton, de cuivre ou d’aluminium, vous pouvez envisager le générateur d’azote. Il est parfaitement adapté à ce genre d’exploitation et procure une solution autonome, économique. La pureté de l’azote produite est pratiquement parfaite (99,9 %).

 

Le filtre à charbon actif élimine les pollutions aériennes

Le puissant procédé de découpe fibre laser de matériaux dégage de nombreuses fumées et vapeurs. Il ne faut donc pas négliger leur extraction pour garantir une atmosphère de travail saine. Les machines à carter fermé concentrent tout particulièrement ces émissions et imposent une extraction efficace. Dans ce contexte, nous vous conseillons vivement d’utiliser un filtre à charbon actif, car il offre une excellente filtration et permet le rejet de l’air dépollué en interne. Il vous évite d’avoir recours à une tuyauterie complexe pour rejeter les émissions à l’extérieur. Cette pratique n’est ni écologique ni bénéfique à votre bilan RSE. Pour atténuer les effets de vos activités sur le climat, Arketype vous recommande chaudement le filtre à charbon actif.

Ce filtre se présente sous la forme d’un bloc de taille appropriée, adaptée aux capacités de votre machine. Son volume varie en fonction de la puissance du laser fibre, pour une filtration efficace des polluants émis lors du processus de découpe des métaux. Le filtre accueille une cartouche équipée de charbons actifs et d’un filtre HEPA 13. L’appellation HEPA (High Efficient Particulate Air Filter) garantit la très haute efficacité de la filtration qui répond à la norme NF EN 1822. Les particules fines (PM2.5) se trouvent éliminées à 99,95 %. Arketype intègre des filtres à charbons actifs dans ses machines de découpe laser, pour les projets d’implantation qui le nécessitent (rejets en intérieur). C’est une assurance de travailler dans de bonnes conditions sanitaires.

 

Le logiciel de pilotage et de gestion des découpes laser fibre

Les machines vendues par les intégrateurs chinois sont livrées avec un logiciel de base. Il s’agit de logiciels simples et libres de droits. Ces applications sont développées par au3tech et fournies avec les têtes laser du même fabricant. C’est une alternative pour des usages modérés ne nécessitant pas d’options poussées, à télécharger ici.

Le standard pour les machines de découpe laser fibre est CypCut de FSCut. Ce logiciel est convivial et intuitif. Il peut être télécharger à partir du lien sur la page d’accueil du site, plusieurs versions sont disponibles. L’application est très efficace pour l’imbrication des pièces à découper, aussi appelée nesting. Cette fonction permet de calculer les meilleures données de coupe des éléments afin de limiter les chutes de matériaux. Elle offre la possibilité de ne pas gaspiller les précieux métaux et de réaliser de sérieuses économies sur vos achats de matières premières.

Ces logiciels sont packagés avec des cartes de contrôle qui les relient aux matériels. Ces ensembles sont compatibles aux normes Industrie 4.0.

 

Arketype intègre également d’autres logiciels largement utilisés dans les processus de fabrication, tels que :

• SINUMERIK de Siemens.
• libellula.CUT
• BECKHOFF.

Pour les modèles de machines laser fibre de puissances supérieures à 6 kW, nous utilisons HypCut, une solution totalement intégrée dans l’Industrie 4.0. Elle offre un suivi en temps réel des travaux de découpe ou de marquage ainsi qu’une gestion très efficace de la chaîne de production.

 

La sécurité des machines de découpe laser fibre industrielles

 

Ne pas négliger l’emprise au sol de l’installation entière

L’investissement dans une machine laser fibre doit être mûrement réfléchi. Il doit être envisagé en concertation avec le fournisseur installateur. L’expérience d’un professionnel assure la bonne intégration du système de découpe laser dans votre chaîne industrielle, à l’intérieur de vos locaux. L’emprise au sol de votre équipement est un élément trop souvent oublié lors des phases d’avant-vente. Pourtant, il faut méticuleusement prévoir les emplacements de tous les équipements : compresseur, armoire de contrôle, source laser, stabilisateur de tension, chargeur de tôles, etc. Tous devront trouver leur place dans une disposition harmonieuse et rationnelle de la zone de travail. Ceux qui doivent être déplacés, comme les tables interchangeables, doivent profiter des dégagements nécessaires pour manœuvrer en toute sécurité. Tout cela ne s’évalue pas sur un coin de table ; c’est un travail qui demande une véritable planification, en collaboration avec votre fournisseur.

La prévention des risques pour la sécurité en milieu professionnel

Une fois que l’agencement est défini, il demeure impératif d’y insérer des dispositifs de sécurité appropriés. Cela comprend l’utilisation de barrières à infrarouges, de cloisonnements ou de grilles de protection. Il faut aussi prévoir de nombreux panneaux d’avertissement ou des signaux lumineux avec leur câblage. Toutes ces installations visent à garantir la sécurité des opérateurs et à prévenir les accidents.

La longueur d’onde du laser fibre engendre des risques. La sécurisation des équipements et des locaux d’exploitation doit être stricte. Il s’agit d’assurer une utilisation en toute sécurité prenant en compte les dommages potentiels liés au rayonnement optique. Pour Arketype, votre sécurité est primordiale.

Vous trouverez un dossier complet sur les risques associés au laser en milieu industriel sur cette page du site de l’institut national de recherche et de sécurité (INRS).

Les carters de protection pour confiner les rayonnements laser

Les caissons renfermant les machines laser (carters) ne constituent pas qu’un habillage. L’élégance n’est pas forcément de rigueur pour une machine de découpe industrielle. Ces carters se présentent sous deux formes : carter ouvert ou fermé.

Les machines équipées de carters de protection de type fermés sont conçues de manière à comporter des fenêtres de visualisation. Elles permettent à l’opérateur de surveiller le processus de découpe ou de gravure en toute sécurité. Ces hublots doivent être conformes aux règlements européens et, mieux encore, aux normes françaises, plus sévères.

Pour les machines à carter ouvert, c’est-à-dire sans aucun carénage, il est impératif de mettre en place une protection locale. Ce dispositif est généralement installé directement sur la tête laser.

Dans tous les cas, le but est d’empêcher tout rayonnement laser diffus qui pourrait représenter un danger pour les opérateurs, ou les personnes à proximité de la machine.

 

L’utilisation d’une machine laser fibre à carter ouvert, comme celle visible ci-dessus, est strictement interdite dans un établissement éducatif (lycée professionnel, université…) en France. L’absence de protection locale rend possible le dégagement d’un rayonnement diffus, néfaste pour l’être humain.

 

La certification et les normes laser à respecter

Un dernier point essentiel sur lequel nous voulons revenir et insister est la certification CE, un passeport obligatoire pour l’Europe. Les certificats CE remis par des fabricants ou un intégrateur, surtout ceux domiciliés à l’extérieur de l’Union européenne, n’ont que peu de valeur en France. L’hexagone est beaucoup plus exigeant que l’UE en matière de sécurité. Chez Arketype, nous avons déjà reçu des certificats CE de fabricants qui, en réalité, n’étaient pas valables. Lorsque nous avons demandé des ajustements pour respecter les normes en vigueur, les vendeurs ont simplement corrigé le certificat CE, en quelques clics…

En clair, le certificat CE est un laissez-passer pour accéder au marché européen, mais il ne garantit en aucun cas la conformité aux normes de sécurité françaises.

Même si une machine laser achetée en Chine est vendue avec un certificat CE, son utilisation sur notre territoire n’est pas sûre. Il est donc impératif de prendre des précautions en cas d’incendie, de blessure ou autres accidents. Le risque majeur est de vous retrouver avec une machine non seulement inutilisable, mais aussi potentiellement dangereuse.

Toutes les machines de découpe laser fibre vendues par Arketype sont livrés et installés avec un audit de conformité établi par un bureau de contrôle français. Les documentations techniques et les logiciels sont en langue française.

 

Découpe Laser Fibre : le bilan complet des avantages clients professionnels

La découpe laser fibre possède des caractéristiques précieuses pour l’industrie. La puissance du faisceau concentre de très hautes températures sur un point focal très fin. Cette énergie permet la fusion de nombreuses matières, y compris des métaux ferreux ou non ferreux, dont le taux de réflexion n’est plus un handicap majeur. Le laser fibre travaille à très grande vitesse. Le marché des machines industrielles de pointe enregistre des puissances allant jusqu’à 50 kW, autorisant des cadences de coupe dépassant les 120 mètres par minute (selon l’épaisseur et la densité des matériaux). Ces machines permettent réellement de décupler les capacités de production en découpe laser fibre, mais aussi en gravure et marquage de composants mécaniques, électroniques, automobile, aéronautique… Le guidage par fibre optique nécessite un entretien réduit, contrairement à la technologie CO2 dont les lentilles de transmission et convection peuvent se dérégler. L’investissement sur une machine fibre se rentabilise mécaniquement dans un environnement industriel ; des capacités de production augmentées avec une maintenance limitée représentent le meilleur compromis productif. D’autant plus qu’avec son rendement électrique proche de 50 %, le coût énergétique du laser à fibre est bien plus réduit que celui d’autres solutions de découpe.

La technologie laser fibre autorise non seulement une vitesse de découpe élevée, mais également une grande précision. La focalisation très concentrée du rayon laser, sur un diamètre de 0,001064 mm, permet des bordures nettes et régulières. Une machine de découpe laser fibre de seulement 1 500 W peut sectionner de l’acier inoxydable sur une épaisseur de 3 à 4 mm, sans la moindre imperfection. Lorsque son utilisation est couplée avec de l’azote, la profondeur de section peut atteindre 10 mm, sans retouche. L’épaisseur des matériaux découpables augmente avec la puissance des appareils : une machine laser fibre de 12 000 W offre une coupe parfaite sur 40 mm d’acier inoxydable, à raison de 50 cm à la minute (avec apport N2). Dans le cadre d’une exploitation industrielle, cette précision permet d’utiliser directement les pièces usinées, sans aucun post-traitement de finition. L’imbrication préalable des éléments à découper par logiciel et la finesse extrême du faisceau laser optimisent la consommation de matériaux et réduisent les déchets de coupe, autant que les coûts de production.

 

L’expertise Arketype Laser Fibre à votre service

Forts de notre expérience de la technologie fibre depuis de nombreuses années, nous vous proposons les machines de découpe parmi les meilleures disponibles sur le marché. Nous distribuons nos dispositifs partout en Europe, notamment à Budapest (Hongrie) et Kiev (Ukraine), où nous avons une filiale implantée. Nous vous faisons bénéficier d’un service technique accessible et réactif, pour l’installation sur site, la mise en activité, la maintenance et la formation au logiciel de pilotage. Notre société dispose en catalogue d’une gamme complète d’appareils de découpe laser fibre. Leurs puissances s’échelonnent de 1 500 W à 12 000 W, sur des surfaces de travail de 3 000 x 1 500 mm à 6 000 x 1 500 mm. Concepteur de ses machines au sein de son bureau d’études français, Arketype propose également des surfaces de travail sur mesure et de nombreuses options. Nos appareils sont conformes aux normes de sécurité 2006/42/CE et Dekra France. Elles sont capables de répondre à tous les besoins de production et sont disponibles pour une mise en service rapide, sur votre site de fabrication.

 

Découpe Laser Fibre : les gammes Arketype pour les professionnels

La gamme Arketype Économique : démocratiser une technologie de pointe pour toutes les entreprises

Afin de rendre la découpe laser fibre accessible au plus grand nombre de professionnels, Arketype propose une première gamme Économique. Ces modèles fournissent déjà de belles performances, à un prix attractif.

 

Gamme Économique : LF 3015 E – LF 4020 E

 

Puissances disponibles : 500 W – 1 000 W – 1 500 W
Précision de positionnement : +/- 0,01 mm
Vitesse maximum : 80 m / minute
Accélération tête laser : 0,8 G
Alimentation : 380 V triphasés/50 Hz

 

Profondeurs de coupe maximum (mm) :

	Métal non ferreux	Aluminium	Acier inoxydable	Acer carbone
500  W	1	2	3	6
1 000 W	3	4	5	10
1 500 W	5	6	7	12

 

Surfaces de travail (mm) :

LF 3015 E : 3 000 x 1 500
LF 4020 E : 4 000 x 2 000

 

La gamme Arketype Performance : accéder à la découpe laser fibre pour grands volumes

Notre gamme de machines de découpe laser fibre Performance vous permet de travailler à des cadences plus rapides, sur des pièces de plus grandes dimensions.

 

Gamme Performance : LF 3015 P – LF 4020 P – LF 6015 P

 

Puissances disponibles : 0,5 kW – 1 kW – 2 kW – 3 kW – 4 kW – 6 kW – 8 kW – 12 kW
Précision de positionnement : +/- 0,02 mm
Vitesse maximum : 120 m / minute
Accélération tête laser : 1,2 G
Alimentation : 380 V triphasés/50 Hz

 

Profondeurs de coupe maximum (mm) :

	Métal non ferreux	Aluminium	Acier inoxydable	Acier carbone
0,5 kW	1	2	3	6
1 kW	3	4	5	10
2 kW	6	7	7	16
3 kW	7	8	12	20
4 kW	8	10	16	23
6 kW	12	15	18	25
8 kW	14	16	22	28
12 kW	16	20	32	50

 

Surfaces de travail (mm) :

LF 3015 P : 3 000 x 1 500
LF 4020 P : 4 000 x 2 000
LF 6015 P : 6 000 x 1 500

 

Télécharger la brochure d’informations complète (format pdf)

 

Une commande logicielle facilitée pour une exploitation aisée de votre machine laser

Accessibles aussi bien pour l’artisanat et les PME que pour les multinationales, nos machines compactes ne demandent pas une infrastructure importante pour leur installation. Elles sont compactes et « Plug & Play ». Le logiciel de contrôle s’appréhende facilement : son apprentissage est rapide, son utilisation intuitive et son interface en français.

 

 

 

Des modèles de machines laser fibre puissantes, adaptables jusqu’au sur-mesure

En option, nos machines à fibre de la gamme Performance peuvent être complétées de nombreux aménagements et accessoires pour s’adapter à vos projets industriels :

• Carter fermé pour une protection optimale des opérateurs,
• Table interchangeable pour enchaîner les instances de production,
• Coupe-tubes (longueur maximum 8 m, section jusqu’à 200 mm).

 

Pour répondre à vos contraintes, nous pouvons étudier et réaliser des machines laser sur mesure, les mettre en service sur site et former les utilisateurs à leur maniement.

 

 

 

À retenir et conclusion

 

– Le laser fibre est une technologie mature, précise et sûre.

– La technologie à fibre optique permet des coupes et des gravures rapides sur le métal.

– La découpe laser fibre n’est plus réservée aux grandes firmes ; elle progresse dans les PME et entreprises Industrie 4.0.

– La vitesse des travaux avec le laser fibre vous fait accéder à un rythme de production élevé, moins énergivore et plus rentable.

– L’investissement dans une machine laser fibre requiert de nombreux points d’attention et doit être attentivement préparé avec son fournisseur.

– Arketype est un expert européen de la découpe laser fibre et propose une gamme de machines adaptées à vos projets et homologuées en France.

 

 

Depuis 2007, Arketype vous fait profiter de son expérience de la découpe laser fibre, du travail des métaux et du conseil dans la mise en œuvre de machines laser en milieu industriel professionnel. Nos techniciens sont continuellement formés sur différents systèmes laser et bénéficient de la documentation des plus grands fabricants mondiaux. Notre engagement envers la satisfaction client se traduit par des garanties solides et un support compétent, toujours disponible. Nous assurons un service après-vente dans toute la France, voire l’Europe, et répondons à toutes vos questions techniques.