Introduction au traitement laser
Le traitement au laser comprend un certain nombre d'opérations dans lesquelles des faisceaux laser sont utilisés pour enlever du matériau et joindre ou traiter le matériau d'une manière ou d'une autre.. Les lasers produisent des, lumière hautement collimatée capable de transférer de grandes quantités d’énergie sur une petite zone, ce qui est idéal pour couper, soudage, forage, marquage, et traitement thermique.
Certaines des techniques de traitement laser les plus courantes comprennent:
– Découpe au laser
– Soudage Laser
– Forage au laser
– Marquage laser
– Traitement thermique au laser
Découpe au laser
Découpe laser utilise un faisceau laser utilisé pour vaporiser le matériau afin de créer des caractéristiques telles que des motifs et des géométries.
Certains avantages de la découpe laser incluent:
– Haute précision – Le laser peut découper des images d'une épaisseur allant jusqu'à 0. 001 pouces. Cela permet la création de formes complexes en deux dimensions et en trois dimensions.
– Faible génération de débris – La découpe laser est très propre, et seule une infime quantité de matière est éjectée sous forme de panache. Le bord coupé nécessite très peu d'habillage.
– Polyvalent – Les lasers peuvent être utilisés dans les tissus et autres matériaux souples, ainsi que les métaux et la céramique.
Il est utilisé pour couper des pièces métalliques pour l'aérospatiale, automobile, et même les domaines médicaux. Il est également utilisé dans la découpe de tissus, bois, plastiques, et beaucoup de choses qui sont faites à partir de ces étoffes. Il existe deux procédés de découpe laser conventionnels: découpe par fusion, où le laser fait fondre le matériau, et oxycoupage, où le laser fait brûler la matière.
Soudage Laser
Le soudage au laser est un processus dans lequel la chaleur et l'énergie sous forme d'un laser sont utilisées pour fusionner les métaux ou les thermoplastiques..
Par rapport aux méthodes de soudage traditionnelles, le soudage au laser offre ces avantages:
– Moins de chaleur – La lumière est focalisée et donc la chaleur générée est également concentrée, moins de chaleur est produite.
– Taux de soudage plus rapides – Les soudures au laser sont réalisées plus rapidement que les processus de soudage habituels.
– Meilleures forces d’étanchéité et résistance aux fuites – Le soudage au laser minimise la porosité.
Il existe deux principaux types de procédés de soudage laser:
– Soudage par conduction – Le faisceau laser relie les surfaces à leur température de soudage.
– Soudage en trou de serrure – Le point laser fait fondre un trou dans les métaux et vaporise un trou plus profond dans les métaux.. Cela fait que les bords du trou entrent en contact les uns avec les autres.
Le soudage laser est utilisé dans des industries telles que l'automobile, médical, électronique, et industries aérospatiales. Il peut rejoindre l'acier, aluminium, titane, plastiques, et bien d'autres. Généralement, les ingénieurs savent comment choisir les techniques de soudage appropriées en fonction du type de joints de soudure et des matériaux de base.
Forage au laser
Le perçage laser est un processus qui applique des faisceaux laser pour percer des trous petits et précis dans des matériaux tels que les métaux., céramique, composites, et des diamants. Par rapport au forage mécanique, Le perçage au laser offre des avantages tels que:
– Plus précis – Une perceuse laser peut percer des trous d'un diamètre compris entre 20-50 micromètres. Les bits mécaniques sont limités à environ 500 micromètres.
– Rapports longueur/diamètre plus élevés – Les faisceaux laser peuvent créer des trous avec un rapport hauteur/largeur plus important.
– Le faisceau laser ne s'use pas – Contrairement aux perceuses traditionnelles où les forets s'usent avec le temps en raison d'une utilisation fréquente..
Le perçage au laser est utile pour créer de petits ports d'injection de carburant dans les pièces automobiles, passages de refroidissement dans les aubes de turbine, et trous dans les circuits imprimés. Les lasers pulsés font fondre le matériau pour percer des trous profonds dans la pièce. Dans ce cas, le matériau indésirable est expulsé hors du trou grâce à la pression du gaz..
Marquage laser
Les systèmes de marquage laser utilisent des têtes laser spécifiques pour produire, graver, ou traiter thermiquement divers motifs et lettres en différents matériaux.
Certains avantages du marquage laser sont:
– Marquage permanent – Ils utilisent des lasers pour graver le matériau, former des codes d'identification permanents et uniques, logos, et des images.
– Vitesse – Les têtes laser marquent plus rapidement que la gravure mécanique ou l'impression à jet d'encre.
– Large applicabilité – Le marquage laser peut être effectué rapidement sur les métaux, plastiques, caoutchouc, verre, bois, et bien d'autres matériaux.
Le marquage laser donne des numéros uniques et de série, logos, texte, 2Codes-barres D, et réponse rapide ou codes QR. Il est utilisé dans l'ingénierie aérospatiale, automobiles, électronique, technologie médicale, technologie militaire, et emballage. Marquage de changement de couleur, traitement thermique, coupe, et la gravure sont quelques-unes des méthodes fréquemment utilisées dans le marquage laser.
Traitement thermique au laser
Le traitement thermique au laser consiste à utiliser un laser pour chauffer sélectivement les matériaux selon un motif spécifique afin de les durcir ou de les ramollir..
Les avantages incluent:
– Coagulation sélective – Les lasers ciblent sélectivement les régions qui nécessitent un traitement sans avoir à chauffer l'ensemble du composant.
– Réduction de la distorsion – Puisque le four est localisé, la déformation des pièces est minimisée, contrairement aux fours de traitement thermique classiques.
– Dureté plus élevée – Le traitement thermique par contrôle laser du chauffage et du refroidissement améliore la dureté et les propriétés d'usure..
Le durcissement de surface flash est rendu possible grâce au traitement thermique au laser et peut être utilisé sur des pièces délicates et complexes.. Ils écrivent et livrent des compositions graduées uniques. Certains des procédés de traitement thermique au laser les plus fréquents sont le durcissement, trempe, recuit, et revêtement de surface.
Conclusion
Le traitement laser utilise des faisceaux laser à haute énergie pour effectuer des opérations telles que la découpe, soudage, forage, marquage, gravure, et traitement thermique des matériaux. Les technologies avancées de fabrication laser aident à la production de nouvelles conceptions et de propriétés améliorées dans divers domaines. Les développements à venir dans les lasers industriels de haute puissance et les techniques de traitement amélioreront la qualité, capacité, et la productivité à l'avenir.