Quels matériaux ne peuvent pas être découpés par les machines de découpe laser ?

Grâce au développement continu de la science et de la technologie, la technologie laser peut être utilisée en toute sécurité dans presque tous les domaines. La technologie de découpe laser est devenue un outil important dans la fabrication moderne en raison de sa haute précision, de son efficacité élevée et de ses caractéristiques sans contact. Cependant, le machine à découper au laser n'est pas tout-puissant. Il présente également certaines limites lors de la découpe de matériaux, c'est-à-dire que certains matériaux ne conviennent pas à la découpe laser. Cet article explorera certains matériaux que les machines de découpe laser ne peuvent pas couper et analysera les raisons pour lesquelles.

Quels matériaux ne peuvent pas être découpés par les machines de découpe laser ?

L’un des plus grands avantages des machines de découpe laser est leur incroyable polyvalence. Cela peut rendre la fabrication plus facile et plus rapide dans tous les domaines. Cependant, tous les matériaux ne conviennent pas à cette méthode de traitement. Vous trouverez ci-dessous les matériaux qui ne conviennent pas à la découpe laser :

Matériau hautement réfléchissant

La machine de découpe laser produira un faisceau laser à haute énergie lors du travail, et les matériaux hautement réfléchissants tels que le cuivre, l'argent, l'aluminium, etc. refléteront la majeure partie de l'énergie laser, ce qui entraînera de mauvais résultats de coupe ou même des dommages à la machine de découpe elle-même. . En effet, le taux d’absorption de l’énergie laser par les matériaux hautement réfléchissants est très faible et ne peut être réduit en peu de temps. Au lieu de cela, cela provoquera une réflexion et une diffusion sur la surface du matériau, affaiblissant encore davantage l’effet de coupe. Il existe plusieurs façons de surmonter ces problèmes :

Purge de gaz auxiliaire : l'introduction de gaz auxiliaire, tel que l'azote ou l'oxygène, pendant la découpe peut éloigner l'énergie laser réfléchie de la zone de découpe et améliorer l'efficacité de la découpe.
Modifier la longueur d'onde : la sélection d'une source de lumière laser avec une longueur d'onde appropriée peut réduire la réflectivité du laser sur des matériaux hautement réfléchissants. Par exemple, les lasers infrarouges absorbent mieux le cuivre et l’aluminium que les lasers à lumière visible, améliorant ainsi les résultats de découpe.
Traitement de revêtement : le revêtement de matériaux hautement réfléchissants peut réduire leur réflectivité et augmenter le taux d'absorption de l'énergie laser sur le matériau. Cette méthode peut améliorer les résultats de coupe dans certains cas.
Choisissez la puissance et les paramètres appropriés : en fonction des différents matériaux hautement réfléchissants, ajustez les paramètres tels que la puissance du laser, la fréquence d'impulsion et la vitesse de balayage pour obtenir le meilleur effet de coupe.

Matériau transparent

Les machines de découpe laser rencontreront certains défis lors de la découpe de matériaux transparents. Certains matériaux transparents courants incluent le verre, le plexiglas, le polycarbonate, etc. Parce que les matériaux transparents n'absorbent pas l'énergie laser aussi efficacement que le métal ou d'autres matériaux opaques. De plus, la vitesse de propagation du laser dans le verre entraînera également de mauvais résultats de découpe. Comment résoudre les problèmes rencontrés lors de la découpe laser ? Lors du traitement de matériaux transparents, il est généralement nécessaire d'envisager d'autres méthodes de traitement, telles que la découpe mécanique, la découpe au jet d'eau, le pliage à chaud, le perçage laser, etc., pour obtenir l'effet de traitement souhaité.

Matières toxiques

Certains matériaux toxiques tels que le fluorure et le cyanure peuvent produire des gaz toxiques ou des poussières nocives pendant le processus de découpe laser, causant de graves dommages aux opérateurs et à l'environnement. Par conséquent, pour protéger la santé et la sécurité des travailleurs, les machines de découpe laser ne doivent pas être utilisées pour découper de tels matériaux toxiques. Voici quelques stratégies d’adaptation courantes :

Installations de ventilation : installez un système de ventilation efficace dans la zone de découpe pour évacuer rapidement les gaz nocifs générés à l'extérieur et effectuer un traitement de protection de l'environnement.
Utiliser un absorbant : placer un absorbant dans la zone de coupe pour absorber les gaz toxiques et réduire la diffusion des gaz.
Découpe cryogénique : Réduisez la température lors de la découpe et réduisez la quantité de matière organique libérée par la gazéification.
Choisissez des matériaux alternatifs : Choisissez des matériaux qui ne contiennent pas de solvants organiques pour réduire la génération de gaz toxiques lors de la découpe laser.

Pierre

Bien que les machines de découpe laser soient largement utilisées sur les matériaux métalliques et non métalliques, l'effet des machines de découpe laser n'est pas idéal pour les matériaux durs et à haute teneur en minéraux, tels que le marbre, le granit, le grès et d'autres pierres. En effet, la pierre a une conductivité thermique élevée et il est difficile pour l'énergie laser de se concentrer sur la zone de coupe en peu de temps, ce qui rend la coupe difficile et sujette aux fissures et aux surfaces de coupe inégales. Voici quelques solutions possibles :

Optimisation des paramètres de coupe : pour différents matériaux de pierre, les paramètres de la machine de découpe laser peuvent être ajustés, tels que la puissance, la vitesse, la profondeur de mise au point, etc., pour obtenir de meilleurs résultats de coupe. En optimisant continuellement les paramètres, la difficulté de taille des pierres peut être surmontée dans une certaine mesure.
Méthodes de traitement auxiliaires : Pour les pierres difficiles à découper au laser, d'autres méthodes de traitement peuvent être envisagées, telles que la découpe mécanique, la découpe au jet d'eau, etc.
Prétraitement du matériau : avant la découpe laser, la pierre peut être prétraitée, comme un préchauffage, une pré-segmentation, etc., pour réduire la perte d'énergie lors de la découpe et améliorer l'efficacité et la qualité de la découpe.
Sélection des matériaux : Au cours de la phase de planification du projet, des matériaux appropriés peuvent être sélectionnés en fonction des caractéristiques de la pierre pour éviter d'utiliser des pierres qui ne conviennent pas à la découpe laser, réduisant ainsi l'apparition de problèmes de découpe.

Polyéthylène de haute densité

Le polyéthylène haute densité produit facilement du gaz adhésif lors de la découpe laser, ce qui entraîne une augmentation des attaches sur la surface de découpe et affecte la qualité de la découpe. De plus, le PEHD produit également des gaz toxiques lors du processus de découpe, ce qui constitue une menace pour l'environnement et les opérateurs. Voici une explication de la façon de résoudre ces problèmes.

Pour réduire la production de gaz collant :

Optimisez les paramètres de coupe : ajustez les paramètres tels que la puissance du laser, la vitesse de balayage et la distance focale pour réduire l'accumulation de chaleur dans la zone de coupe, réduisant ainsi la génération de gaz adhésif.
Purge de gaz auxiliaire : pendant le processus de découpe, l'introduction de gaz auxiliaire (tel que l'azote) peut aider à éliminer rapidement le gaz généré et à réduire sa rétention dans la zone de découpe.

Pour éviter le dégagement de gaz toxiques :

Installations de ventilation : Installez un équipement de ventilation forcée dans la zone de coupe pour évacuer rapidement les gaz toxiques générés. Utilisez un système de traitement des gaz pour filtrer et traiter les gaz évacués afin de réduire la concentration de gaz.
Mesures de protection individuelle : Les opérateurs doivent porter des équipements de protection appropriés, tels que des respirateurs, des lunettes de protection, etc., pour réduire l'exposition aux gaz toxiques.

Matériaux réactifs

Certains matériaux réagissent avec l'oxygène à des températures élevées et peuvent provoquer des explosions ou des incendies. Par exemple, les composés nitrés, les nitrates et d'autres composés peuvent provoquer des réactions instables en raison des conditions de température élevée lors de la découpe laser et même entraîner de graves conséquences telles que des explosions et des incendies. Les techniques de découpe laser doivent être évitées sur les matériaux contenant des composés nitro. Si le traitement de ces matériaux est nécessaire, d'autres méthodes de traitement non thermique, telles que le traitement chimique ou le traitement mécanique, peuvent être envisagées pour réduire le risque d'explosion.

Composites multicouches

Les matériaux composites multicouches sont généralement constitués de couches de différents matériaux, tels que les composites renforcés de fibres de carbone. En raison des différentes conductivité thermique et propriétés optiques des différents matériaux, le laser est susceptible de produire des effets de coupe instables pendant le processus de découpe, ce qui peut entraîner un pelage, des fissures et d'autres problèmes. Mais il existe encore des moyens de gérer ces limitations :

Optimisation des paramètres de découpe : Ajustez les paramètres de la machine de découpe laser, tels que la puissance du laser, la vitesse de balayage, etc., pour s'adapter aux caractéristiques des différentes couches de matériaux. Grâce à des réglages de paramètres raisonnables, l'effet de coupe peut être amélioré dans une certaine mesure.
Utilisation de gaz auxiliaire : L'utilisation d'un gaz auxiliaire approprié, tel que l'azote, l'oxygène, etc., peut jouer un rôle dans le refroidissement et la purge pendant le processus de découpe, réduisant ainsi la conduction thermique entre les couches de matériau et améliorant ainsi l'effet de découpe.
Sélection de la source laser : pour les matériaux composites multicouches, une source laser d'une longueur d'onde spécifique peut être sélectionnée pour améliorer la capacité d'absorption d'un certain matériau pour une meilleure découpe.
Processus de prétraitement : avant la découpe, d'autres méthodes de prétraitement peuvent être utilisées, telles que le traitement mécanique, le traitement thermique, etc., pour réduire la différence entre les couches de matériau et ainsi améliorer l'effet de la découpe laser.

Précautions de sécurité avec la découpe laser

La technologie de découpe laser a été largement utilisée dans la production industrielle en raison de ses caractéristiques efficaces et de haute précision. Cependant, comme la découpe laser implique des faisceaux laser à haute énergie, si elle n'est pas utilisée correctement, elle peut nuire aux opérateurs et à l'environnement. Voici quelques mesures de prévention de base lors de l’utilisation de machines de découpe laser :

Compatibilité des matériaux

vérifier si le matériau découpé est compatible avec le processus de découpe laser. Certains matériaux peuvent émettre des fumées toxiques ou réagir de manière imprévisible lors de la découpe au laser. Soyez donc conscient des dangers spécifiques associés aux matériaux que vous utilisez.
comprendre les limites des machines de découpe laser en termes d'épaisseur et de type de matériau.

Équipement de protection individuelle (EPI)

Portez toujours des lunettes de sécurité laser conçues pour la longueur d'onde spécifique du laser utilisé. Ces lunettes protègent efficacement les yeux d’une éventuelle exposition au faisceau laser.
Évitez de porter des vêtements amples ou inflammables pour éviter les risques d'incendie. Envisagez de porter des vêtements de protection appropriés (y compris des manches longues et des pantalons) pour protéger la peau des reflets laser ou des étincelles potentiels.
porter des chaussures fermées peut protéger vos pieds des chutes d'objets ou des dangers potentiels.

Formation et certification

Assurez-vous que les opérateurs utilisant des machines de découpe laser sont correctement formés et certifiés pour utiliser l'équipement en toute sécurité. La formation doit couvrir non seulement le fonctionnement de la machine mais également les protocoles de sécurité et les procédures d'urgence.

Ventilation et désenfumage

Le lieu de travail doit maintenir une ventilation adéquate pour éliminer la fumée et les gaz générés pendant le processus de découpe au laser. Utilisez un système d’échappement pour éloigner la fumée de la zone de travail. Suivre les réglementations et directives locales en matière de ventilation et de contrôle des émissions.
assurer un entretien régulier des systèmes d’échappement et des filtres pour éviter l’accumulation de particules potentiellement nocives.

Entretien et contrôle

Inspectez régulièrement la machine de découpe laser pour déceler tout signe d'usure, de dommage ou de dysfonctionnement. Résolvez rapidement tout problème d’entretien ou de réparation pour éviter les accidents.
Gardez la machine de découpe laser propre et retirez tous les débris ou matériaux qui auraient pu s'accumuler dans la zone de travail.

Caractéristiques de sécurité des machines

Je comprends où se trouve le bouton d'arrêt d'urgence sur la machine et comment l'utiliser. Assurez-vous que tous les opérateurs sont formés pour une utilisation en cas d’urgence.
Marquer les zones de découpe laser et les machines avec des panneaux d'avertissement et des étiquettes pour indiquer les dangers potentiels et les mesures de sécurité requises.

Procédures d'urgence

Établissez des procédures d’urgence claires et assurez-vous que tous les opérateurs les connaissent. Cela devrait inclure les mesures à prendre en cas d'incendie, de panne de machine ou de blessure corporelle.
Établissez des procédures d’urgence et des voies d’évacuation claires.
lAffichez les coordonnées et les procédures d’urgence dans un endroit bien en vue.

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