Équipement laser
Les équipements laser se divisent en trois catégories : les machines de marquage laser, les machines de soudage laser et les machines de découpe laser. Les machines de marquage laser comprennent les machines de marquage laser à semi-conducteurs, les machines de marquage laser CO2, les machines de marquage laser à fibre, les machines de marquage laser ultraviolet, etc. ; les machines de soudage laser comprennent actuellement les machines de soudage laser automatiques YAG et les machines de soudage laser automatiques à transmission par fibre optique, etc. ; les machines de découpe laser comprennent les machines de découpe laser YAG et les machines de découpe laser à fibre, etc.
Contenu de base
Il existe de nombreux types demachines de marquage laserSelon leurs propriétés, les lasers peuvent être classés en plusieurs catégories : machines de marquage laser à fibre, laser CO2, laser semi-conducteur, laser ultraviolet et laser vert. Les lasers à fibre, CO2, semi-conducteur et ultraviolet sont utilisés pour le traitement de surface, tandis que les lasers verts servent au marquage intérieur des objets en verre et en cristal, d'où leur appellation de machines de gravure interne. Tous types de matériaux (métaux, bois, matériaux à base d'eau, matériaux ignifuges et matériaux à base de terre) peuvent être traités par marquage laser.
Machine laser YAG
Le laser YAG est un laser à semi-conducteurs émettant à une longueur d'onde de 1,064 µm dans l'infrarouge. Il utilise une lampe au krypton comme source d'énergie (source d'excitation) et un laser Nd:YAG (Nd, un élément des terres rares, et YAG, un grenat d'yttrium et d'aluminium dont la structure cristalline est similaire à celle du rubis) comme milieu générateur de lumière. La source d'excitation émet une lumière incidente de longueur d'onde spécifique, induisant une inversion de population dans le milieu générateur. Cette inversion de population provoque l'émission d'un laser par transition de niveau d'énergie, amplifie l'énergie laser, puis la façonne et la focalise pour former un faisceau laser utilisable.
Machine laser à semi-conducteurs
La machine de marquage laser à pompage semi-conducteur utilise une diode laser semi-conductrice d'une longueur d'onde de 0,808 µm (pompage latéral ou axial) pour exciter le milieu Nd:YAG. Ce dernier génère un grand nombre de particules inversées qui, sous l'action d'un commutateur Q, produisent une impulsion laser géante d'une longueur d'onde de 1,064 µm, offrant ainsi un rendement de conversion électro-optique élevé. Comparée à la machine de marquage laser YAG à pompage par lampe, la machine à pompage laser semi-conducteur présente l'avantage d'une meilleure stabilité, d'une consommation d'énergie réduite et de l'absence de remplacement de lampe, mais son prix est relativement plus élevé.
Machine de marquage laser à fibre
Elle se compose principalement de trois parties : un laser, un scanner galvanométrique et une carte de marquage. Cette machine de marquage utilise un laser à fibre pour produire le faisceau. Elle offre une excellente qualité de faisceau, avec une longueur d'onde centrale de 1064 nm, et une durée de vie d'environ 100 000 heures, supérieure à celle des autres machines de marquage laser. Son rendement de conversion électro-optique dépasse 28 %, ce qui représente un avantage considérable par rapport aux 2 % à 10 % des autres machines de marquage laser. Elle se distingue ainsi par ses performances remarquables en matière d'économie d'énergie et de respect de l'environnement.
Machine de marquage laser CO2
Le laser CO2 est un laser à gaz émettant à une longueur d'onde de 10,64 µm dans l'infrarouge lointain. Il utilise le CO2 gazeux, introduit dans le tube à décharge, comme milieu générateur d'énergie laser. Lorsqu'une haute tension est appliquée aux électrodes, une décharge luminescente se produit dans le tube, provoquant l'émission d'énergie laser par les molécules de gaz. Après amplification, un faisceau laser est formé pour le traitement des matériaux.
Machine de marquage laser ultraviolet
La machine de marquage laser ultraviolet est équipée d'un laser ultraviolet profond, d'un système galvanométrique de balayage haute vitesse importé, etc. Grâce à la taille extrêmement réduite du point focal et à la zone affectée thermiquement négligeable pendant le traitement, elle permet un marquage ultra-fin et le marquage de matériaux spéciaux. C'est le produit de choix pour les clients exigeants en matière de qualité de marquage. La machine de marquage laser ultraviolet se caractérise par un taux de conversion électro-optique élevé, une longue durée de vie du cristal non linéaire, un fonctionnement stable, une grande précision de positionnement, une productivité élevée et une conception modulaire facilitant l'installation et la maintenance. De plus, une table de travail automatique bidimensionnelle peut être ajoutée en option pour réaliser un marquage continu multi-stations ou un marquage grand format.
Machine de marquage au grenat d'yttrium et d'aluminium
Le milieu actif est solide et le laser émet des ondes lumineuses de 1060 nm, proches de l'infrarouge. Il en existe deux types :caractères continus et caractères légersEn modulant l'énergie de sortie, on obtient des faisceaux laser d'intensités variées. Les procédés de marquage comprennent la cokéfaction (marquage foncé), le moussage (marquage clair) et l'ablation (marquage par gravure), offrant une excellente qualité de marquage.
Machine de marquage Excimer
Il peut émettre des ondes lumineuses dans la gamme ultraviolette (100～400 nm), et le milieu actif est composé d'un mélange d'hélium, d'argon, de krypton, de néon et d'halogènes tels que le chlore, le fluor, le brome et l'iode.
Machine de marquage laser vert
La machine de marquage laser vert utilise un pompage latéral, contrairement aux machines à pompage axial pour semi-conducteurs, et présente des avantages significatifs : une émission laser verte de 532 nm, un diamètre de spot focalisé plus petit, une énergie plus concentrée, un rendement de conversion électro-optique élevé et une excellente qualité de faisceau. L'ensemble de la machine bénéficie d'une protection optimale et d'un contrôle de marquage aisé, grâce à une commande par automate programmable (PLC) permettant un démarrage simplifié. Cet équipement est particulièrement adapté à la gravure de surface de produits en verre, tels que les écrans de téléphones portables, les écrans LCD, les dispositifs optiques (lentilles, etc.), les vitres automobiles, etc. Il peut également être utilisé pour le traitement de surface de la plupart des matériaux métalliques et non métalliques, ainsi que pour le traitement de films de revêtement, notamment pour la quincaillerie, la céramique, le verre, l'horlogerie, les ordinateurs, les appareils électroniques, divers instruments, les circuits imprimés, les panneaux de commande, les plaques signalétiques, les panneaux d'affichage, les plastiques, etc. Son rapport qualité-prix est excellent, ce qui explique son prix plus élevé.
La découpe laser consiste à transformer le faisceau laser horizontal émis par la machine en un faisceau vertical descendant grâce à un miroir à réflexion totale de 45°, puis à le focaliser par une lentille en un point focal extrêmement petit. La densité de puissance du laser à ce point atteint 10⁶ à 10⁹ W/cm². La pièce à usiner, au point focal, est irradiée par ce faisceau laser de haute puissance, ce qui génère une température locale supérieure à 10 000 °C et provoque sa vaporisation instantanée. Le métal vaporisé est ensuite évacué par un gaz de coupe auxiliaire, permettant ainsi de découper la pièce en un trou de très petite taille. Grâce au mouvement de la machine-outil à commande numérique (CNC), une multitude de ces petits trous sont reliés entre eux pour former la forme souhaitée. La très haute fréquence de la découpe laser garantit une jonction parfaitement lisse entre les trous, et les pièces découpées présentent une finition de haute qualité.
Le soudage laser utilise des impulsions laser de haute énergie pour chauffer localement des matériaux sur une petite surface. L'énergie du rayonnement laser se diffuse à l'intérieur des matériaux par conduction thermique, les faisant fondre et formant un bain de fusion. Ce procédé de soudage novateur est principalement destiné au soudage de matériaux à parois minces et de pièces de précision. Il permet le soudage par points, bout à bout, par recouvrement, le soudage d'étanchéité, etc., et offre un rapport profondeur/largeur élevé, une faible largeur de cordon, une zone affectée thermiquement réduite, une faible déformation, une vitesse de soudage rapide, un cordon plat et esthétique, ne nécessitant aucun traitement post-soudage ou seulement un traitement simple, une haute qualité de soudure, l'absence de porosités, un contrôle précis, un point lumineux focalisé de petite taille, une grande précision de positionnement et une automatisation aisée.
Maintenance des équipements laser
1. Nettoyez quotidiennement les lentilles et les rails de guidage, et retirez les débris présents sur l'établi. Méthode de nettoyage des lentilles : utilisez de l'éthanol anhydre ou de l'alcool à 98 % comme solution de nettoyage. Imbibez un petit morceau de coton absorbant d'alcool, essuyez délicatement les lentilles dans un sens précis, puis séchez-les avec un coton sec pour leur redonner brillance et transparence. (Remarque : un frottement trop vigoureux risque d'endommager le revêtement des lentilles.)
Méthode de nettoyage des rails de guidage : Commencez par éliminer les taches et les résidus de fabrication présents sur les rails de guidage, puis appliquez une petite quantité d’huile lubrifiante propre sur ces derniers et faites-les bouger afin de répartir uniformément l’huile. (Remarque : N’utilisez pas d’huile lubrifiante épaisse (graisse), car elle favorise l’adhérence des résidus de fabrication et de la poussière sur les rails de guidage, ce qui peut entraîner l’usure et l’endommagement des glissières et des rails eux-mêmes.)
Méthode de nettoyage de l'établi : L'établi peut être en alliage zinc-fer, alvéolaire, à chenilles, à lames, etc. Commencez par nettoyer les résidus de fabrication. Pour l'établi à chenilles, il est nécessaire d'appliquer une petite quantité d'huile antirouille tous les six mois ; ce n'est pas nécessaire pour les autres types d'établi. (Remarque : Ne pas nettoyer l'établi à l'eau, car cela risque de provoquer de la rouille et d'accélérer son oxydation.)
2. Nettoyez régulièrement le ventilateur d'extraction et le tuyau d'évacuation pour les maintenir propres ;
Méthode de nettoyage du ventilateur et du conduit d'évacuation : Lorsque la production de fumée et de poussière est importante, il est nécessaire de nettoyer le ventilateur. Ouvrez le capot extérieur, grattez la poussière accumulée sur les pales et les conduits d'air à l'aide d'un fin copeau de bois, puis soufflez la poussière avec un nettoyeur haute pression. La méthode de nettoyage du conduit d'évacuation est identique à celle du ventilateur.
(Remarque : Aucune eau ne peut pénétrer dans le tuyau d'échappement et celui-ci ne peut être prolongé vers des endroits humides, tels que les égouts.)
3. Nettoyez régulièrement les ailettes de refroidissement du réservoir d'eau ;
Méthode de nettoyage des ailettes de refroidissement : Les ailettes de refroidissement ont pour fonction principale de dissiper la chaleur de l’eau circulant dans le tube laser. Une mauvaise dissipation de la chaleur affecte directement la puissance de sortie du laser ; le nettoyage des ailettes de refroidissement est donc primordial.
Commencez par enlever la poussière des ailettes de refroidissement à l'aide d'une brosse, puis utilisez un pistolet à air comprimé haute pression pour souffler de l'air dans l'entrée d'eau afin de procéder au nettoyage des gaz. Enfin, versez le liquide de nettoyage pour ailettes de refroidissement du climatiseur sur les ailettes pour les nettoyer, rincez à l'eau et séchez avant utilisation.
4. La partie transmission mécanique de l'équipement doit être huilée une fois par mois ;
Règles d'entretien de la partie transmission mécanique de l'équipement : La partie transmission mécanique comprend les roues synchrones, les roulements, les roues optiques, les tiges optiques, etc. Les roulements sont les principaux éléments lubrifiés. Les roues synchrones, les roues optiques et les tiges optiques doivent être protégées contre la corrosion, et les paliers de liaison doivent être lubrifiés avec de l'huile propre une fois par mois.
5. L'eau en circulation doit être remplacée une fois par semaine ;
Règles d'entretien du circuit d'eau : Le circuit d'eau a pour fonction principale de dissiper la chaleur du tube laser, ce qui influe directement sur sa puissance et sa durée de vie. L'eau de circulation doit être pure afin d'éviter la formation de dépôts sur la paroi interne du tube. Dès que l'eau devient trouble, elle doit être remplacée. Le volume d'eau injecté doit idéalement atteindre les 2/3 du réservoir ; si ce volume est inférieur à 1/3, il est impératif de compléter le niveau, sous peine de voir le tube laser éclater.
6. Pour les nouveaux équipements laser, la puissance de sortie du laser doit être contrôlée en dessous de 80 % ;
7. Pour prolonger la durée de vie du tube laser, il est recommandé de le laisser reposer pendant environ 10 minutes après 5 heures de fonctionnement continu avant de le remettre en marche.
8. Maintenance du tube laser : Pour les équipements laser neufs, la puissance de sortie doit être maintenue en dessous de 80 %, car le tube est encore presque plein de gaz. Un traitement à haute puissance risque d’entraîner une consommation rapide de gaz et de réduire sa durée de vie. Après 5 heures de fonctionnement continu, une pause d’environ 10 minutes est recommandée afin d’éviter une élévation de température du tube, source d’instabilité et de perte de puissance.
Date de publication : 27 février 2026
