Grâce à ses excellentes propriétés physico-chimiques et mécaniques, l'alliage d'aluminium est largement utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs, la microélectronique et d'autres domaines. Avec l'évolution des produits industriels modernes vers des solutions à haute résistance, légèreté et hautes performances, la découpe laser des alliages d'aluminium se développe également vers une précision, une efficacité et une flexibilité accrues. La découpe laser présente l'avantage d'une fente étroite, d'une zone affectée thermiquement réduite, d'une grande efficacité et de l'absence de contraintes mécaniques, ce qui en fait une méthode incontournable pour l'usinage de précision des alliages d'aluminium.
La découpe laser des alliages d'aluminium repose généralement sur la méthode de la tête de découpe et du gaz auxiliaire. Le laser focalise le faisceau à l'intérieur de l'alliage, la gazéification à haute énergie le fait fondre, puis le flux de gaz auxiliaire à haute pression évacue le matériau fondu. Cette méthode utilise principalement deux types de lasers, d'une longueur d'onde d'environ 10 640 nm et 1064 nm, appartenant toutes deux à la gamme des infrarouges. Lors de la découpe de précision de tôles d'alliage d'aluminium, avec une précision dimensionnelle de l'ordre du micron, la grande taille du point focal et de la zone affectée thermiquement favorise la formation de scories et de microfissures en bordure de coupe, ce qui nuit à la précision et à la qualité de la découpe.
Le système et la méthode de découpe laser d'alliage d'aluminium présentés dans cet exemple permettent de découper la pièce sans contact grâce à l'utilisation d'une impulsion laser de faible largeur et d'une longueur d'onde plus courte. Ceci évite les pertes dues aux contraintes de contact inhérentes aux méthodes mécaniques, ainsi que les problèmes de microfissures et de scories résiduelles causés par la chaleur générée lors de la découpe. La pièce à découper est fixée horizontalement à l'aide d'un dispositif spécifique, et la zone de découpe est soutenue par l'arrière tandis que la fente est maintenue en suspension, évitant ainsi toute détérioration du tranchant due aux contraintes de chute pendant la découpe. Un système de refroidissement par eau circulant dans un réservoir assure le refroidissement des pièces à découper, réduisant ainsi l'influence de la chaleur sur les matériaux environnants et améliorant la qualité de la découpe. La combinaison de plusieurs passes de découpe permet d'augmenter la largeur de la fente et d'accroître l'efficacité de la découpe.
Les exemples décrits ci-dessus constituent des modes de réalisation privilégiés, mais ne sont pas limitatifs. Toute autre modification, substitution, combinaison ou simplification, réalisée dans le respect de l'esprit et des principes des modes de réalisation décrits, est considérée comme un mode de remplacement équivalent et relève du champ d'application de la protection du procédé de découpe laser des alliages d'aluminium.
Date de publication : 25 mars 2023
