Comment prévenir la déformation due à la chaleur lors de l'usinage laser

L'usinage laser de matériaux hautement réfléchissants, tels que le cuivre, l'or et l'aluminium, présente des défis uniques en raison de leur forte conductivité thermique. La chaleur se disperse rapidement dans le matériau, élargissant la zone affectée thermiquement (ZAT), altérant les propriétés mécaniques et provoquant souvent des bavures sur les bords et des déformations thermiques. Ces problèmes peuvent compromettre la précision et la qualité globale du produit. Cependant, plusieurs stratégies permettent d'atténuer efficacement ces problèmes thermiques.

1. Optimiser les paramètres laser

L'adoption de lasers à impulsions courtes, tels que les lasers picosecondes ou femtosecondes, permet de réduire considérablement l'impact thermique. Ces impulsions ultracourtes agissent comme des scalpels de précision, délivrant de l'énergie en rafales concentrées qui limitent la diffusion de chaleur. Cependant, déterminer la combinaison idéale entre puissance laser et vitesse de balayage nécessite des expérimentations approfondies. Une puissance excessive ou un balayage lent peuvent néanmoins entraîner une accumulation de chaleur. Un étalonnage précis des paramètres assure un meilleur contrôle du processus et réduit les effets thermiques indésirables.

2. Appliquer les techniques de soutien

Refroidissement local : L'utilisation de refroidisseurs laser industriels pour le refroidissement localisé permet de dissiper rapidement la chaleur superficielle et de limiter la propagation de la chaleur. Le refroidissement par air offre une solution plus douce et sans contamination, notamment pour les matériaux délicats.

Traitement en chambre scellée : la réalisation d'un usinage laser de haute précision dans des environnements sous vide ou sous gaz inerte dans une chambre scellée réduit la conduction thermique et empêche l'oxydation, stabilisant ainsi davantage le processus.

Traitement de pré-refroidissement : L'abaissement de la température initiale du matériau avant usinage permet d'absorber une partie de l'apport de chaleur sans dépasser les seuils de déformation thermique. Cette technique minimise la diffusion de chaleur et améliore la précision d'usinage.

En combinant l'optimisation des paramètres laser à des stratégies avancées de refroidissement et de traitement, les fabricants peuvent réduire efficacement la déformation thermique des matériaux hautement réfléchissants. Ces mesures améliorent non seulement la qualité du traitement laser, mais aussi la longévité des équipements et la fiabilité de la production.