Défis liés au traitement laser et au refroidissement laser des matériaux à haute réflectivité

L'industrie du laser progresse rapidement, notamment dans les secteurs de la production à grande échelle tels que l'automobile, l'électronique, la mécanique, l'aéronautique et la sidérurgie. Ces industries ont adopté la technologie de traitement laser comme une alternative moderne aux méthodes de traitement traditionnelles, entrant ainsi dans l'ère de la « fabrication laser ».

Cependant, le traitement laser des matériaux à haute réflectivité, notamment la découpe et le soudage, demeure un défi majeur. Cette préoccupation est partagée par la plupart des utilisateurs d'équipements laser qui se demandent : l'équipement laser acquis peut-il traiter les matériaux à haute réflectivité ? Le traitement laser de ces matériaux nécessite-t-il un système de refroidissement laser ?

Lors du traitement de matériaux hautement réfléchissants, un rayonnement laser de retour excessif à l'intérieur du laser peut endommager la tête de découpe ou de soudage ainsi que le laser lui-même. Ce risque est plus marqué pour les lasers à fibre haute puissance, car la puissance du rayonnement de retour est nettement supérieure à celle des lasers basse puissance. La découpe de matériaux hautement réfléchissants présente également un risque pour le laser : si le matériau n'est pas entièrement perforé, le rayonnement de retour de forte puissance pénètre à l'intérieur du laser et peut l'endommager.

Qu'est-ce qu'un matériau hautement réfléchissant ?

Les matériaux à haute réflectivité présentent un faible taux d'absorption au voisinage du laser grâce à leur faible résistivité et à leur surface relativement lisse. On peut déterminer la haute réflectivité d'un matériau en fonction des quatre critères suivants :

1. Détermination par la longueur d'onde d'émission du laser

Différents matériaux présentent des taux d'absorption variables pour les lasers de longueurs d'onde différentes. Certains peuvent avoir une réflectivité élevée, tandis que d'autres peuvent ne pas l'avoir.

2. À en juger par la structure de surface

Plus la surface d'un matériau est lisse, plus son taux d'absorption laser est faible. Même l'acier inoxydable peut être très réfléchissant s'il est suffisamment lisse.

3. Évaluation par résistivité

Les matériaux à faible résistivité présentent généralement des taux d'absorption laser plus faibles, ce qui entraîne une forte réflexion. Inversement, les matériaux à résistivité élevée présentent des taux d'absorption plus élevés.

4. Juger d'après l'état de surface

La différence de température de surface d'un matériau, qu'il soit à l'état solide ou liquide, influe sur son taux d'absorption laser. En général, les températures élevées ou l'état liquide entraînent des taux d'absorption laser plus importants, tandis que les basses températures ou l'état solide présentent des taux d'absorption laser plus faibles.

Comment résoudre le problème du traitement laser des matériaux à haute réflectivité ?

Face à ce problème, chaque fabricant d'équipements laser propose des solutions adaptées. Par exemple, Raycus Laser a conçu un système de protection à quatre niveaux contre la lumière à haute réflexion afin de résoudre le problème du traitement laser des matériaux à haute réflectivité. Parallèlement, diverses fonctions de surveillance de la lumière réfléchie ont été ajoutées pour assurer une protection en temps réel du laser en cas d'anomalie de traitement.

Refroidisseur laser est nécessaire pour assurer la stabilité du flux laser.

La stabilité du rendement du laser est essentielle pour garantir une efficacité de traitement laser et un rendement de production élevés. Le laser étant sensible à la température, un contrôle précis de celle-ci est également indispensable. Les refroidisseurs laser TEYU offrent une précision de température jusqu'à ±0,1 °C, un contrôle stable de la température, un double mode de contrôle (circuit haute température pour le refroidissement des optiques et circuit basse température pour le refroidissement du laser), ainsi que diverses fonctions d'alarme pour une protection optimale des équipements de traitement laser, notamment pour les matériaux à haute réflectivité.