Les alliages d'aluminium sont largement utilisés dans les industries des semi-conducteurs et de la microélectronique en raison de leurs bonnes propriétés physico-chimiques et de leurs excellentes propriétés mécaniques. Avec l'évolution des produits industriels modernes vers des matériaux à haute résistance, légèreté et haute performance, les méthodes de découpe laser des alliages d'aluminium évoluent également vers plus de précision, d'efficacité et de flexibilité. La découpe laser présente les avantages suivants : fente de coupe étroite, zone affectée thermiquement réduite, rendement élevé et absence de contraintes mécaniques sur les bords de coupe. Elle est devenue une méthode incontournable pour l'usinage de précision des alliages d'aluminium.
La découpe laser des alliages d'aluminium utilise généralement une tête de découpe et un gaz auxiliaire. Son principe de fonctionnement est le suivant : le laser focalise le faisceau à l'intérieur de l'alliage d'aluminium, la gazéification à haute énergie fait fondre l'alliage, et le gaz auxiliaire à haute pression expulse le matériau fondu.
Cette méthode de découpe utilise principalement deux lasers de longueurs d'onde respectives d'environ 10 640 nm et 1 064 nm, appartenant toutes deux au domaine infrarouge. Pour la découpe de précision de tôles en alliage d'aluminium, avec une précision dimensionnelle de l'ordre du micron, la grande taille du faisceau et de la zone affectée thermiquement favorise l'apparition de scories et de microfissures sur le bord de coupe, ce qui nuit à la précision et à la qualité de la découpe.
Le système et le procédé de découpe laser d'alliage d'aluminium décrits ici permettent une découpe sans contact de la pièce grâce à l'utilisation d'une largeur d'impulsion et d'une longueur d'onde plus courtes du faisceau laser. Ceci évite les pertes dues aux contraintes de contact inhérentes aux méthodes de découpe mécanique, ainsi que les problèmes de microfissures et de scories causés par le traitement thermique. Un dispositif spécifique fixe la pièce à découper horizontalement, en maintenant la fente en l'air. La zone de découpe est soutenue par l'arrière, évitant ainsi toute chute pendant la découpe et les contraintes susceptibles de nuire à la qualité de la coupe. Un système de refroidissement par circulation d'eau dans un réservoir refroidit la pièce, réduisant l'impact de la chaleur sur les matériaux environnants et améliorant la qualité de la découpe. La combinaison de plusieurs passes de découpe permet d'élargir la largeur du cordon de coupe et d'optimiser ainsi l'efficacité du processus.
Les modes de réalisation décrits ci-dessus sont des exemples préférés, mais leur mise en œuvre n'est pas limitée. Toute autre modification, substitution, combinaison ou simplification qui ne s'écarte pas de l'esprit et des principes doit être effectuée comme suit. Toutes les méthodes de remplacement efficaces sont incluses dans le champ d'application de la protection des procédés de découpe laser des alliages d'aluminium.
Date de publication : 23 mai 2024
