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Industrie · Découpe au laser

Découpe au laser. Gaz de découpe, air de la machine et sa qualité.

Selon TRUMPF, une découpeuse laser injecte un gaz dans la rainure de coupe : de l'oxygène à une pression pouvant atteindre 6 bars pour la découpe à la flamme, de l'azote ou de l'argon à une pression comprise entre 2 et 20 bars pour la découpe par fusion, et de l'air comprimé pour les tôles fines. Le constructeur de machines définit également la qualité de l'air comprimé, selon une classe de la norme ISO 8573-1. Ultra Controlo fournit les équipements recommandés par le manuel d'un constructeur pour cet air : un sécheur frigorifique, un filtre à charbon actif et un compresseur à vis sans huile de la marque partenaire Gardner Denver.

Tête de découpe laser découpant de la tôle, avec des étincelles
01
2 à 20bars
L'azote ou l'argon dans la découpe par fusion, selon TRUMPF
02
6bars
L'oxygène dans l'oxycoupage, jusqu'à, selon TRUMPF
03
3mm
Épaisseur maximale de la tôle pour la découpe à l'air comprimé, selon TRUMPF
04
+3°C
Point de rosée sous pression de l'air pour une machine TRUMPF
Où vont le gaz et l'air ?

Six fonctions pour le gaz et l'air sur une découpeuse laser.

Ces applications sont décrites dans les pages consacrées aux procédés de découpe laser de TRUMPF, dans son catalogue, ainsi que dans une liste de contrôle préalable à l'installation fournie par le fabricant de machines laser Mazak Optonics.

Découpe au chalumeau

Apport d'oxygène dans la rainure de coupe

L'oxygène sert de gaz de découpe ; il est injecté à une pression pouvant atteindre 6 bars. Sa réaction avec le métal libère jusqu'à cinq fois l'énergie du laser et renforce l'action du faisceau.

Découpe par fusion

Azote ou argon

Un gaz inerte sous une pression comprise entre 2 et 20 bars expulse la matière en fusion hors de la rainure et protège le bord de coupe de l'air, ce qui permet d'obtenir des bords exempts d'oxyde.

Découpe à l'air comprimé

L'air comme gaz de découpe

Sur les tôles fines, l'air comprimé peut être utilisé en plus de l'oxygène et de l'azote ; selon TRUMPF, cela augmente la rugosité de surface, réduit la qualité de coupe et fonctionne jusqu'à 3 mm.

Optique

Nettoyage de la vitre de protection

Les machines Mazak Optonics utilisent systématiquement de l'air comprimé pour nettoyer la vitre de protection ; le fabricant précise qu'une mauvaise qualité de l'air peut contaminer les optiques laser.

Fonctions de la machine

Entretien des systèmes pneumatiques et des chalumeaux

Selon Mazak Optonics, l'air comprimé est nécessaire au bon fonctionnement de certaines fonctions essentielles de la machine, notamment l'entretien de la torche et les processus pneumatiques.

Extraction

Le dépoussiéreur

Le dépoussiéreur est également raccordé au réseau d'air comprimé ; Mazak Optonics prescrit pour celui-ci la norme ISO 8573-1:2001, classe 4.4.4.

Sources : TRUMPF, pages consacrées aux procédés de découpe au laser (découpe à la flamme, découpe par fusion) et catalogue des améliorations apportées aux produits TruServices (découpe à l'air comprimé) ; Mazak Optonics, « Liste de contrôle avant installation », 6 décembre 2021.

Qualité de l'air au niveau de la machine

Ce que deux constructeurs attendent de l'air.

C'est le constructeur de la machine qui définit la qualité de l'air. Voici deux exemples publiés, tous deux classés selon la norme ISO 8573-1:2001, dans l'ordre suivant : particules, humidité, huile.

TRUMPF TruLaser 2030 fiber

Les classes 7, 4 et 4

Sans poussière jusqu'à la classe 7 (particules jusqu'à 40 µm, 10 mg/m³), sans condensats jusqu'à la classe 4 (refroidi jusqu'à un point de rosée sous pression de +3 °C, avec un sécheur à froid) et sans huile jusqu'à la classe 4 (5 mg/m³ maximum), provenant d'un compresseur à vis sans huile équipé d'un filtre à charbon actif.

Source : TRUMPF, manuel de pré-installation du TruLaser 2030 fiber, tableau 2-21.

Mazak Optonics

Classe 2.2.1 pour le laser

Mazak Optonics précise que le laser est conforme à la norme ISO 8573-1:2001, classe 2.2.1, et que le dépoussiéreur est conforme à la classe 4.4.4, et indique qu'un préfiltre à air est indispensable pour respecter ces normes de qualité de l'air.

Source : Mazak Optonics, Liste de contrôle préalable à l'installation (2021).

Tuyauterie

50 m au maximum

TRUMPF installe le compresseur à une distance maximale de 50 m de la machine et limite la longueur de la boucle de distribution à 50 m, car de l'eau de condensation peut se former sur des distances plus longues.

Source : TRUMPF, manuel de pré-installation du TruLaser 2030 fiber, tableaux 2-20 et 2-21.

L'ordre « particules, humidité, huile » correspond à celui indiqué dans le tableau TRUMPF et dans la liste de contrôle Mazak. Le manuel de la machine concernée définit les exigences.

Coupure de l'alimentation en gaz

Chiffres relatifs à la consommation de gaz et d'air d'une machine.

Le manuel de pré-installation de la TRUMPF TruLaser 2030 fiber indique ces valeurs de pureté et de pression. Ces valeurs peuvent varier selon les machines et les fabricants.

Source : TRUMPF, manuel de pré-installation du TruLaser 2030 fiber (B1034en, version 3), section 3.1 et tableaux 2-7, 2-19 et 2-21. Les débits sont exprimés en volumes aux conditions normales, avec un temps de fonctionnement de 100 %.
GazPureté ou classeAu niveau de la buse (exemple)Au niveau du raccordement de la machine
Oxygène, pression standard3,5 (99,95 % en volume)6 bars, buse de 1,7 mm, 10 m³/hau moins 8 bars
Oxygène, haute pression3,5 (99,95 % en volume)12 bars, buse de 1,7 mm, 20 m³/hau moins 15 bars
Azote, haute pression5,0 (99,999 % en volume) recommandé ; 4,0 (99,99 %) dans des cas exceptionnels20 bars, buse de 2,7 mm, 90 m³/hau moins 27 bars
Air comprimé (en option)ISO 8573-1:2001, classes 7, 4, 4Une buse de 2,7 mm nécessite une pression d'au moins 7,5 bars dans le réseauRéseau de 7 à 12 bars ; environ 40 m³/h en découpe à l'air comprimé

Un seul fournisseur. Fabriqué et entretenu au Portugal.

Ultra Controlo est un fabricant portugais de systèmes d'air comprimé, de vide et de gaz techniques, fort de 40 ans d'expérience. Nous concevons, assemblons et testons nos propres compresseurs, sécheurs et colonnes à charbon au Portugal, et assurons la distribution et le service après-vente de cinq marques partenaires.

Nos propres gammes

ULTRASCREW compresseurs, sécheurs ULTRASEC et ULTRADRY, et tours à charbon actif ULTRAK.

Cinq marques partenaires

Gardner Denver, Elmo Rietschle, Thomas, Speck Pumpen (Circutec) et Speck Triplex.

UltraCare, 24 h/24, 7 j/7

Maintenance préventive et corrective, pièces de rechange d'origine et assistance d'urgence, assurées par notre propre équipe.

Source : Catalogue « Industrial 2026 » d'Ultra Controlo , pp. 3, 10, 16, 17 et 22.

Questions

Découpe au laser : questions et réponses.

Quels gaz sont utilisés pour la découpe au laser ?

TRUMPF précise que l'oxygène utilisé pour l'oxycoupage est injecté dans la rainure à une pression pouvant atteindre 6 bars, que l'azote ou l'argon sont utilisés pour la découpe par fusion à une pression comprise entre 2 et 20 bars, et que l'azote, l'argon ou l'hélium sont utilisés pour la découpe par sublimation. Certaines machines peuvent également découper à l'air comprimé.

Un laser peut-il découper à l'aide d'air comprimé ?

Oui, sur des matériaux fins. TRUMPF précise que l'air comprimé peut être utilisé comme gaz de découpe en plus de l'oxygène et de l'azote, qu'il augmente la rugosité de surface et réduit la qualité de coupe, et qu'il fonctionne jusqu'à une épaisseur de tôle de 3 mm, en fonction de la puissance du laser et du matériau.

Quelle qualité d'air comprimé faut-il pour une découpeuse laser ?

C'est le constructeur de la machine qui le définit. Le manuel de la TruLaser 2030 fiber de TRUMPF préconise les classes 7, 4 et 4 de la norme ISO 8573-1:2001, avec un point de rosée sous pression de +3 °C et une teneur en huile maximale de 5 mg/m³ ; Mazak Optonics spécifie la classe 2.2.1 pour ses lasers.

Quel est le degré de pureté de l'azote requis pour la découpe au laser ?

Pour obtenir des résultats de découpe optimaux et garantir la stabilité du processus, TRUMPF recommande d'utiliser de l'azote de pureté 5,0 (99,999 % en volume) pour sa machine TruLaser 2030 fiber. L'entreprise précise qu'il est possible d'utiliser de l'azote de pureté 4,0 (99,99 %) dans des cas exceptionnels, mais que cela peut nuire à la qualité de la découpe.

Ultra Controlo , fournit-elle du matériel destiné à la découpe au laser de l'air ?

Le catalogue « Ultra Controlo » présente les sécheurs frigorifiques ULTRASEC avec un point de rosée stable à +3 °C, les tours à charbon actif ULTRAK ainsi que, de la marque partenaire Gardner Denver, des compresseurs à vis sans huile : il s’agit des équipements recommandés par le manuel TRUMPF pour son air comprimé.

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