La différence entre un laser CO₂ et un laser à fibre 

Presque toutes les machines de découpe laser de nos halls de production sont équipées d'un laser à fibre. Seules quelques-unes sont encore équipées d'un laser CO₂. Pourquoi cette répartition ? Nous pouvons mieux l'expliquer en répondant à ces questions :

1. Qu'est-ce qu'un laser CO₂ ?

2. Qu’est-ce qu’un laser à fibre ?

3. Laser CO₂ ou laser à fibre : quelle est la différence ?

1. Qu'est-ce qu'un laser CO₂ ? 

Un laser CO₂ est un type de laser à gaz dans lequel un puissant faisceau laser infrarouge est généré à l'aide d'un mélange gazeux.

Voici comment cela fonctionne :

Un tube contient un mélange gazeux composé de dioxyde de carbone (CO₂), d'azote et d'hélium. Une tension électrique génère de l'énergie dans les molécules d'azote, qui la transmettent aux molécules de CO₂. Celles-ci émettent alors de la lumière, qui est concentrée en un faisceau. Ce faisceau est ensuite dirigé de manière ciblée vers le matériau à l'aide de miroirs et d'une lentille. L'hélium dissipe l'énergie et maintient la stabilité du laser. Grâce à la chaleur, il peut découper ou graver des matériaux.

Le rayon laser a une longueur d'onde de 10,6 µm et fait partie du spectre infrarouge.

2.  Qu'est-ce qu'un laser à fibre ? 

Un laser à fibre est un laser à état solide (également appelé laser à solide). Un faisceau laser est créé à l'aide d'une fibre optique, amplifiée par des métaux des terres rares tels que l'ytterbium.

Voici comment cela se passe :

Dans la source de pompage, une diode laser génère de la lumière (pas encore de lumière laser !). Cette lumière est injectée dans un câble à fibre optique. Cette fibre est dopée avec le métal rare ytterbium (Yb). Les ions ytterbium absorbent la lumière et la réémettent. Cette fois-ci, elle est plus intense. Des miroirs sont placés aux extrémités de la fibre, ce qui fait que la lumière est réfléchie d'avant en arrière. Et à chaque réflexion, la lumière devient plus intense. Dès que la lumière est suffisamment intense, elle est acheminée vers la tête de coupe via un câble courbé. La lentille de la tête de coupe la capte, la concentre et crée un faisceau laser focalisé.

Ce faisceau laser a une longueur d’onde de 1,06 µm. Tout comme un laser CO₂, il s’agit également de lumière infrarouge.

3.  Laser CO₂ contre laser à fibre : quelle est la différence ? 

Il est clair que le fonctionnement d'un laser CO₂ diffère de celui d'un laser à fibre. Il en résulte également un certain nombre de différences en matière de source lumineuse, de longueur d'onde, d'application et d'efficacité. Le tableau ci-dessous le montre clairement :

À la fin des années 1970, les lasers à CO₂ étaient la méthode de référence pour la découpe laser des métaux. Mais ces lasers nécessitent beaucoup d'entretien, ont une consommation d'énergie élevée, une vitesse de découpe relativement faible et ont du mal à traiter les surfaces fortement réfléchissantes, notamment celles de l'aluminium et du cuivre.

Avec l’arrivée des lasers à fibre à la fin des années 1990, une alternative est apparue, capable de surmonter ces limites. Le laser à fibre s’est finalement imposé comme une technologie de pointe qui constitue aujourd'hui la norme pour de nombreux professionnels de l'usinage des métaux.

Certes, pour les métaux plus épais (à partir de 5 mm) et les lignes parfaitement droites, les lasers CO₂ produisent des bords de coupe plus nets que les lasers à fibre. Cependant, les avantages offerts par les lasers à fibre en termes de précision, de réduction des coûts et d'efficacité sont généralement plus intéressants pour les grandes entreprises de production telles que 247TailorSteel.

Les lasers CO₂ sont donc toujours utilisés pour la découpe laser des métaux. Mais ils sont surtout utilisés pour la découpe laser de matériaux non métalliques (tels que le bois, l'acrylique, le textile et le verre). Les lasers à fibre sont en effet moins adaptés à ces matériaux en raison de leur courte longueur d'onde de 1,06 µm.

Des questions sur les lasers CO₂ et à fibre optique ? 

Vous avez encore des questions à ce sujet ? N'hésitez pas à nous contacter.

Cet article a été rédigé en collaboration avec TRUMPF.
Source de l'image principale : TRUMPF Group