Technologie Du Laser À Fibre : Comment Fonctionnent Les Graveurs Laser À Fibre

Les graveurs laser à fibre focalisent un faisceau de lumière à travers un câble à fibre optique afin de réaliser des marquages permanents sur les métaux et certains plastiques. Découvrez tout ce que vous devez savoir sur la technologie et les machines laser à fibre ici !

Qu’est-ce qu’un graveur laser à fibre ?

Les graveurs laser à fibre sont utilisés pour réaliser des marquages permanents sur les métaux et certains plastiques. Pendant le processus de gravure, un faisceau de lumière focalisé est envoyé à travers un câble à fibre optique et utilisé pour marquer la surface du matériau. La surface absorbe le laser, fond et se décolore. Les graveurs laser à fibre sont également appelés machines de marquage laser à fibre. Ils sont largement utilisés par les artisans et les fabricants pour créer des designs sur mesure et des articles personnalisés, et pour marquer des pièces de produits à des fins d’identification et de traçabilité.

À quoi servent les marqueurs à fibre ?

Les lasers à fibre optique sont des machines de précision utilisées pour le marquage, le nettoyage et la texturation, entre autres tâches. Les machines de marquage laser à fibre sont utilisées dans tous les secteurs, notamment l’aéronautique, le dentaire, le médical, l’automobile, la joaillerie, le scientifique et les capteurs. Le câble souple en fibre optique permet une précision extrême et des vitesses de travail élevées.

Les fabricants utilisent souvent des marqueurs laser à fibre pour identifier des produits — comme des pièces automobiles ou des dispositifs médicaux — afin qu’ils puissent être facilement tracés. Cependant, les artisans et les petites entreprises utilisent aussi des marqueurs laser à fibre pour créer des produits uniques. Des cadeaux de mariage aux articles promotionnels, un graveur laser à fibre peut être utilisé pour réaliser des objets personnalisés et des créations artistiques à partir d’une large gamme de matériaux différents.

Bien que la technologie du laser à fibre soit extrêmement polyvalente, il est important de faire la différence entre un graveur laser à fibre et une découpeuse laser à fibre. Les découpeuses laser à fibre sont bien plus puissantes que les graveurs laser à fibre, car elles disposent d’une source laser plus intense et plus focalisée. Un graveur laser à fibre produit une longueur d’onde comprise entre 800 et 2,200 nm, tandis qu’une machine de découpe laser à fibre fonctionne à une longueur d’onde entre 9,000 et 11,000 nm. S’il est possible de couper le métal avec un marqueur laser à fibre, il vous faudrait une source laser d’environ 2,000 watts. Une machine laser à fibre DIY standard a une puissance de 20 à 50 watts.

Comment fonctionne un laser à fibre ? Qu’est-ce que la technologie du laser à fibre ?

Tous les lasers ont trois composants principaux — une source d’énergie, un milieu laser et un résonateur optique. La source d’énergie, ou source de pompage, est l’endroit d’où le laser tire son énergie. Le milieu laser, aussi appelé milieu amplificateur (gain medium), détermine la longueur d’onde du laser. De nombreux milieux laser différents peuvent servir de base à un laser. Le résonateur optique, ou cavité optique, réfléchit la lumière afin qu’elle soit réinjectée dans le système.

Un laser à fibre utilise une source laser nécessitant peu d’entretien pour générer un faisceau laser qui traverse un câble à fibre optique « dopée » jusqu’à la tête du faisceau. Un câble à fibre optique dopée contient des ions d’éléments de terres rares tels que l’ytterbium. Ces éléments augmentent l’efficacité et les performances de la fibre. La tête du faisceau contient un expanseur de faisceau et une lentille. C’est la partie qui effectue réellement le marquage.

Les machines de marquage laser exposent les matériaux à un faisceau de faible puissance. Cela n’affecte pas les propriétés des matériaux, mais utilise plutôt un procédé appelé coloration laser à la surface pour créer des marquages à fort contraste. À l’aide de logiciels comme EzCad, les marqueurs laser à fibre peuvent créer du texte, des images ou des motifs élaborés à partir de vos conceptions

Comment fonctionnent les sources laser à fibre

La source d’un faisceau laser dans une machine laser à fibre est la source de pompage. La source de pompage se compose de diodes laser qui convertissent l’électricité en lumière. Les diodes contiennent deux semi-conducteurs aux charges électriques opposées. Lorsque ces charges opposées se rencontrent, elles libèrent un électron libre qui émet ensuite un photon. Ces photons s’accumulent à mesure que l’électricité circule dans les diodes. Les photons sont ensuite injectés dans le câble à fibre optique dopée qui génère le faisceau laser.

Le système d’entraînement galvanométrique

Il existe plusieurs méthodes pour diriger le faisceau laser une fois qu’il est créé par la source laser. Alors que les machines laser à plateau utilisent des courroies motorisées pour diriger le faisceau laser avec des miroirs fixes, le galvanométrique système d’entraînement utilise des miroirs à grande vitesse, entraînés par des moteurs, pour diriger le faisceau à travers ses lentilles. Comme il n’y a pas de courroies et que les seules pièces mobiles sont les miroirs, le faisceau laser peut se déplacer à grande vitesse de manière facilement répétable. Avec les machines galvanométriques, vous pouvez obtenir des résultats de marquage de haute qualité avec des temps de cycle courts tout en occupant moins d’espace de production.

Lentilles de scan F-thêta pour laser à fibre

Le faisceau laser créé avec un système d’entraînement galvanométrique se déplace en une ou deux dimensions. Avec une lentille traditionnelle, le point focal du faisceau change à mesure que le faisceau s’éloigne de l’axe optique. Ce changement de point focal peut entraîner des défauts sur vos projets. Les lentilles F-thêta corrigent ce problème en focalisant le faisceau laser sur un plan image sans distorsion.

Les lentilles F-thêta sont souvent utilisées dans des systèmes de scan galvanométriques composés de deux miroirs. Un miroir contrôle la déviation du faisceau dans une direction et l’autre contrôle la direction du faisceau dans la direction perpendiculaire. La lentille F-thêta focalise ensuite le laser avec précision sur la surface plane.

Précision de l’autofocus

Les modèles plus récents de marqueurs à fibre peuvent inclure une fonction d’autofocus, permettant aux utilisateurs d’atteindre la distance focale idéale sur une variété de matériaux en appuyant sur un bouton. Les nouveaux OMTech Autofocus Fiber Laser Markers facilitent la mise au point de vos projets, offrant praticité et mise au point instantanée.

Lasers à fibre vs. lasers CO2

Les lasers CO2 et les lasers à fibre donnent les meilleurs résultats sur des matériaux différents et d’épaisseurs différentes. La principale différence entre les deux réside dans la façon dont ils créent et transmettent les faisceaux laser. Les lasers CO2 fonctionnent en utilisant du gaz CO2 pour scinder des ions de particules lumineuses. Ces particules entrent en collision les unes avec les autres, se scindant encore davantage. Une paire de lentilles reflète et refocalise ensuite la lumière le long d’un « beam delivery system » jusqu’à la tête de découpe. Lorsque la lumière atteint la tête de découpe, elle est refocalisée et émise pour marquer ou découper. La lumière émise par un laser CO2 a une longueur d’onde plus longue que la lumière émise par un laser à fibre.

Les lasers CO2 existent depuis plus longtemps que les lasers à fibre — depuis plus de 30 ans — mais les lasers à fibre rattrapent rapidement leur fréquence d’utilisation. Un avantage des lasers à fibre par rapport aux lasers CO2 est leur coût. Les lasers à fibre sont plus efficaces et coûtent moins cher à exploiter. Ils sont également plus faciles à entretenir, ce qui en fait une option attrayante pour les petites entreprises et les artisans. Les lasers CO2 donnent de meilleurs résultats sur des matériaux plus épais. Les lasers à fibre, en revanche, ont un net avantage sur les matériaux plus fins et fonctionnent beaucoup plus rapidement.

Un laser à fibre est-il meilleur qu’un laser CO2 ?

Les lasers à fibre sont plus performants que les lasers CO2 pour certaines tâches. Ils produisent un faisceau laser plus concentré, ce qui les rend parfaits pour les travaux nécessitant des marquages précis et à fort contraste. Les lasers à fibre sont beaucoup plus rapides que les lasers CO2 et causent moins de dommages au matériau environnant car ils n’affectent que la couche de surface. Ils prennent également moins de place.

Les lasers CO2, quant à eux, peuvent être utilisés sur une plus grande variété de matériaux, notamment le verre, le plastique, le cuir, le bois et la pierre, entre autres. Les lasers CO2 donnent aussi de meilleurs résultats sur des matériaux plus épais. Cependant, vous devez être prudent lorsque vous utilisez des lasers CO2 sur des métaux très réfléchissants, car le laser pourrait être réfléchi vers la machine, ce qui pourrait l’endommager.

En fin de compte, le choix entre un laser à fibre et un laser CO2 dépendra de plusieurs facteurs, notamment :

• Le type de matériau que vous gravez
• L’épaisseur du matériau que vous découpez
• Le volume de marquage que vous réaliserez

Si vous travaillez principalement avec des métaux, des plastiques durs ou de la pierre, une machine laser à fibre peut être un meilleur choix. Si vous travaillez avec du bois ou d’autres matériaux souples ou poreux, un laser CO2 sera votre meilleure option. Vous pouvez également choisir une machine de marquage laser à fibre si vous prévoyez de faire beaucoup de marquage, si vous devez pouvoir le faire rapidement, ou si vous souhaitez un graveur laser nécessitant peu d’entretien.

Quels matériaux un laser à fibre peut-il graver ou marquer ?

Les lasers à fibre peuvent graver ou marquer une variété de matériaux différents, mais ils ne fonctionnent pas sur tous les matériaux. Si vous voulez graver du métal avec des motifs graphiques complexes, des numéros de série ou des codes-barres, les lasers à fibre sont une excellente option. Ils constituent également un excellent choix pour la gravure de bijoux et d’autres projets de loisir. Contrairement aux lasers CO2, vous n’avez pas besoin d’utiliser une solution de bonding lorsque vous utilisez un marqueur laser à fibre sur du métal. Les lasers à fibre fonctionnent mieux sur des matériaux durs et cassants, comme le métal, la pierre et les plastiques durs.

Les matériaux que vous pouvez graver ou marquer avec des lasers à fibre incluent :

• Acrylique
• Plastiques durs
• Brique
• Granit
• Marbre
• Carrelage
• Aluminium
• Or
• Argent
• Acier inoxydable
• Laiton
• Titane
• Tungstène

Les lasers à fibre fonctionnent bien sur les matériaux en PVC (polychlorure de vinyle). Cependant, certains acryliques en PVC peuvent créer des fumées toxiques lorsqu’ils sont laserés. Le PVC est un polymère qui contient du chlorure. Chauffer le PVC le décompose, ce qui entraîne la libération d’acide chlorhydrique, un gaz toxique. Si vous utilisez un laser à fibre sur du PVC, vous devrez vous assurer d’utiliser un système d’extraction des fumées fiable capable de gérer ce gaz toxique.

Un autre point à considérer lors de l’utilisation du PVC avec un laser à fibre optique est la déchloration, un processus de décomposition qui se produit lorsque le PVC est chauffé. Lorsque le chlore est libéré, il provoque un jaunissement autour de la zone qui a été marquée avec le laser à fibre.

Un laser à fibre peut-il graver le bois ?

Les machines de marquage laser à fibre ne peuvent pas graver le bois. Les lasers à fibre ont une longueur d’onde plus courte que d’autres types de lasers, ce qui permet au laser à fibre de pénétrer le bois. Cela provoque une accumulation de chaleur et finira par faire prendre feu au bois. C’est extrêmement dangereux, surtout parce que le bois peut alimenter un incendie.

De plus, les graveurs laser à fibre ne donnent pas des résultats optimaux sur le bois. La forte intensité d’un faisceau laser à fibre rend difficile le contrôle de son absorption dans les matériaux poreux. Comme le taux d’absorption ne peut pas être contrôlé, les marquages qu’un laser à fibre produit sur le bois sont imprévisibles. Même si votre bois ne prend pas feu, la gravure peut être brûlée à certains endroits et à peine visible à d’autres. Vous ne pourrez pas obtenir des résultats précis et reproductibles, ce qui est la principale raison pour laquelle la plupart des gens s’intéressent à un laser à fibre au départ.

Un laser à fibre peut-il couper le verre ?

Les lasers à fibre ne peuvent pas être utilisés pour couper le verre, principalement en raison de la longueur d’onde du faisceau laser qu’ils produisent. Les lasers à fibre fonctionnent en faisant absorber la lumière et fondre une couche du matériau qu’ils marquent. Le verre absorbe très peu de lumière dans le spectre visible, il n’est donc pas compatible avec les marqueurs laser à fibre.

Combien coûte une machine de marquage laser à fibre ?

Les prix des laser à fibre machines de marquage varient énormément selon la source. De nombreux systèmes haut de gamme coûtent des dizaines de milliers de dollars. Bien qu’il soit possible d’acheter des machines laser à fibre bon marché, elles sont souvent de mauvaise qualité et soit ne fonctionneront pas bien, soit ne dureront pas longtemps. Il est difficile de trouver une machine de haute qualité à un prix abordable.

Même si les grands fabricants peuvent justifier de dépenser une somme importante pour des machines coûteuses, les petites entreprises, les artisans et les hobbyistes ne peuvent généralement pas se permettre de dépenser $30,000 ou plus pour un laser à fibre optique. OMTech a constaté cette lacune sur le marché et a conçu des machines destinées à vous offrir des graveurs laser de la meilleure qualité à des prix raisonnables.

Où acheter une machine de marquage laser à fibre

OMTech est une marque indépendante qui propose des machines de gravure laser de qualité à des prix abordables.  Avant de lancer la marque, les fondateurs d’OMTech avaient plus de dix ans d’expérience dans l’industrie de la gravure laser. Ils ont désormais des machines laser pour chaque besoin. Que vous soyez un hobbyiste qui a besoin d’un graveur de bureau ou une petite entreprise qui a besoin d’un graveur laser à fibre avec autofocus, OMTech Laser a la meilleure solution pour vous.

OMTech conçoit des graveurs laser pour fonctionner de manière intuitive, vous n’avez donc pas besoin d’un diplôme d’ingénieur pour en utiliser un. Vous pouvez accéder à des capacités laser avancées d’une simple pression sur un bouton. Ils comprennent que les graveurs laser sont un investissement, c’est pourquoi ils proposent aussi des options de financement aux clients. Les créateurs DIY et les petites entreprises peuvent désormais profiter de conditions de paiement flexibles pour acheter un graveur laser de qualité.

Ils ont construit une communauté en ligne de hobbyistes, d’artisans et d’entreprises qui partagent des connaissances sur le laser et résolvent ensemble les problèmes. Ils fournissent également un support client de premier ordre afin que vous puissiez tirer le meilleur parti de votre machine laser. Contactez OMTech dès aujourd’hui pour voir comment ils peuvent vous aider à commencer votre aventure laser.