Le perçage, le coupage, le soudage et la trempe sont les opérations les plus courantes lors de l'usinage de matériaux métalliques. Depuis l'introduction du laser, cela a créé une nouvelle situation en termes de robustesse, de qualité et de portée du traitement. En plus des matériaux métalliques, les lasers peuvent traiter de nombreux matériaux non métalliques.
Avant l'avènement des machines de forage au laser, le forage de diverses pièces mécaniques reposait sur des perceuses électriques ou des poinçonneuses. Cependant, le forage mécanique n’est pas seulement inefficace, mais la surface du trou foré n’est pas assez lisse.
Le principe du perçage au laser consiste à utiliser le faisceau laser pour recueillir la température de focalisation de la surface métallique afin qu'elle augmente rapidement, et l'élévation de température peut atteindre 10 millions de degrés par seconde. Lorsque la chaleur n'a pas encore divergé, le faisceau brûle le métal jusqu'à ce qu'il se vaporise, laissant un petit trou. Le perçage au laser n'est pas limité par la dureté et la fragilité du matériau en cours de traitement, et sa vitesse de forage est extrêmement rapide, de sorte qu'il peut être foré en quelques millièmes de seconde, voire quelques millionièmes de seconde.
Par exemple, si vous devez percer des centaines de micropores difficiles à détecter sur la tôle, il est évidemment incompétent d’utiliser une perceuse électrique, mais vous pouvez l’utiliser en une à deux secondes avec une perceuse au laser. Tout est fait. Si vous regardez de près ces micropores à la loupe, vous constaterez que la surface des micropores est très nette et lisse.
Le forage au laser peut également être utilisé pour traiter les diamants de montres. Dans le même temps, le perçage au laser est identique à la découpe au laser, le processus est sans contact, c'est-à-dire que contrairement à l'usinage de l'acier, le foret en acier est progressivement percé à travers le matériau métallique. Par conséquent, le fonctionnement au laser peut automatiser le traitement en continu ou fonctionner dans un environnement spécial de vide ultra-propre.
Connaissant le principe du perçage au laser, il est facile de comprendre pourquoi les lasers peuvent couper des matériaux métalliques: tant que le faisceau laser est déplacé de manière à aligner les trous percés, le matériau peut être coupé naturellement. De plus, quel que soit le type de matériau utilisé, le laser est comme une épée légère qui coupe le fer comme de la boue et coupe le bois comme du gris.
Les machines de soudage au laser peuvent être utilisées pour le soudage en raison de leur densité de puissance élevée. La densité de puissance élevée permet de concentrer une énergie extrêmement élevée par centimètre carré de surface. Quelle est la densité de puissance du laser? Nous pouvons faire une comparaison: la flamme d’acétylène normalement utilisée pour le soudage en usine peut souder deux plaques d’acier et avoir une densité de puissance de 1000 watts par centimètre carré. Mais ce type de flamme de soudage ne peut absolument pas être comparé au laser, car sa densité de puissance est dix millions de fois supérieure. Cette densité de puissance élevée soude non seulement des matériaux métalliques ordinaires, mais également des céramiques dures et cassantes.
La méthode de trempe traditionnelle est très simple: la lame est brûlée en rouge puis immergée dans de l’eau froide. Après ce traitement à chaud et à froid, la dureté de la lame s’est considérablement améliorée. Cependant, une telle trempe n’est évidemment pas très pratique et l’effet n’est pas nécessairement idéal. La trempe laser consiste à utiliser un laser pour numériser une partie d'un outil ou une pièce qui nécessite une trempe pour augmenter la température de la zone numérisée, tandis que la partie non numérisée reste à la température ambiante. Étant donné que le métal dissipe rapidement la chaleur, le faisceau laser balaie et la température dans cette partie chute brusquement. Plus la température est abaissée rapidement, plus la dureté est élevée. Si vous vaporisez du liquide de refroidissement sur la pièce numérisée, vous obtiendrez une dureté bien supérieure à la trempe ordinaire.
