Découpe au laser¶
La découpe laser peut être un outil utile qui permet aux équipes FTC® de produire rapidement des pièces complexes sur mesure. Ce guide aborde les utilisations de la découpe laser en FTC, les types de découpeurs laser les plus courants et la manière d’optimiser votre conception pour la découpe laser.
Si votre équipe n’a pas accès à une découpeuse laser, renseignez-vous auprès de sponsors ou de makerspaces locaux, ou utilisez un service comme Fabworks ou SendCutSend. Ces services peuvent avoir accès à des découpeurs laser capables de découper des matériaux plus exotiques. Par exemple, Fabworks et SendCutSend découpent tous deux des métaux tels que l’aluminium et l’acier, et SendCutSend propose spécifiquement une grande variété de bois, de plastiques, de métaux et de composites. Ces services peuvent également proposer des opérations de post-traitement telles que le pliage, le taraudage et le revêtement par poudre.
Types courants de découpeurs laser¶
En général, il existe trois types de découpeurs laser auxquels les équipes de FTC peuvent avoir accès : les lasers à diode, les lasers à CO2 et les lasers à fibre.
Diode¶
Ce sont généralement les plus petits, les moins chers et les plus légers. Ils déplacent une petite diode laser (<20 watts) sur un portique exposé. En général, ils ne peuvent découper que du papier, du carton ou du bois fin. En FTC, elles peuvent être utiles pour réaliser rapidement des prototypes en carton et pour graver des éléments décoratifs tels que des numéros d’équipe et des logos de sponsors.
CO2¶
Il s’agit généralement de machines fermées, utilisant un miroir mobile pour diriger la lumière d’un tube laser de plus de 30 watts. Elles peuvent découper le bois et le plastique, mais ne peuvent marquer que le métal. Ils peuvent être très utiles en FTC pour les pièces personnalisées.
Fibre¶
Ils combinent les faisceaux de plusieurs diodes laser dans un câble à fibre optique et peuvent découper le métal. Les versions de bureau ont généralement une zone de travail très limitée, souvent de quelques centimètres. Ces appareils sont très coûteux et peu d’équipes FTC y ont accès.
Avertissement
Il s’agit de généralisations qui ne sont pas toujours vraies. Par exemple, certains découpeurs à diodes peuvent découper des métaux fins. Pour plus d’informations, renseignez-vous toujours sur votre découpeur laser spécifique.
Que pouvez-vous couper ?¶
Comme indiqué plus haut, les lasers CO2, comme ceux dont disposent généralement les équipes FTC, peuvent découper le bois et certains plastiques. Les matériaux les plus utiles que vous pouvez découper avec un laser CO2 dans la gamme des 40 watts sont les suivants :
Bois¶
La plupart des bois minces peuvent être facilement découpés au laser et sont parfaits pour les prototypes et les pièces légères. Pour plus d’informations, voir le guide des matériaux. Veuillez noter que certains bois, comme le MDF, contiennent des colles qui dégagent des fumées lors de la découpe. Les bois gras ou résineux peuvent également présenter un risque accru d’incendie.
Acrylique¶
L’acrylique est un matériau très couramment utilisé pour la découpe laser. En raison de sa tendance à se fracturer sous l’effet de la charge, il est principalement utilisé sur les robots FTC comme plaques décoratives ou comme guides pour les éléments de jeu en entonnoir. Pour plus d’informations sur l’utilisation de l’acrylique en FTC, voir le guide des matériaux.
Delrin¶
Le Delrin, également connu sous le nom d’acétal, peut être découpé en toute sécurité sur la plupart des lasers CO2 avec une ventilation adéquate. Le Delrin découpé au laser peut être utilisé pour fabriquer des supports de moteur, des inserts de glissières linéaires ou des plaques de transmission complètes. Pour plus d’informations sur le delrin, consultez le guide des matériaux.
Qu’est-ce que vous ne pouvez pas couper ?¶
Danger
Il existe des matériaux, principalement des plastiques, qu’il ne faut JAMAIS essayer de découper avec un laser de bureau.
PVC¶
Cela émet des fumées toxiques qui peuvent endommager votre découpeur laser et vos poumons.
Polycarbonate¶
Si vous essayez de couper le polycarbonate, il se décolorera et brûlera au lieu de se couper, libérant des fumées toxiques et risquant de déclencher un incendie.
ABS et HDPE¶
Ils fondront tous deux au lieu de couper proprement.
Tout plastique inconnu¶
Si vous ne savez pas ce qu’est un plastique, ne prenez pas le risque de le couper. Il pourrait brûler ou dégager des gaz toxiques. Faites attention, car certains plastiques, comme l’acrylique et le polycarbonate, peuvent se ressembler.
Avertissement
Cette liste n’est pas exhaustive et vous devez toujours vous renseigner sur les matériaux pour vous assurer qu’ils sont sûrs avant de les découper.
Guide de conception¶
Note
Lorsque vous faites appel à un sponsor, à un atelier d’usinage ou à un service tel que Fabworks ou SendCutSend, les pièces peuvent être ajustées par le vendeur pour vous. Vérifiez auprès du service que vous utilisez avant de procéder à ces ajustements !
Les pièces découpées au laser présentent quelques particularités qu’il convient de garder à l’esprit lors de leur conception.
Kerf¶
La plupart des logiciels de découpe laser ne tiennent pas compte de la largeur du faisceau laser lors de la découpe. Cela signifie que si vous avez besoin de dimensions extérieures ou de diamètres de trous précis, vous devez décaler manuellement vos trajectoires dans la CAO.
Conique¶
Lorsque la lentille d’une découpeuse laser concentre la lumière, elle crée naturellement un faisceau en forme de cône. Il en résulte un bord biseauté sur les pièces. Bien que cela ne pose généralement pas de problème pour les plaques, cela signifie que les roulements à pression non bridés peuvent s’user au fil du temps car ils sont pressés plus fortement d’un côté que de l’autre. Une façon de contourner ce problème consiste à percer des trous sous-dimensionnés, puis à les percer ou à les aléser à leur dimension finale afin d’obtenir des parois verticales.
Vue latérale d’une pièce en acrylique découpée au laser, montrant la conicité¶
Autres utilisations de la découpe laser¶
Une découpeuse laser peut être utilisée pour marquer avec précision les positions des trous dans une feuille de métal, qui peuvent ensuite être percés à l’aide d’une perceuse à colonne pour fabriquer des plaques de métal.