Découverte Découpeuse Laser

DESCRIPTION

Objectif(s) de l'atelier découverte

INFORMATIONS
Animateur(s):	Animateurs ?
Durée:	45 mn
Nb de personnes:	5
Prérequis:	/
Coût:	/
RESSOURCES
Ressource(s):	Découpeuse Phecda 20W Plaque de CTP 3 mm épaisseur et d'environ 60x150
Machine(s):	?
Fichiers(s):	Support présentation atelier Fichier Lightburn - Porte clé

Principe de la découpe laser

Une découpeuse laser est une machine qui utilise un faisceau laser pour couper ou graver des matériaux avec une grande précision.

Le faisceau laser élève localement la température du matériau sur une zone réduite et vaporise celui-ci.

Tête laser

 

1. Source Laser: La source laser génère un faisceau de lumière cohérente et concentrée. Les types de lasers couramment utilisés incluent les lasers CO2, les lasers à fibre, les lasers Nd:YAG et les lasers à diode. Chaque type de laser est adapté à des matériaux spécifiques.
2. Système de Guidage du Faisceau: Le faisceau laser est dirigé vers la tête de découpe à l'aide de miroirs ou de fibres optiques. Ces composants assurent que le faisceau reste focalisé et précis.
3. Tête de Découpe: La tête de découpe contient une lentille qui focalise le faisceau laser sur un point très petit et intense sur la surface du matériau à couper. Cette concentration d'énergie permet de chauffer, fondre et vaporiser le matériau.
4. Système de Contrôle: Un système de contrôle numérique (CNC) guide le mouvement de la tête de découpe selon un motif prédéfini. Ce système permet de réaliser des coupes complexes et précises en suivant les instructions d'un fichier de conception assistée par ordinateur (CAO).
5. Gaz d'Assistance: Un gaz d'assistance, tel que l'oxygène, l'azote ou l'air comprimé, est souvent utilisé pour souffler les débris de découpe et refroidir la zone de coupe. Le choix du gaz dépend du matériau à couper et du type de finition souhaitée.
6. Table de Travail: La table de travail supporte le matériau à couper et peut être équipée de systèmes de fixation pour maintenir le matériau en place pendant la découpe. Certaines tables sont également conçues pour minimiser les réflexions du faisceau laser qui pourraient endommager la machine.
7. Système d'Évacuation des Fumées:Les fumées et les particules générées pendant la découpe sont évacuées par un système de ventilation pour maintenir un environnement de travail sûr et propre.

Que faire avec une découpeuse laser ?

Une découpeuse laser est un outil polyvalent qui peut être utilisé pour une variété de projets créatifs et techniques. Voici quelques idées sur ce que vous pouvez faire avec une découpeuse laser :

1. Création de décorations: Vous pouvez découper des motifs complexes dans du bois, de l'acrylique ou du papier pour créer des décorations murales, des cadres photo, ou des ornements.
2. Prototypage rapide: Utilisez la découpeuse laser pour créer des prototypes de pièces en plastique ou en bois pour des projets de bricolage ou des inventions.
3. Personnalisation d'objets: Gravez ou découpez des noms, des logos ou des designs personnalisés sur des objets comme des porte-clés, des téléphones, ou des ordinateurs portables.
4. Création de maquettes architecturales: Découpez des pièces précises pour construire des maquettes détaillées de bâtiments ou de paysages.
5. Art et sculptures: Créez des œuvres d'art ou des sculptures en superposant des couches de matériaux découpés au laser.
6. Fabrication de meubles: Conception et découpe de pièces pour assembler des meubles en bois ou en acrylique.
7. Éducation et apprentissage: Utilisez la découpeuse laser pour des projets éducatifs, comme la création de puzzles ou de modèles scientifiques.

Sécurité / Prévention

La sécurité est cruciale lors de l'utilisation d'une découpeuse laser en raison des risques associés aux lasers (yeux), aux matériaux coupés (fumées) et aux processus de découpe (incendie). 

1. Protection des Yeux.
   • Lunettes de Protection : Portez toujours des lunettes de protection spécifiques pour le type de laser utilisé. Les lasers peuvent causer des dommages irréversibles aux yeux.
   • Écrans de Protection : Utilisez des écrans de protection autour de la zone de découpe pour empêcher les réflexions du faisceau laser d'atteindre les yeux.
2. Ventilation et Évacuation des Fumées
   • Système de Ventilation : Assurez-vous que la zone de travail est bien ventilée pour évacuer les fumées et les gaz générés pendant la découpe.
   • Filtres à Particules : Utilisez des filtres à particules pour capturer les particules fines et les fumées nocives.
3. Protection contre les Incendies
   • Extincteurs : Ayez des extincteurs appropriés à portée de main en cas d'incendie.
   • Matériaux Inflammables : Évitez de couper des matériaux hautement inflammables sans prendre des précautions supplémentaires.

Matériaux interdits/utilisables

L'utilisation d'une découpeuse laser est soumise à des restrictions concernant certains matériaux, principalement pour des raisons de sécurité. Voici une liste de matériaux qui sont généralement interdits ou déconseillés pour la découpe laser :

1. PVC (Polychlorure de vinyle) : Libère du chlore gazeux lorsqu'il est découpé, ce qui peut endommager la machine et est toxique pour les humains.
2. Matériaux contenant du chlorure de polyvinyle : Comme le PVC, ils libèrent des gaz toxiques.
3. Polycarbonate: Bien que certains types puissent être découpés, beaucoup libèrent des gaz toxiques et peuvent devenir très inflammables.
4. ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène): Libère du cyanure d'hydrogène et d'autres gaz toxiques lorsqu'il est découpé au laser.
5. Fibre de verre: Libère des particules de verre et de résine qui peuvent être dangereuses pour la santé.
6. Matériaux revêtus ou traités: Certains matériaux peuvent avoir des revêtements qui libèrent des gaz toxiques lorsqu'ils sont chauffés.
7. Polystyrène et mousses similaires: Peut fondre et brûler facilement, créant un risque d'incendie.
8. Matériaux réfléchissants: Comme certains métaux, qui peuvent réfléchir le faisceau laser et endommager la machine.
9. Matériaux inconnus ou composites: Il est préférable d'éviter de découper des matériaux dont la composition est inconnue, car ils pourraient contenir des substances dangereuses.
10. Cuir et matériaux similaires contenant du chrome: Certains cuirs traités peuvent libérer des gaz toxiques.

Il est crucial de toujours vérifier les recommandations du fabricant de votre découpeuse laser et de vous assurer que le matériau que vous prévoyez d'utiliser est sûr pour la découpe laser. Utilisez toujours la machine dans un environnement bien ventilé et avec les équipements de protection appropriés. Les découpeuses laser peuvent travailler avec une variété de matériaux, mais il est important de s'assurer que ces matériaux sont sûrs et appropriés pour la machine spécifique que vous utilisez. Voici une liste de matériaux couramment utilisés et généralement autorisés pour la découpe laser :

1. Bois: Incluant le contreplaqué, le MDF (panneau de fibres à densité moyenne), et le balsa. Assurez-vous que le bois n'est pas traité avec des résines ou des colles qui pourraient libérer des gaz toxiques.
2. Acrylique: Un matériau populaire pour la découpe laser car il fond bien et produit des bords lisses et polis.
3. Carton et papier: Idéal pour la création de prototypes, de maquettes et de projets artistiques.
4. Cuir: Peut être découpé ou gravé pour créer des accessoires de mode, des portefeuilles, et plus encore. Assurez-vous qu'il ne contient pas de chrome ou d'autres traitements chimiques dangereux.
5. Tissus: Certains tissus peuvent être découpés au laser, mais il est important de tester d'abord car certains peuvent fondre ou s'enflammer.
6. Mousse: Comme la mousse de polyéthylène, qui peut être utilisée pour des projets de rembourrage ou de modélisation.
7. Verre: Peut être gravé mais pas découpé avec un laser standard. Utilisez des paramètres spécifiques pour éviter de casser le verre.
8. Certains métaux: Avec des lasers de haute puissance, certains métaux peuvent être marqués ou gravés, mais la découpe nécessite généralement un laser spécialisé.
9. Caoutchouc: Peut être utilisé pour créer des joints ou des tampons, mais il faut faire attention aux émissions de fumée.
10. Plastiques spécifiques: Comme le polypropylène et le polyéthylène, qui peuvent être découpés avec certains types de lasers.

Avant de découper un nouveau matériau, il est conseillé de faire un test sur un petit morceau pour voir comment il réagit et pour ajuster les paramètres de la machine en conséquence. Assurez-vous également de bien ventiler l'espace de travail pour évacuer les fumées et particules potentiellement nocives.

Processus de Découpe/Gravure

Le processus de réalisation d'une découpe laser implique plusieurs étapes, de la conception à la finition.

Processus de réalisation découpe laser

#Concevoir le Design:Utiliser un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO) comme AutoCAD, Adobe Illustrator, CorelDRAW, ou Inkscape pour créer le design.S'assurer que le design est adapté à la découpe laser, avec des lignes vectorielles pour les découpes et des zones de remplissage pour les gravures.

1. Choisir le Matériau:Sélectionner un matériau approprié pour votre projet, en tenant compte de l'épaisseur et du type de matériau compatible avec la découpeuse laser.
2. Préparer la Machine: Allumer la découpeuse laser et s'assurer qu'elle est correctement calibrée.Vérifiez que le système de ventilation est en marche pour évacuer les fumées et particules. Placez le matériau sur le lit de découpe et assurez-vous qu'il est bien à plat et fixé.
3. Paramétrer la Machine:Configurer les paramètres de la découpeuse laser en fonction du matériau utilisé. Cela inclut la puissance du laser, la vitesse de découpe, et le nombre de passes. Effectuez un test sur un petit morceau de matériau pour ajuster les paramètres si nécessaire.
4. Exécuter la Découpe: Lancer le processus de découpe en envoyant le fichier de design à la découpeuse laser. Surveiller le processus pour vous assurer qu'il se déroule sans problème et pour intervenir en cas de besoin.
5. Finition: Une fois la découpe terminée, retirer délicatement le matériau de la machine. Nettoyer les résidus de suie ou de poussière avec un chiffon doux ou une brosse. Ponçer les bords si nécessaire pour obtenir une finition lisse.
6. Inspection et Qualité: Inspecter la pièce découpée pour vous assurer qu'elle répond aux attentes en termes de précision et de qualité. Effectuer des ajustements si nécessaire et répétez le processus pour d'autres pièces si besoin.
7. Sécurité:Assurez-vous de toujours suivre les consignes de sécurité, comme porter des lunettes de protection et ne jamais laisser la machine sans surveillance pendant son fonctionnement.

Réalisation d'un porte-clé

1. Conception du design

L'objectif est de réaliser un porte clé suffisamment basique pour être découpé et gravé en environ 5 mn ...

Le design a été réalisé directement dans le logiciel Lightburn qui permet également de piloter la découpeuse laser Phecda 20w.

Afin de permettre réaliser des découpes et des gravures, il est constitué :

1. d'un contour définissant la forme du porte clé,
2. d'une image vectorielle du logo du Carrefour Numérique Grégorien,
3. d'un texte modifiable pour inscrire ses initiales.

2. Choix du matériau

Les portes clés vont être réalisés dans un contreplaqué de peuplier d'une épaisseur de 3mn. Ce matériau est compatible avec la découpeuse laser.

Le paramétrage de la découpeuse laser

Les calques ont été paramétrés dans la fenêtre Calques ...

1. C01:
2. C02:
3. C03: