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Bien le bonjour ,

Je suis actuellement en stage de Licence Professionnelle, et un de mes projets se porte sur l'utilisation industrielle d'un laser Nd :Yag pulsé. Ayant pris connaissance du phénomène laser en général et de l'application dans l'industrie, j'aurai une question a vous posez.

Pour les opérations de découpe et de perçage, quel est le paramètre qui fait qu'une matière est plus facile à découper/percer qu'une autre ? Je pense qu'il s'agit de l'absorption du faisceau par le matériau, mais je me demandais si la température de fusion du matériau avait également une influence.

Merci d'avance,

Cordialement.

Bonjour,

Un tel laser a une longueur d'onde de 1064 nm, donc dans l'infrarouge. Idéalement, le matériau doit donc être absorbant à cette longueur d'onde (ou, plus rigoureusement, à la fréquence qui correspond à cette longueur d'onde, f = c/λ) pour qu'il puisse s'échauffer, jusqu'à fondre.
Bien sûr le point de fusion du matériau aura une influence sur la découpe, comme tu l'as pressenti.

Note que les laser Nd:YAG peuvent avoir d'autres longueurs d'ondes selon le dopage (la remarque ci-dessus reste valable dans le cas général).

L'interaction lumière-matière peut se faire à plusieurs niveaux : l'énergie de la lumière envoyée peut correspondre soit à une énergie de transition électronique (généralement dans l'UV ou le visible), soit à une transition vibrationnelle (vibration pour une molécule, ou phonon pour un matériau cristallin ; généralement dans l'infrarouge), soit une transition rotationnelle (dans le cas moléculaire ; généralement dans l'infrarouge lointain ou les microondes). Les plus fortes interactions ont lieu lorsque la fréquence du rayonnement s'approche d'une fréquence propre du matériau, car c'est là que le matériau est fortement absorbant.

Une expérience sur le wiki illustre ceci : Éclatement de ballon à distance

Ce serait pareil avec un laser infrarouge à 1064 nm : si jamais le matériau plastique n'absorbe pas à cette longueur d'onde, il n'y a pas échauffement, donc pas de fusion.

Note qu'il est parfois possible d'utiliser une astuce : si le matériau (plastique, papier, carton...) n'absorbe pas le rayonnement en question, il suffit d'appliquer dessus une matière absorbante (feutre noir ou peinture par exemple) ; le laser va pouvoir échauffer cet endroit, ce qui provoque généralement une carbonisation du plastique qui est dessous, formant un résidu carboné qui devient absorbant... et finalement on arrive à découper le plastique.

Si tu n'es pas loin de Paris, va donc faire un tour au Palais de la Découverte, je sais qu'il y a quelques années il y avait une expérience de découpe de canette en métal avec un laser au CO2 (IR) : dans cette expérience, l'animateur utilisait des canettes de Coca (vides...) parce que la peinture absorbait l'infrarouge de ce laser, alors que d'autres canettes n'avaient pas la même peinture, et la découpe ne se faisait pas !

Je te remercie, ça va m'aider pour la suite