Lentille de découpeuse laser : toutes les infos

La lentille de découpeuse laser Co2 est un composant optique phare qui se trouve dans la tête du laser.

Dans cet article, on fait le point :

• Comment fonctionne une lentille laser CO2 ?
• Pourquoi choisir le bon modèle ?
• Comment choisir sa lentille de découpeuse laser en fonction de son application (diamètre, focale, matériau, traitements) ?
• Comment procéder au nettoyage d’une lentille laser, et à quelle fréquence ?

C’est parti ?

Comprendre le fonctionnement de la lentille et la longueur de focale d’une découpeuse laser

Le faisceau du laser part du tube CO2 et passe par les 3 miroirs avant d’atteindre la tête du laser où se trouve la lentille.

Regardez ce schéma :

Quand le faisceau passe par la lentille (qui est dans la tête du laser), il converge. C’est un peu comme si la lentille cassait le faisceau pour le focaliser, le rendre plus fin et plus puissant pour usiner les pièces. Ensuite, il diverge, c’est-à-dire qu’il s’écarte, et il y a une perte de puissance.

La distance entre la lentille et la pièce à usiner s’appelle la longueur de focale. Celle-ci est comprise entre 3,8 et 10 mm. Sur les fiches produits, on voit souvent noté : FL:….mm. Par exemple FL : 75 mm. 75 mm est la longueur de focale.

En fonction de la lentille que vous choisissez, le faisceau aura une longueur variable, et assez de puissance ou non pour usiner une pièce d’une épaisseur donnée.

⇒ Ainsi, il est essentiel de choisir la bonne lentille en fonction de ce que vous souhaitez faire.

⇒ Plus la longueur de focale est importante, plus vous pouvez usiner des pièces épaisses.

⇒ Plus la longueur de focale est petite, plus vous pourrez faire du travail de précision (notamment la gravure).

Une lentille non adaptée, ça pose quels problèmes ?

Comme vous avez pu le comprendre plus haut, la puissance du laser est focalisée au point de convergence. Plus proche de la tête du laser et plus loin, la puissance est moindre.

Voici les problèmes que l’on peut rencontrer quand on utilise une lentille non adaptée :

• gravures grossières

• nécessité d’augmenter la puissance pour couper un matériau, ou impossibilité de le découper en une passe
• angles en biseau au niveau des coupes : par exemple, si vous coupez du contreplaqué épais avec une lentille courte, le faisceau va diverger (être plus épais) lors de la coupe. Vous allez donc perdre en précision.

Trotec a publié une vidéo très intéressante sur le choix d’une lentille pour la gravure. On voit que plus la lentille est courte, plus la gravure est détaillée.

En fonction de votre application, il semble essentiel de commander quelques lentilles de rechange, et de longueurs de focale différentes. Surtout si vous débutez et que vous avez envie de tester plein de choses.

Choisir la lentille de sa découpeuse laser en 3 étapes

Pourquoi existe-t-il des différences significatives en termes de prix ? La qualité est-elle différente ? Quels sont les autres critères de choix ?

Source : CloudrayLaser

1- Choisir le bon diamètre de lentille de découpeuse laser

Pour savoir quel diamètre acheter, il vous suffit de démonter la lentille disponible sur votre machine, et de la mesurer.

Il existe des diamètres variables, allant de 12,7 à 90 mm. Les plus courants sont les diamètres 20 et 25 mm.

2- Choisir la bonne forme : lentille meniscus ou plano-convexe ?

Il existe 2 formes de lentilles qui n’ont pas les mêmes caractéristiques et usages. En Europe, nous avons l’habitude d’utiliser les lentilles laser CO2 Meniscus pour la précision et le gain de vitesse qu’elles permettent.

3- Le bon matériau et les traitements de la lentille

Matériau de la lentille laser	Visuel	Caractéristiques	Taux de transmission	Résistance à des températures élevées	Pour quelle puissance de tube ?
Znse CVD		Séléniure de zinc (bonne transmission, solidité)   avec traitement CVD (Chemical Vapor deposition) : solidité et grande pureté	5/5	4/5	40 à 200 W
Znse		Séléniure de zinc (bonne transmission, solidité)	4/5	4/5	40 à 130 W
GaAs   (Source)		Gallium Arsenide (bien pour les fortes puissances et températures, et pour les particules abrasives comme le verre par exemple)	4/5	5/5	80-200 W
GE   (Source)		Germanium	4/5	2/5	40-60 W

Traitements et revêtements :

• DLC : très résistants à l’usure et à la corrosion, les revêtements DLC (Diamond-Like Carbon) sont à base de carbone, donc extrêmement durs
• Revêtement AR Antireflet, idéal pour une meilleure transmission
• CVD : traitement chimique qui augmente la pureté et la solidité

4- Choisir la bonne longeur de focale

Acheter ses lentilles de découpeuses laser

Dans ce tableau, retrouvez des liens pour acheter vos lentilles sur internet sur Amazon.

Nous avons choisi de vous orienter vers les modèles les plus courants, des lentilles ZnSe pour un laser Co2 10600 nm. De même, nous avons sélectionné les diamètres les plus courants, 18, 19 et 20 mm.

Pour notre part, notre lentille de tous les jours (pour découper du bois contreplaqué, pas de gravure) est  :

• la lentille ZnSe 18 mm, FL 50,8 sur notre petite machine 80W 60×40 cm
• la lentille ZnSe 20 mm FL 63,5 sur nos 2 grosses machines 160W et 140 W

Sur Amazon, nous avons sélectionné le prix le moins cher avec la livraison incluse, si possible, et/ou avec Amazon Prime (vous la recevez en 2 ou 3 jours).

Nous avons choisi de ne pas vous proposer des liens vers le site CloudrayLaser car les délais sont longs et c’est nettement plus chers avec les frais de douane.

Durée de vie et entretien de la lentille d’une découpeuse laser Co2

On vous en parlait déjà dans notre article sur l’entretien d’une découpeuse laser, la lentille doit être lavée tous les jours, voire plusieurs fois par jour en fonction des tâches et matériaux (cliquez sur le lien pour apprendre à bien nettoyer votre lentille de découpeuse laser).

En effet, sa propreté est la garantie d’une meilleure précision.

La durée de vie d’une lentille de laser dépend de plusieurs facteurs :

• qualité et fréquence du nettoyage (ne pas mettre les doigts dessus par exemple) ;
• types de matériaux usinés (par exemple, nous avons cassé une lentille en gravant du verre) ;
• qualité de la lentille et des revêtements.

Si vous choisissez une lentille de bonne qualité (ex : Znse CVD USA), vous pouvez espérer la garder 6 à 9 mois avec une utilisation quotidienne.

Les signes qu’il faut peut-être changer votre lentille :

• sensation de perte de puissance ;
• gravures imparfaites ;
• lentille fissurée ;
• traces qui ne partent pas sur la lentille.

Conclusion

Et vous, quel type de lentille utilisez-vous ?

Qu’est-ce qu’il manque comme info dans cet article ?