À l’origine, la machine de découpe laser a été conçue par le Western Electric Research Center pour perforer des trous sur les poinçons diamants. Il s’agit d’une technique de découpe thermique qui emploie le rayonnement issu du rayon laser pour chauffer la pièce et la couper.
Cette technologie ne connaît pas de rivalité en termes de vitesse et précision. Elle n’est pas surnommée le couteau suisse en vain. Ce niveau de précision rend le laser très utile pour des pièces aux contours complexes, et génère peu de pertes. Il est utilisé sur des matériaux fins, avec des épaisseurs allant jusqu’à 25 mm, qu’il s’agisse de plastique, toile céramique ou métal. Les découpes sont rapides et acceptent toutes les orientations.
Il existe deux types de machine de découpe laser, celle à CO2 et celle à fibre, indiquée pour des épaisseurs inférieures à 5 mm, mais qui gagne peu à peu du terrain sur la précédente.
En ce qui concerne les machines de découpe laser à fibre, l’évolutivité des systèmes de génération de laser à diodes est essentielle, quand les machines laser à CO2 évoluent plus difficilement vers une puissance plus élevée. Les machines à fibre optique ont la capacité de transmettre efficacement des puissances très élevées sans perte de qualités tandis que celles à CO2 utilisent des miroirs qui peuvent brûler à de hautes puissances. Ainsi, les machines de découpe laser à fibre peuvent utiliser des puissances bien plus importantes. Actuellement, les machines à fibre parviennent dans de nombreux cas à découper des épaisseurs similaires à celles à CO2.
Le laser à fibre est plus efficace d’un point de vue énergétique que le laser à CO2, offrant une consommation électrique jusqu’à 70 % inférieure, et il s’use moins vite.
Si l’investissement initial était par le passé élevé, cela a également évolué ces dernières années. Certains fabricants ont proposé des générateurs lasers à fibre pratiquement "plug&play" (faciles à installer), entraînant de nombreux autres fabricants qui travaillaient avec d’autres technologies à vendre des lasers à fibre moins chers.
Pour les clients achetant cette technologie, l’amortissement est assez rapide, puisque son efficacité n’a pas d’équivalent. Ses vitesses de découpe élevées, ses temps d’exécution courts et ses résultats précis font de la découpe laser l’un des processus offrant les plus faibles coûts de production. De même, elle n’engendre pas de coûts dus à l’usure du matériel ou au remplacement d’outils, et sa maintenance n’est pas élevée.
Plus économique que la précédente, la découpe par jet d’eau fut initialement conçue par un professeur de l’université British Colombia du Canada : Norman Franz, qui découvrit la puissance de découpe du jet d’eau à haute pression.
Cette technologie est plus polyvalente que la précédente en matière d’usage, pouvant intervenir sur une grande variété de matériaux puisqu’elle est réalisée à froid. Il s’agit d’une méthode de découpe qui ne provoque pas de dommage thermique sur les pièces, elle peut donc être utilisée dans des secteurs industriels aux exigences élevées, comme l’aéronautique ou l’industrie militaire, sur de la pierre et d’autres matériaux de construction en passant par les métaux, le caoutchouc, le plastique, voire même sur des aliments. Son application n’est toutefois pas recommandée sur des matières absorbantes, comme le bois, ou sur celles où la pénétration d’humidité peut entraîner de la corrosion.
Il s’agit d’un processus de découpe durable et écologique, adapté aux matériaux sensibles à la chaleur. C’est une technique de découpe utilisée dans des domaines où il est essentiel que le matériau ne subisse aucune modification, comme par exemple dans le secteur aéronautique ou naval, notamment.
Elle présente un autre avantage, celui d’une utilisation pour des découpes en 3D, puisqu’elle s’adapte à n’importe quelle orientation. À travers une buse, un jet d’eau frappe le matériau à très haute pression et avec une force très importante sur une zone localisée, érodant sa surface. Pour la découpe de matériaux mous, seule l’eau est utilisée. En revanche, les matériaux durs nécessitent une solution plus abrasive, généralement du grenat en poudre qui est mélangé avec l’eau pour faciliter la découpe sur des métaux et de la tôle. De même, la dimension de l’orifice de la buse sera plus ou moins grande en fonction de l’épaisseur. Ainsi, les ouvertures plus petites sont utilisées pour des découpes sur des matériaux fins, et vice-versa. Par ailleurs, dans le cas de matériaux à fortes épaisseurs et grande dureté, le temps de découpe est élevé, ce qui augmente également son coût.
Bien que cette technique soit moins coûteuse au début, elle s’avère plus chère en matière de maintenance puisqu’elle utilise des pièces soumises à l’usure, comme des pompes et des têtes de découpe. Concernant les applications de cette technologie, elle s’utilise dans des secteurs comme l’industrie aéronautique, navale, automobile, textile et de chaussures, céramique ou usinage.
Les deux technologies partagent un avantage très intéressant, celui d’offrir des largeurs de découpe très faibles par rapport à d’autres (Plasma, oxycoupage), elles peuvent donc découper de petits éléments, ce qui est impossible sur d’autres machines.
Dans tous les cas, il ne s’agit pas de choisir l’une ou l’autre de ces deux technologies de découpe, mais d’utiliser le laser et le jet d’eau de manière complémentaire, et de bien déterminer quand les utiliser. Il ne fait aucun doute que lorsqu’un atelier dispose de ces deux technologies de découpe, il bénéficie d’un atout concurrentiel, car son offre sera plus souple et complète, au niveau de ses capacités en épaisseurs comme sur la variété des matériaux qu’il pourra découper.
