La découpe et la gravure laser

Les découpeuses/graveuses laser CO₂ utilisent l'électricité ainsi que du gaz CO₂ emprisonné dans un tube pour former un faisceau lumineux qui découpe, grave et marque selon l'intensité réglée et la vitesse de déplacement du laser.

Elles ont la capacité de découper ou graver des matériaux souples ou rigides, lisses ou rugueux, opaques ou transparents, du bois, du carton, du papier, du tissu, du cuir, certains plastiques, du métal, de la pierre, du ciment, …

Elles peuvent graver sur les matériaux avant leur mise en œuvre pour la fabrication d'objets, ou sur les objets eux-même (briquet, coque de téléphone, bijou, …), des décorations, des dessins, des photos, des inscriptions, QR codes, …

Le Labo dispose d'une découpeuse/graveuse laser MakeBlock LaserBox MPL-K503-40W.

Munie d'un laser CO₂ de 40 Watt, elle permet des découpes précises et des niveaux de gravure d'intensités multiples sur de nombreux matériaux.

• Laser CO₂ de 40 Watt
• Surface de découpe de 500 x 300 mm
• Épaisseur de découpe jusqu'à 20 mm
• Précision et finesse des gravures et des découpes
• Vitesse de découpe jusqu'à 80 mm/s et jusqu'à 330 mm/s pour la gravure
• Compatible avec de nombreux formats d'image : DXF, TIF, SVG, PDF, JPG, GIF, BMP, PNG et CR2
• Caméra de visualisation de la surface de travail

• Le manuel d'utilisation de la découpeuse/graveuse laser LaserBox MPL-K503-40W.
• La découpeuse/graveuse MakeBlock LaserBox MPL-K503-40W sur le site Education.MakeBlock.com (anglais) et sur le site xTool.

Cette machine est équipée d'un laser de 40 Watt. Il convient de prendre toutes les précautions nécessaires afin de ne pas vous blesser :

• Protégez vos yeux ! Le laser CO₂ rayonne en grande partie dans les infrarouges, ce qui est d'autant plus vicieux car votre pupille ne se rétractera pas si vous vous brûlez la rétine en regardant le laser (pas de sensation d'éblouissement). Même si la vitre de sécurité absorbe une partie du rayonnement, évitez de regarder directement pendant une découpe.

• N'outrepassez pas le système de sécurité ! La découpeuse est faite pour fonctionner capot FERMÉ. Si vous la faites fonctionner ouverte en appuyant sur le contacteur du capot, vous n'êtes plus protégés des infrarouges par le capot, des fumées de combustion toxiques par l'aspiration, et des risques de brûlures graves dues au laser.

• Faites attention à ce que vous découpez ! La découpeuse peut découper de nombreux matériaux. Toutefois, faites attention lorsque vous découpez des matériaux plastiques car ceux-ci peuvent contenir du chlore (par exemple du PVC, Polychlorure de vinyle) qui donnera du dichlore à la combustion. Ce composé est hautement toxique pour vous et peut détériorer divers éléments de la machine !

• Document pédagogique de prévention des risques liés aux lasers sur le site du CNRS.

Attention ! Il est important de bien connaître le matériau que vous souhaitez découper ou graver au laser. Selon sa composition chimique, son épaisseur ou les paramètres de réglage du laser, il peut être inflammable, dégager des fumées toxiques, dévier le rayon laser…

Le site de la Médiathèque Départementale de l'Essonne (MDE) diffuse la liste des matériaux compatibles ou à éviter sur ce lien.

Afin de s'approprier la manière de se comporter des différents matériaux utilisés au Labo, nous avons réalisé des “plaquettes de référence” (160 x 95 mm) où figurent les différents résultats selon les paramètres de gravure ainsi que le réglage optimum pour la découpe. Les cases marquées d'une croix signifient que la gravure n'a pas été faite car les tests nous ont montré que le matériau était traversé ou brûlé au point de dépasser les limites acceptables en terme de sécurité pour l'opérateur ou le matériel, ou n'avait a priori pas d'utilité technique ni esthétique.

L'approvisionnement des matériaux se fait généralement par la récupération de cartons d'emballage, de cagettes, de chutes de matériaux en tout genre (pour la découpe et/ou la gravure) ou d'objets du quotidien (dans le cas de la personnalisation par gravure).

Voir les différents matériaux référencés

• LaserBox : pour préparer des fichiers 2D vectoriels ou matriciels pour la découpe et la gravure laser et servir d'interface à l'utilisation de la machine.
• InkScape : permet de dessiner des dessins vectoriels, de vectoriser des images matricielles et de concevoir automatiquement des formes complexes pour la découpe de boites, de puzzles, …
• Utilitaires gratuits de création de dessins sur mesure

Lors du raccordement d'un filtre à fumée à la découpeuse/graveuse laser Makeblock LaserBox MPL-K503-40W, il est nécessaire de modifier le paramétrage de la machine à l'aide du logiciel LaserBox (Paramètres/Préférences) en étant connecté à la machine.

Dans le cas contraire, la machine risque de s'arrêter au bout de quelques secondes de fonctionnement, sans remonter de message d'erreur.

• Dessin réalisé directement dans LaserBox puis gravé sur une tuile d'ardoise d'environ 3 mm d'épaisseur. Les trous ont été tracés au laser puis découpés à l'aide de scies cloche diamant pour carrelage (installée sur un perceuse à colonne afin d'assurer une force faible et régulière et d'éviter les mouvements latéraux qui pourraient faire éclater le matériau), aussi bien pour l'ardoise que pour le galet.
• Paramètre de découpe : laser = 100 % à 40 mm/s (5 passes)
• Paramètre de gravure : laser = 100 % à 150 mm/s
• Durée : environ 105 minutes (1h45)
• Outils complémentaires : scies cloche diamant (pour carrelage) de 5 mm et de 63 mm.
• Fichier LQ (LaserBox) pour la découpe et la gravure de la station météo.

• Dessin réalisé dans InkScape puis gravé sur de la feutrine d'environ 1 mm d'épaisseur.
• Paramètre de découpe : laser = 100 % à 80 mm/s
• Durée : quelques minutes
• Fichier SVG pour la découpe de 3 lapins sur une feuille de feutrine A4.

• Dessin au format STL issu de Thingiverse, converti en SVG puis gravé sur du contreplaqué de tilleul de 3 mm d'épaisseur.
• Paramètre de découpe : laser = 100 % à 20 mm/s
• Paramètre de gravure : laser = 100 % à 200 mm/s
• Durée : environ 25 minutes
• Fichier LQ (LaserBox) pour la découpe et la gravure de l'éléphant/arbre.

Voir d'autres Exemples de découpe et gravure laser

• Découpe laser : le guide ultime sur le site xTool.
• Gravue sur pierre : le guide complet sur le site xTool.
• Contreplaqué découpé au laser : le guide ultime sur le site xTool.
• Gravure au laser sur acier inoxydable : le guide ultime sur le site xTool.
• Les 5 erreurs communes de la gravure laser et comment les éviter sur le site EpilogLaser.
• Matériaux pour la découpe et la gravure laser sur le site EduTech Wiki.
• Les tutoriels du FabuLab91 pour la découpeuse/graveuse laser sur le site de la MDE.

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