Laser à diode, laser CO2 et laser à fibre – Guide complet

En matière de gravure et de découpe au laser, le choix du bon outil de gravure ou de découpe au laser est essentiel pour obtenir les meilleurs résultats. Les outils laser les plus efficaces contiennent ces trois types de laser : les lasers à diode, les lasers CO2 ou les lasers à fibre, chacun ayant ses propres forces et faiblesses. 

Chez OMTech, nous avons vu chaque laser en pratique. Nos experts ont élaboré ce guide comparant ces trois types de gravure laser, pour vous aider à comprendre comment ils fonctionnent, quels matériaux ils peuvent traiter et lequel pourrait être le mieux adapté à vos projets. Que vous soyez amateur ou professionnel, lisez ce guide pour pouvoir choisir entre les lasers CO2, à fibre et à diode pour vos projets ! 

Principaux points à retenir : lasers à diode, lasers à CO2 et lasers à fibre

Nous avons résumé les principales différences entre les lasers à diode, CO2 et à fibre dans le tableau ci-dessous :

Pour les débutants, OMTech propose une machine laser CO2 de 40 W à environ 715€. Découvrez plus de détails sur la machine.  

Diode, CO2 ou laser à fibre : comment fonctionnent-ils ?

Choisir entre un laser à diode et un laser CO2 peut sembler une tâche difficile, mais lorsque vous comprenez le fonctionnement de chacun d'eux, cela devient plus facile. Voici ce que vous devez savoir sur chaque technologie laser. 

Comment fonctionnent les lasers à diode

Les lasers à diode sont des dispositifs compacts et efficaces qui utilisent des matériaux semi-conducteurs pour créer une lumière laser. Le processus commence lorsqu'un courant électrique traverse la diode, ce qui fait passer les électrons du semi-conducteur d'un niveau d'énergie supérieur à un niveau inférieur. 

Cette transition libère de l'énergie sous forme de photons, qui constituent la lumière que nous voyons. Ces photons rebondissent entre les miroirs à l'intérieur de la diode, amplifiant la lumière et créant un faisceau laser focalisé. Les lasers à diode sont connus pour leur précision et sont souvent utilisés pour graver des détails délicats ou fins sur des matériaux comme le bois, le plastique et les métaux. 

Comment fonctionnent les lasers CO2

Les lasers à CO2 fonctionnent sur un principe différent de celui des lasers à diode. Ces lasers utilisent un mélange gazeux principalement composé de dioxyde de carbone (CO2), d'azote et d'hélium. Lorsqu'un courant électrique est appliqué, il excite les molécules d'azote, qui, à leur tour, transfèrent de l'énergie aux molécules de CO2. 

Cette énergie permet aux molécules de CO2 d’émettre de la lumière dans le spectre infrarouge. La lumière est ensuite dirigée et focalisée à travers des miroirs et des lentilles pour produire un faisceau laser puissant et précis. Les lasers CO2, comme ceux disponibles dans  la collection OMTech , sont largement utilisés pour la découpe et la gravure de matériaux non métalliques tels que le bois, l’acrylique, le cuir et le verre, offrant des coupes profondes et des performances à grande vitesse. 

Comment fonctionnent les lasers à fibre

Lorsqu'une source lumineuse pompe de l'énergie dans une fibre, les éléments de terres rares (tels que l'erbium, l'ytterbium ou le néodyme) dopés dans la fibre sont excités. Ces éléments ont des niveaux d'énergie spécifiques qui leur permettent d'absorber et d'émettre efficacement de la lumière.

Lorsque la source lumineuse excite les atomes dans la fibre, ils atteignent un état d'énergie excité. Si un autre photon ayant la même énergie que les atomes excités traverse la fibre, il peut stimuler l'atome excité pour qu'il émette un photon ayant la même énergie et la même phase.

La fibre est placée dans une cavité optique composée de deux miroirs, l'un hautement réfléchissant et l'autre partiellement réfléchissant. Cette cavité permet d'amplifier la lumière par de multiples réflexions, créant ainsi un faisceau laser cohérent. Le miroir partiellement réfléchissant permet à une partie de la lumière amplifiée de s'échapper de la cavité, formant ainsi le faisceau laser de sortie. Ce faisceau de sortie peut être dirigé et focalisé pour diverses applications telles que la découpe, le soudage ou le marquage.

Avantages et limites des lasers à diode, CO2 et à fibre

Explorons maintenant les avantages et les inconvénients des trois types de lasers.

Avantages des lasers à diode

Les lasers à diode sont connus pour leur prix abordable (400 à 550 euros en moyenne) et leur taille compacte (environ 100 grammes avec dissipateur thermique), ce qui les rend accessibles à tous. Ils consomment également moins d'énergie que les lasers CO2, ce qui les rend économes en énergie et rentables à utiliser. 

Ils sont particulièrement efficaces pour graver sur des matériaux tels que le bois, le plastique, le cuir et l'acrylique. La mise au point précise des lasers à diode permet également de réaliser des gravures détaillées, ce qui les rend idéaux pour les motifs complexes. 

Leur durée de vie est souvent plus longue (jusqu'à 50 000 heures), ce qui réduit la nécessité de remplacements fréquents. Ces lasers ont tendance à avoir un rendement électrique plus élevé que les lasers CO2 (30 à 50 % contre 10 à 20 %). 

Certaines diodes spécialement conçues peuvent couper/graver des métaux comme l'acier inoxydable, l'aluminium, le cuivre et certains plastiques et tissus, ce qui les rend assez polyvalentes. 

Limites des lasers à diode

Malgré leurs avantages, les lasers à diode ont leurs limites. Ils sont moins puissants que les lasers CO2, ils ne sont donc pas vraiment inadaptés à la découpe de matériaux plus épais ou au travail sur des surfaces très réfléchissantes ou transparentes. La gamme de matériaux qu'ils peuvent découper efficacement est limitée, se limitant souvent à des substances plus tendres. 

De plus, la vitesse de gravure des lasers à diode est plus lente que celle des lasers CO2, ce qui peut avoir un impact négatif sur la productivité dans les environnements à forte demande. Leur puissance inférieure entraîne également des coupes moins profondes, qui peuvent ne pas convenir à certaines applications. 

Avantages des lasers CO2

Les lasers CO2 sont très polyvalents, ce qui les rend idéaux pour divers matériaux, notamment le bois, l'acrylique, le verre, le tissu, la pierre, le marbre, le cuir, etc. L'une des meilleures caractéristiques des lasers CO2 est qu'ils peuvent couper facilement des matériaux plus épais, ce qui les ouvre vraiment à bien plus d'utilisations que les lasers à diode. 

Ils offrent d'excellentes vitesses de coupe, jusqu'à 1200 mm/s (vitesse maximale des machines OMTech actuellement), et une puissance de sortie élevée, de 30 à 150 W typique pour un usage domestique, jusqu'à 400 W pour un usage industriel. De plus, ces lasers fonctionnent relativement silencieusement et produisent des bords lisses, réduisant ainsi le besoin de travaux de finition supplémentaires. 

Leur longue durée de vie et leur fiabilité en font une option rentable pour les petites entreprises et les applications industrielles. 

Limites des lasers CO2

L’un des principaux inconvénients des lasers CO2 est leur incapacité à couper ou graver efficacement les métaux sans équipement ou traitement supplémentaire. Les lasers CO2 ont également tendance à avoir une efficacité énergétique inférieure à celle des lasers à diode, ce qui peut finir par vous coûter plus cher au fil du temps. 

Le coût initial des machines laser CO2 est souvent plus élevé (2 000 à 10 000 dollars) et elles nécessitent un entretien régulier, notamment le remplacement des tubes à gaz CO2. Les lasers CO2 sont généralement plus grands et nécessitent plus d'espace, ce qui peut constituer une contrainte pour les petits ateliers ou l'utilisation à domicile. 

Avantages des lasers à fibre

Les lasers à fibre peuvent être utilisés sur une grande variété de métaux et de plastiques durs. Bien que les lasers CO2 puissent également être utilisés sur ces matériaux, ils nécessitent une pulvérisation thermique/laser et plusieurs passages pour obtenir les résultats souhaités.

Un autre avantage des lasers à fibre est qu'ils transmettent efficacement l'énergie au matériau traité. Cela se traduit par des coûts énergétiques réduits et un processus de production plus respectueux de l'environnement.

De plus, les lasers à fibre ont une durée de vie plus longue et nécessitent moins d'entretien que les autres types de lasers. Cela signifie moins de temps d'arrêt et de coûts d'exploitation.

Limites des lasers à fibre

Bien que les lasers à fibre soient connus pour leur puissance et leur durabilité, les lasers à fibre, en particulier les modèles industriels, peuvent avoir un coût initial plus élevé. Les marqueurs laser à fibre à usage domestique sont abordables, mais ont souvent des zones de travail plus petites et spécialisées conçues pour des applications complexes et puissantes, ce qui limite leur polyvalence dans le traitement de matériaux plus volumineux.

En termes de matériaux avec lesquels ils peuvent travailler, les lasers à fibre sont généralement moins polyvalents que les lasers CO2. Si vos projets impliquent une variété de matériaux, pas seulement des métaux, vous constaterez peut-être qu'une combinaison de lasers CO2 et à fibre est nécessaire pour répondre à vos besoins.

Comment choisir entre les lasers CO2, à diode ou à fibre

Le choix entre les lasers à diode, CO2 ou à fibre dépend de vos besoins spécifiques, notamment des matériaux avec lesquels vous prévoyez de travailler, du niveau de détail souhaité et de votre budget. 

• Matériaux :  Les machines à diodes sont idéales pour graver sur des matériaux tels que le bois, le cuir et certains plastiques. Cependant, elles ont du mal à découper et à graver sur des matériaux plus épais. Les lasers CO2, en revanche, peuvent découper et graver une sélection beaucoup plus large de matériaux, notamment le verre, l'acrylique et les bois plus épais. Les lasers à fibre fonctionnent généralement avec des métaux et certains matériaux durs.

• Précision :  si vous avez besoin de détails et de précision élevés, en particulier pour les conceptions complexes, les lasers CO2 et à fibre sont généralement plus adaptés. Les lasers à diode peuvent être précis, mais ils n'atteignent souvent pas les détails fins que les lasers CO2 peuvent atteindre. 

• Puissance et vitesse :  les lasers CO2 ont généralement une puissance de sortie plus élevée, ce qui les rend plus rapides et plus efficaces pour couper des matériaux plus épais. Les lasers à diode sont généralement moins puissants, ils peuvent donc prendre plus de temps pour couper ou graver des matériaux. Les lasers à fibre sont disponibles dans toutes sortes de niveaux de puissance, de la faible puissance (moins de 100 W) utilisée pour la gravure à la puissance élevée (plus de 1 00 W) pour la découpe . Les lasers à fibre de faible puissance sont généralement beaucoup plus rapides que les lasers CO2.   

• Coût :  les lasers à diode sont généralement plus abordables, ce qui en fait un bon choix pour les débutants ou les amateurs. Les lasers CO2 sont plus chers mais offrent plus de polyvalence et de puissance, ce qui peut valoir l'investissement pour des projets plus exigeants. Les lasers à fibre de faible puissance ont un prix similaire à celui des lasers CO2,  mais les lasers à fibre de haute puissance peuvent être nettement plus chers. 

• Entretien :  les lasers CO2 nécessitent souvent plus d'entretien en raison de leur conception plus complexe. Les lasers à diode sont généralement plus faciles à entretenir, ce qui peut être un facteur important pour les utilisateurs à la recherche d'une option nécessitant peu d'entretien. Les lasers à fibre nécessitent moins d'entretien que les lasers CO2 et à diode.

Laser à diode, laser CO2 et laser à fibre : lequel choisir ?

Les lasers à fibre fonctionnent généralement avec une longueur d'onde de 1 064 nm, tandis que le CO2 fonctionne avec une longueur d'onde plus élevée (10 600 nm) et la diode est plus basse (800-980 nm). En termes d'utilisation, les lasers à fibre sont bien meilleurs pour la gravure et la découpe industrielles de métaux, de plastiques durs, de céramiques, etc. Ils sont beaucoup plus précis et beaucoup plus rapides que les lasers à CO2 et à diode. Cependant, en raison de leurs performances élevées, ils sont beaucoup plus chers que les lasers à CO2 et à diode.

En fin de compte, les lasers CO2 sont les meilleurs choix pour les entreprises qui se concentrent sur les non-métaux. Les lasers à diode sont des options abordables pour les amateurs et les débutants. Les lasers à fibre sont la meilleure option pour la gravure sur métal et les applications industrielles. 

Découvrez les graveurs/découpeurs laser CO2  et les marqueurs laser à fibre de haute qualité OMTech  . 

Voici les pièces réalisées par les machines laser CO2 OMTech.

Voici les pièces  créées  par les marqueurs laser à fibre OMTech.

Laser à diode, laser à CO2 ou laser à fibre | FAQ

Puis-je passer d’une diode à un laser CO2, ou vice versa ?

Passer d'un laser à diode à un laser CO2, ou vice versa, n'est pas chose aisée. Chaque type de laser nécessite un matériel et des alimentations différents, vous ne pouvez donc pas simplement remplacer l'un par l'autre sur la même machine. 

Si vous envisagez de changer, il est généralement plus pratique d'acheter un nouveau système laser conçu spécifiquement pour le type de laser que vous souhaitez utiliser, CO2 ou diode. 

Comment la température et l'humidité affectent-elles les lasers à diode et à CO2

La température et l'humidité peuvent avoir un impact sur les performances des lasers à diode et à CO2. Des températures élevées peuvent provoquer une surchauffe, entraînant une réduction de l'efficacité ou des dommages potentiels aux composants du laser. Une humidité élevée peut provoquer de la condensation, qui peut affecter l'optique du laser et entraîner une distorsion du faisceau, voire une panne de l'équipement. 

Quelle est la différence entre un laser à fibre et un laser CO2

La principale différence entre un laser à fibre et un laser CO2 réside dans leur compatibilité avec les matériaux et le type de lumière qu'ils émettent. Les lasers à fibre, qu'ils soient utilisés dans les découpeuses laser à fibre ou  les marqueurs laser à fibre compacts , sont généralement plus rapides et émettent une longueur d'onde plus courte, ce qui les rend plus efficaces pour la découpe et la gravure des métaux. 

Les lasers CO2, quant à eux, ont une longueur d'onde plus longue et une gamme de matériaux plus large avec lesquels ils peuvent travailler. Ils ont tendance à être mieux adaptés aux matériaux non métalliques comme le bois, l'acrylique et le verre.