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Découpe et soudage avec une seule tête laser

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Le système révolutionnaire mis au point par les chercheurs de l’Institut Fraunhofer intéresse particulièrement l’industrie automobile

Les ateliers de mécanique sont friands de systèmes d’usinage capables d’assurer plusieurs types d’opérations ce qui réduit le temps de fabrication et offre des économies non négligeables Le système dévoilé par les chercheurs de l’Institut Fraunhofer pour les technologies laser (ILT) d’Aix-la-Chapelle (Allemagne) répond à ce desideratum.

Il s’agit d’une innovation majeurs car la tête laser développée par ces chercheurs est capable d’effectuer des opérations de découpe ou de soudage.

Le dispositif qui intéresse grandement les constructeurs d’automobiles (elle est d’ailleurs en test chez un constructeur allemand) augmente selon Dr.Dirk Petring, chef du département découpe et assemblage de l’ILT, la vitesse de production tout en réduisant les coûts d’investissement. «L’utilisateur élimine également le temps de montage/démontage des têtes, de changement et de transport d’une machine à l’autre », ajoute le spécialiste.

 La tête combinée mise au point par l’ILT peut utiliser des sources Yag ou Co2. «Nous avons testé cette tête avec des lasers Yag jusqu’à une puissance de 4 kW et des lasers CO2 jusqu’à 12 kW, indique Dr.Dirk Petring. Avec un CO2 on peut ainsi découper et souder des tôles en inox dont l’épaisseur atteint 10 mm.»

Selon le spécialiste allemand le plus grand potentiel d’application de cette tête se trouve toutefois dans le mariage d’une source Yag et d’un robot.

Le secret de cette tête combinée se trouve dans la conception de la buse car les opérations de découpe et de soudage ont des impératifs différents. Le soudage nécessite un jet de gaz très doux pour protéger la zone d’interaction contre l’oxydation et on doit prévoir des solutions (jet d’air ou autre) pour protéger l’optique laser.

La découpe, au contraire, nécessite un jet de gaz à haute pression pour éjecter le matériau de la zone de découpe.

Le système conçu par l’ILT satisfait les deux critères et le passage d’un type d’opération à l’autre se fait sans peine. Il faut simplement changer la pression du gaz ainsi que la distance entre la tête laser et la pièce (plus grande dans le cas du soudage que dans celui de la découpe). Un programme de commande numérique approprié assure le changement de paramètres du processus d’usinage.

Le système est destiné à trois types d’applications :

- l’assemblage des pièces complexes qui nécessitent des changements multiples entre les opérations de soudage et de découpe
- produits avec une large gamme de variantes, comme les pièces personnalisées qui nécessitent des opérations de soudage ou de découpe sur mesure
- des pièces d’une certaine forme dont la fabrication bénéficiera de la précision de positionnement et d’orientation entre le contour de découpe et le joint de soudage (et vice versa).

Mirel Scherer

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