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Laser et automobile font bon ménage

Mirel Scherer

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Laser et automobile font bon ménage

Le contrôle à distance plébiscité > Les constructeurs allemands d'automobiles (ici une application chez DaimlerChrysler) privilégient les solutions de soudage laser robotisé accompagné d'un système scanner. Avantages : réduction du temps de fabrication et des coûts.

© D.R.

Bad Nauheim (Allemagne), 30 - 31 janvier 2007. Réunis pour leur conclave annuel, les fabricants de lasers et d'automobiles ont fait le point sur les dernières avancées. Avec une mention particulière pour les lasers à fibre et le remote welding (soudage à distance).

Quelles sont les innovations de la fabrication laser dans l'industrie automobile ? 215 participants, fabricants de sources laser et constructeurs d'automobiles se sont donné rendez-vous au salon Eala 2007 (European Automotiv Laser Application Conference), à Bad Nauheim, en Allemagne, pour le savoir. Pour Didier Boisselier, responsable technique au centre de ressources technologiques Irepa Laser d'Illkirch (Bas-Rhin) et participant avisé, ces conférences annuelles représentent « une source de veille technologique très riche ». Et d'ajouter : « Elles facilitent la détection des évolutions pour aborder les futures demandes des utilisateurs. »

Les dernières tendances des laseristes

Alors, quelles constatations pour cette année ? Côté atmosphère, la grand-messe du laser d'outre-Rhin a encore frappé fort avec une participation soutenue. Une dizaine de personnes environ représentaient les constructeurs français, dont quatre pour PSA. À titre d'exemple, Honda avait envoyé huit ingénieurs comme DaimlerChrysler, tandis qu'Audi et Volkswagen en avaient sept chacun.

À l'exception de Rofin-Sinar, moins concerné peut-être par les applications en jeu bien que ses installations CO2 de remote welding (soudage à distance) étaient présentes dans l'un des exposés, tous les "laseristes" étaient venus pour dévoiler les dernières tendances. « Discret, Jenoptik Laser veut faire son trou dans le domaine de lasers à fibre », remarque Didier Boisselier. Le constructeur présentait ainsi les avantages des fibres microstructurées (avec motifs à l'intérieur), qui améliorent la robustesse, et annonçait le lancement, fin 2007, des sources de 200 W. À quand donc des sources multikilowatts signées Jenoptik ? « Elles seront prêtes à la fin 2009 », promet Guido Bonati, le directeur de la société allemande.

Principal promoteur du laser à disque, Trumpf est venu confirmer qu'il... tiendra ses promesses. Annoncée en 2006, la puissance de 2 kW par disque est devenue une réalité avec la commercialisation, depuis janvier 2007, d'une source de 8 kW (la TruDisk 8002, voir I. T. n° 881). Le programme, alléchant, continue au même rythme : 4 kW par disque prévus pour la fin 2008 avec la possibilité d'avoir une source de 16 kW. Outre ce gain de puissance, cette évolution permet aussi de diminuer le prix : si on compare la solution 2007 à celle de 2005, la réduction est de l'ordre de 40 % et elle sera de 55 % à la fin 2008 (par kilowatt produit).

IPG, le champion du laser à fibre et concurrent technologique de Trumpf, ne reste pas les bras croisés. « Nous réalisons 10 % de croissance », affirme Jörg Thieme, le directeur commercial de la filiale allemande. En détaillant ses ventes : vingt-trois sources de 6 à 9 kW, dix-huit de 10 à 17 kW, trois de plus de 20 kW sont déjà en service, soit 320 lasers de plus de 500 W vendus depuis 2003. Le responsable d'IPG a profité d'Eala pour lancer un nouveau défi à Trumpf : celui de la compacité. « La nouvelle conception de modules permettra, dans peu de temps, de fournir une source de 10 kW de la même taille que celle de 5 kW aujourd'hui », annonce Jörg Thieme.

Autre acteur discret mais très actif dans les lasers à diodes, Laserline compte 600 sources installées dans le monde. La PME allemande de 50 personnes fête dignement cette année son dixième anniversaire en doublant ses locaux de production. La société propose des sources très compactes de 3,5 kW, 4 kW ou 6 kW dans des fibres de 400 µm, 600 µm ou 1 000 µm suivant la puissance.

Selon Christoph Ullmann, le directeur commercial de Laserline, le rendement de ces sources est supérieur aux autres : 23 % par rapport à 21 % pour les lasers à fibre et 16 % pour les lasers à disque, pour une puissance égale à 4 kW. « Le développement de ces sources s'annonce spectaculaire », commente Didier Boisselier de l'Irepa. Davantage de puissance avec une seule diode, rendement supérieur, fiabilité améliorée... le potentiel d'innovation est important. La surface occupée passera ainsi de 2 à 0,2 m3, le prix sera divisé par deux (pour une source de 4 kW par exemple), la qualité du faisceau s'améliorera, etc. Une source de 1 kW se loge déjà dans un rack de 19 pouces, et cela ouvre la porte à la disponibilité d'une source de 2 kW dans peu de temps et d'une de 4 kW d'ici à un ou deux ans. Seul point noir de ces technologies (fibres, disques, diodes) : la difficile comparaison de leur durée de vie.

Des installations testées dans l'automobile

Pendant que les "laseristes" cherchent les futures solutions de fabrication, les constructeurs d'automobiles peaufinent leurs installations. Les systèmes de remote welding commencent ainsi à se généraliser. L'association lasers et scanners offre de multiples avantages comme la réduction sensible des temps de soudage et des coûts de fabrication. L'approche testée depuis 2000 chez Mercedes sur plusieurs installations pilotes a été validée. À tel point qu'aujourd'hui, le constructeur allemand l'utilise pour la fabrication de la caisse en blanc de la Classe C. Pas moins de 31 lasers à disque accompagnés de 34 têtes scanner PFO font ainsi leurs preuves. Quelque 900 000 cordons de soudage sont réalisés chaque jour avec ces installations robotisées rapides qui peuvent traiter les différentes formes géométriques de ces cordons. « Mercedes pose ainsi un jalon dans l'utilisation industrielle du remote welding », note l'expert de l'Irepa.

Cette solution est également utilisée par Nissan et Hyundai. Ce dernier a comparé le soudage YAG classique avec le remote welding CO2 ou laser à fibre. Résultat : le temps de cycle a été divisé par deux dans le cas du CO2. Avis donc aux amateurs...

INCONTOURNABLEUN CLUB TRÈS FERMÉ

Organisée chaque année à Bad Nauheim près de Francfort (Allemagne), l'European Automotive Laser Application Conference (Eala) passe en revue les dernières évolutions dans le domaine de la fabrication laser des carrosseries d'automobiles. Fabricants de sources laser et constructeurs d'automobiles croisent ainsi le fer dans des débats sans complaisance. Un club très fermé avec un ticket d'entrée qui s'élève à 1 500 euros pour deux jours de conférence.

MARCHÉLES LASERS À FIBRE EN PLEINE CROISSANCE

Selon Laser Focus World, le marché mondial de lasers destinés à la fabrication s'est élevé à 1,5 milliard de dollars en 2005. Soit 10 % de plus qu'en 2004, la moitié toutefois de la croissance de 22 % constatée entre 2003 et 2004. La croissance est principalement soutenue par les applications de marquage et celles de l'industrie électronique. Le marché asiatique (Chine et Japon notamment) a dopé cette progression. Les ventes de lasers solides ont représenté 1 milliard de dollars en 2005 avec une croissance de 6 %. Les lasers à fibre pour l'usinage des matériaux ont connu une croissance de 82 %. IPG est sans conteste le champion de cette spécialité avec 84 % (en valeur) du marché, suivi à bonne distance par SPI avec seulement 6 %.

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