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Les lasers industriels à l'heure de la maturité

Alain Clapaudredaction@industrie-technologies.com

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Les lasers industriels à l'heure de la maturité

Technologie mature, le laser est de plus en plus présent dans les ateliers, avec des applications qui débordent très largement la découpe, le soudage et le marquage.

Avec une croissance annuelle supérieure à 10 % sur la période 2017-2021, selon le cabinet Research and Markets, le marché des lasers industriels brille de tous ses feux. Cette croissance est tirée par les applications historiques du laser industriel que sont la découpe, le soudage et le marquage, mais également par de nouvelles applications qui émergent dans de nombreux domaines, notamment le traitement de surface, la microfluidique ou encore la chimie. Toute une gamme de sources laser est désormais proposée aux fabricants de machines-outils, d’imprimantes?3D et de concepteurs de machines spéciales afin de répondre aux besoins d’un spectre de plus en plus large de process industriels.

« Dans le marché des machines pour micro-applications, la demande porte aujourd’hui principalement sur des machines de soudage laser, souligne Jean-Baptiste?Raba, responsable communication d’ES?Laser, un concepteur de machines pour l’industrie. C’est la technologie vers laquelle on se tourne lorsque les techniques de soudage classiques ne conviennent pas. Le laser a l’avantage d’être un procédé fiable offrant une grande reproductibilité ainsi qu’une bonne rapidité pour une précision demandée. »

Des sources adaptées à chaque process industriel

Les constructeurs de machines-outils disposent d’un large éventail de sources laser que l’on peut classer en trois?catégories de puissance. En nombre d’unités, ce sont les petits modules impulsionnels utilisés pour les applications de marquage-gravure qui sont les plus vendus actuellement. Leur puissance s’étend de 20?à 50?W, pour des impulsions de l’ordre de la nanoseconde. Appartenant à la deuxième catégorie, les lasers de puissance faible à moyenne (de 100?W à 1?kW) sont tirés par l’essor des techniques de fabrication additive. « Notre plus gros débouché en Europe, ce sont les constructeurs de machines de fabrication?3D, explique Laurent?Weber, le directeur général d’IPG Photonics France. Nous fournissons des sources laser à de nombreux acteurs du marché de l’impression?3D métal. Il s’agit à 90 % de sources ytterbium, dans le proche infrarouge, bien adaptées aux applications métalliques. »

Utilisateur de ces sources de moyenne puissance, l’alsacien BeAM conçoit des machines de fabrication additive de technologie LMD (laser metal deposition, ou déposition métallique par laser). Cette approche se distingue de l’impression 3D sur lit de poudre par la projection de la poudre métallique dans le faisceau laser via une buse spécifique, un procédé très utilisé pour réparer des pièces en aéronautique ou ajouter des fonctionnalités à des pièces produites de manière traditionnelle. BeAM intègre dans ses machines 5 axes des lasers IPG en version 500?W, avec une buse de petite capacité, ce qui permet de réaliser des dépôts de matière de 1?mm de largeur et 10 à 15?cm3 de matière déposée par heure. Les machines de haut de gamme disposent d’une source laser 2?kW équipée de deux sorties, afin d’atteindre une vitesse de déposition de 90 à 100?cm3 par heure. « Les lasers fibrés que nous utilisons sont éprouvés depuis une quinzaine d’années, explique Frédéric?Le?Moullec, vice-président du business development chez BeAM. Il s’agit de lasers qui nous offrent le plus de flexibilité pour une bonne qualité de déposition. Certains utilisent des lasers diode, d’autres des lasers CO2, et on commence à entendre parler des lasers verts en fabrication additive, pour traiter de nouveaux matériaux. Chaque technologie a ses avantages et ses inconvénients. Aujourd’hui, BeAM commercialise sa deuxième génération de machines, en se concentrant sur leur intégration et leur compacité. Mais nous réfléchirons à l’avenir sur l’opportunité de proposer de nouvelles sources laser pour nos futures générations de machines. »

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