Tendances dans la découpe au laser

Posséder le plus grand. C’est ce dont il était souvent question, lors des salons de la tôlerie de ces dernières années. On parle alors bien sûr de la puissance de la source laser à fibre que les fabricants se plaisaient à exhiber. La course semble toujours engagée, quelques marques chinoises découpent déjà avec plus de 50 kW de puissance, mais les marques européennes semblent se contenter de moins de 30 kW pour l’instant. D’autres développements dans les techniques de découpe jouent un rôle au moins aussi important pour, d’une part, continuer à élargir le champ d’action du laser à fibre en étant capable de traiter davantage d’opérations et, d’autre part, améliorer encore la qualité de la coupe, y compris dans les matériaux épais. Bien entendu, les fabricants de machines répondent également à la demande d’automatisation et de durabilité accrues.

Le laser CO2 a une longue histoire derrière lui. Depuis son introduction en 1963, il a fallu attendre 1975 pour qu’il soit prêt à effectuer de véritables travaux de découpe dans l’industrie métallurgique. C’est la montée en puissance du laser à fibre qui l’a finalement anéanti. Depuis, de nombreux fabricants ont relégué cette source laser à la poubelle et seules des machines de découpe dotées d’une source laser à fibre sont encore construites – une technologie encore jeune, soit dit en passant. Lorsqu’elle a été introduite à la fin des années 2000, on ne lui prédisait qu’un avenir dans les tôles minces. Aujourd’hui, comme un couteau chaud dans du beurre, elle coupe déjà l’acier de 25 mm d’épaisseur en standard. Une évolution qui, si on la compare au laser CO2, a été plusieurs fois plus rapide, grâce aux progrès de la technologie optique. Un peu comme la comparaison des vitesses de coupe entre les deux.

Vous participez à la course à la puissance ?

Aujourd’hui, tout fabricant qui se respecte possède au moins un modèle d’une puissance de 20 kW. De quoi assurer vitesse et précision dans la découpe d’acier jusqu’à 45 mm d’épaisseur. Il concurrence donc déjà la découpe plasma après le laser CO2. Pour ceux dont la plupart des matériaux ont une épaisseur inférieure à 10 mm, l’investissement dans une telle puissance sera excessif. En effet, son prix plus élevé se répercute également sur les tôles plus minces, ce qui entraîne une nouvelle augmentation du coût unitaire. Mais bien sûr, ils ont fait leurs preuves en tant que deuxième ou troisième machine de découpe laser très complémentaire, ou en tant que choix idéal pour ceux qui veulent se frayer un chemin dans des matériaux plus difficiles ou plus épais. C’est à ce moment-là que la puissance supérieure s’avère extrêmement efficace. Mais faut-il qu’elle soit beaucoup plus élevée ? À quoi sert un rayon laser ultrapuissant s’il réduit également en miettes la table de découpe qui se trouve sous les pièces ? L’ensemble de la construction de la machine doit être adapté pour canaliser correctement ces puissances. Un autre investissement lourd pour les constructeurs, dont on se demande quand il sera rentabilisé.

Introduction de nouvelles techniques de coupe

La stagnation de la puissance ne signifie pas pour autant que l’efficacité ou la qualité doit aussi stagner. Ces derniers mois ont vu l’introduction de nouvelles techniques de découpe frappantes, que chaque fabricant de machines a nommées ou habillées différemment. Le point de départ est clair : jouer avec les paramètres de la lumière laser pour mieux l’adapter à l’application. Cela devrait permettre de combler l’écart final en termes de qualité de coupe. Cela se produit non seulement dans la tête du laser, mais surtout dans le générateur où le faisceau est créé. Un faisceau adapté à l’application est ainsi créé. Un diamètre plus étroit avec une densité élevée pour l’acier inoxydable fin, par exemple, ou un faisceau large pour les matériaux épais et lourds. De surcroit, l’intensité du faisceau et l’endroit exact où il atterrit (point de convergence) ainsi que la forme tridimensionnelle du faisceau peuvent également être déterminés. Cela nécessite toutefois des câbles à fibres optiques adaptés. Et, bien sûr, une commande intelligente. Il n’est pas question que l’opérateur doive déterminer tout cela par lui-même.

La tête de découpe en biseau, une arme en concurrence avec la découpe plasma

Deuxième nouveauté introduite ici et là : la découpe en biseau. Elle s’inscrit dans la tendance de pouvoir faire plus avec la même machine. Les découpeuses laser doivent aussi devenir des couteaux suisses, quelle que soit leur origine. Avec une tête de découpe en biseau, elles peuvent déjà donner aux pièces une préparation parfaite du cordon de soudure. Une caractéristique incontournable pour ceux qui veulent concurrencer une machine de découpe au plasma dans le segment des tôles épaisses. Dans ce domaine, cette technologie est déjà bien établie. Mais la technique d’une découpeuse laser offre la même précision qu’une coupe droite et subit moins d’influence de la chaleur. Elle peut donc traiter des pièces plus complexes.

Une coupe plus stable pour un fonctionnement autonome

D’autres introductions sont liées à ces deux tendances économiques générales : l’automatisation et la durabilité. En ce qui concerne l’automatisation, la fiabilité de la coupe est essentielle. Quiconque souhaite ajouter une équipe supplémentaire sans personnel à son planning de production le soir ou le week-end doit pouvoir se fier à ses machines. Il est donc hors de question que des pièces restent bloquées dans le squelette. Il est possible d’accroître la fiabilité en jouant sur l’imbrication, sur la largeur du faisceau laser ou sur les microjoints (voire les nanojoints chez un fabricant). En outre, un changeur automatique d’embout avec contrôle de qualité sera un complément intéressant. Cela permet non seulement de couper plus loin en remplaçant l’embout usé, mais aussi d’être en mesure d’améliorer la qualité de la coupe. Cela permettra également de créer le faisceau adéquat pour chaque application.

Devenir plus durable

Mais bien sûr, tirer le meilleur parti de chaque centimètre de tôle reste la clé pour ceux qui veulent réaliser leurs ambitions en matière de développement durable. En outre, de nouvelles fonctionnalités sont introduites pour réduire la consommation d’énergie des lasers à fibre (qui, soit dit en passant, sont déjà le choix le plus durable par rapport au laser CO2, jusqu’à 60 % plus économes en énergie) et le refroidissement nécessaire. En mettant les systèmes en veille, en raccourcissant les temps de cycle, en utilisant des éclairages LED intelligents … Une autre possibilité est de rendre les machines plus compactes afin qu’elles nécessitent moins de matériaux. Quoi qu’il en soit, la plupart des fabricants ont mis en place une feuille de route pour devenir énergétiquement neutres.      ■