Références
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Auteur(s)
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Delphine Mathilde COSME : Consultante technique, experte en assemblage des matériaux (plasturgie et métallurgie)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Vous avez un assemblage de pièces complexes, de plaques, de feuilles ou de films à réaliser. Vous recherchez un assemblage permanent et sans nuire à la géométrie initiale des pièces ou sans endommager des composants électroniques ou chimiques avoisinants. La soudure par laser est alors envisagée.
Vous savez que l’investissement est important et :
-
vos exigences de qualité sont très fortes : secteurs médical, aéronautique, automobile, alimentaire, électronique, etc. ;
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vous avez de très grandes séries à produire ;
-
vos pièces sont uniques et les outillages sont difficiles à réaliser ;
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la forme des soudures est complexe.
Vous travaillez avec des matériaux thermoplastiques, des métaux, et plus généralement des matières susceptibles de fondre sous certaines fréquences lumineuses. Le laser est une solution qui peut répondre à vos besoins.
Voyons à travers cette fiche pratique quels sont, en première approche, toutes les contraintes pour l’assemblage des matières thermoplastiques.
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Défendre le choix de la technologie laser auprès de votre direction2. Choisir ses matériaux
La soudure laser est basée sur l’absorption de l’énergie lumineuse par le matériaux. Cette absorption doit être suffisamment importante pour atteindre son point de fusion. Si l’objectif est de souder deux matières ensemble, il faut concentrer cette énergie au plan de joint.
Pour les soudures en bord à bord, vous ne verrez pas de difficultés majeures.
Pour les autres configurations, la difficulté de la soudure par laser consiste à concentrer l’énergie lumineuse en passant à travers une matière sans traverser l’autre.
2.1 Solutions et contraintes d’un faisceau lumineux
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Une matière (1) doit être traversée par le faisceau et donc être transparente pour le laser - pas d’absorption par le matériau - la lumière n’est pas déviée.
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Le faisceau lumineux doit être concentré au plan de joint ou point de focal : système optique à régler.
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L’autre matière (2) doit absorber les rayons lumineux et doit donc être opaque pour le laser : absorption de l’énergie - échauffement et restitution de la chaleur.
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Cette matière (2) restitue l’énergie par conduction à la matière (1).
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La température atteinte doit être celle du point de fusion des matériaux.
Quelques études ont montré qu’un petit pourcentage de noir de carbone dans les matériaux suffisait à obtenir une bonne absorption du laser à diode (NIR).
HAUT DE PAGE2.2 Soudure par conduction thermique
Pour les soudures bout à bout, les matériaux doivent être compatibles entre eux et absorbants.
Pour les autres configurations, vous assemblez deux matières différentes :
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l’une transparente au laser,
-
l’autre opaque au laser.
Il s’agit d’une transparence ou d’une opacité non visuelle.
Vos fournisseurs de matière première et de la machine laser vous guideront sur les choix des additifs, pigments, colorants, etc. pour arriver aux meilleures performances matière / laser.
HAUT DE PAGE2.3 Choisir...
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Choisir ses matériaux
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Conseils et Formation en soudure des matériaux plastiques : contactez le service formation des Techniques de l’Ingénieur
-
Conseil formation et développement industriel : IREPA LASER http://www.irepa-laser.com
-
Pour l’étude des risques au travail, contacter la CRAM de votre région et consultez les publications de l’INRS : http://www.insr.fr
Chaque fabricant de machine sera spécialisé en fonction du domaine d’application, des matériaux et de la structure des matériaux.
Quelques noms dans le domaine de la soudure par laser
JANOPTIK http://www.jenoptik.com
LIMO http://www.limo.de
INDUSTRIAL LASER SYSTEME http://www.industrial-laser-systems.com
MECASONIC http://www.mecasonic.com (Crest Groupe Company)
LPKF http://www.lpkf.fr ou http://www.lpkf-laserwelding.com
BRANSON http://www.bransoneurope.eu
SONIMAT http://www.sonimat.com
SONOTRONIC http://www.sonotronic.de
KLN http://www.kln.de (Crest...
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