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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 :
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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 ;
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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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Notre conseil5. Choisissez le laser pour la soudure des thermoplastiques
Il existe plusieurs possibilités pour générer le faisceau laser et le « transporter » au plan de joint :
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le laser à diode ou diode laser : ils sont relativement compacts, légers et l’investissement reste « raisonnable » ;
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le faisceau direct : les optiques sont directement montées sur le boitier générant le faisceau laser. Il faut respecter les distances focales et les positions précises. Le faisceau direct est principalement utilisé sur des robots qui peuvent embarquer le dispositif ;
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la fibre laser : petit et composé d’une simple tige ou fibre, monté sur un robot, ce laser permet d’accéder à des emplacements exigus. Le dispositif complet pour générer le faisceau laser en amont est placé dans une unité plus loin, la fibre en elle-même n’est qu’une canalisation pour le transporter.
5.1 Deux types de laser disponibles : diode laser et fibre laser
Les lasers à diode sont largement utilisés pour la soudure des matières plastiques.
Ils peuvent être utilisés seuls ou combinés avec des fibres lasers
Les puissances de sortie (par opposition à la puissance consommée) nécessaires sont de l’ordre de :
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200 W pour des points de soudure ;
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600 W pour des lignes de soudure.
Les rendements des diodes laser sont de l’ordre de 40 %.
La fiabilité et la maintenance s’améliore d’année en année. Comptez 30 000 heures d’autonomie.
Sachant que les puissances disponibles des diodes laser peuvent aller jusqu’à 15 kW ; vous pouvez donc envisager de multiples possibilités de soudures et de matériaux.
Le laser C02 est donné pour environ 20 000 heures d’autonomie pour les dernières générations.
Puissance consommées : 1 200 W et restituée entre 10 et 40 W.
Longueur d’onde laser utilisée : 10 600 nm avec la possibilité de faire varier la fréquence entre 5 et 20 kHz
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Longueurs d’onde possibles :
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diode laser : 790 / 805 / 810 / 808 / 9xx / 1060 / 1470 / 1550 / 1650 / 1940 nm ; les plus courantes pour la soudure des thermoplastiques sont 808 et 940 nm
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laser CO2 : 10 600 nm
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Choisissez le laser pour la soudure des thermoplastiques
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
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Conseil formation et développement industriel : IREPA LASER http://www.irepa-laser.com
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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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