26 Mai 2016  |  Expositions
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 04/2016

Laser et traitements de surface à Stuttgart

Du 31 mai au 2 juin 2016 se tiendra à Stuttgart un florilège de salons professionnels très spécialisés, parmi lesquels nous avons retenu LASYS, consacré aux techniques du laser et O&S, qui a trait aux solutions de traitements de surfaces.

Parallèlement à LASYS 2016 se tiendront au Parc des expositions de Stuttgart d’autres salons spécialisés qui ne manqueront pas de créer de fécondes synergies pour les visiteurs: Automotive Testing Expo Europe, Engine Expo, Automotive Interiors Expo, Global Automotive Components and Suppliers Expo et Autonomous Vehicle Test & Development Symposium, ainsi que O&S, le salon professionnel international des surfaces et des couches, de même que parts2clean, le salon international pour le nettoyage industriel des surfaces et des pièces.
 
Lors de LASYS 2014.
 
LASYS 2016 – Points forts: le micro-usinage et la structuration de surfaces
«Le micro-usinage et la finition représentent plus de la moitié du marché mondial des systèmes d’usinage des matériaux par laser», affirme Arnold Mayer, analyste du marché du laser et directeur général chez Optech Consulting. En l’occurrence, le micro-usinage par laser sera en vedette lors de LASYS 2016, de concert avec ce que l’on pourrait appeler a contrario le «macro-usinage», en d’autres termes, l’usinage traditionnel au laser. Cette manifestation biennale, dont c’est la cinquième édition, est à notre connaissance le seul salon professionnel international à se consacrer exclusivement à l’usinage des matériaux par laser.
 
Nombreuses applications grâce aux systèmes laser à impulsions ultracourtes
«Au cours des cinq dernières années, ce sont essentiellement les lasers à impulsions ultracourtes qui ont permis de développer de nouvelles applications dans le domaine de l’usinage de précision et du micro-usinage», explique Siegfried Pause, directeur de LLT Applikation, un exposant de longue date de LASYS.
Le micro-usinage est justement une de ces applications où l’important est d’éviter les déformations, modifications de structure et autres phénomènes thermiques dommageables en bordure des zones traitées, provoquant brûlures et erreurs de forme. Quelques fabricants de machines misent à cet effet de plus en plus sur le laser à impulsions ultracourtes. Une fréquence de laser extrêmement élevée, agissant sur la matière, déclenche des processus d’interaction non linéaires qui entraînent un enlèvement de matière sans impact thermique notable, ce qu’on appelle aussi «ablation par laser» en opposition à «usinage par laser».
Des pièces de très petite taille ou des objets en filigrane, typiques de la microtechnique et de l’horlogerie, sont réalisables sans bavures et sans déformation due à une élévation de température. Siegfried Pause précise: «Avec les systèmes au laser à impulsions ultracourtes, nous avons réussi pour la première fois à obtenir des structures de surface sur des couches minces de très petites dimensions, dans ce cas des éléments optiques, ceci absolument sans toucher au substrat». Beaucoup de secteurs profiteront de cette évolution, comme l’industrie automobile, les techniques médicales, la mécanique de précision, la sensorique, l’optique et l’électronique, les techniques environnementales et de mesure, ainsi que l’industrie de la bijouterie et de la joaillerie.
Jan Wieduwilt, le «pape» du micro-usinage chez Trumpf, énumère d’autres avantages: «Les systèmes au laser à impulsions ultracourtes sont utilisables pour l’usinage en douceur de pratiquement chaque matière. Ils percent des trous fins comme un cheveu dans les métaux même les plus difficiles ou les circuits imprimés, façonnent des stents médicaux dans des tubes de polymère ou découpent des écrans en verre incassable pour les téléphones portables, créent des structures de surface aux cellules solaires à couche mince, découpent des films ultrafins en matière plastique et servent à usiner des pièces en céramique fragile, voire même du diamant».
Dans le secteur de la technique médicale, les lasers sont utilisés pour couper des stents minuscules sans bavures, dont le diamètre du tube est inférieur à 0,5 mm et l’épaisseur de la paroi de seulement 0,1 mm. «Les procédés classiques de coupe humide ne sont tout simplement pas techniquement réalisables dans ce cas», précise encore le directeur de LLT, qui ajoute: «La production économique de stents en technique médicale n’est possible que grâce à la micro-découpe au laser. Les implants peuvent continuer leur miniaturisation et être insérés dans les vaisseaux sanguins particulièrement ténus de la tête et même dans ceux de l’œil».
 
La technique médicale profite des lasers à impulsions ultracourtes comme celui de LLT Applikation: microcut stent, un système d’usinage de précision avec un laser femtoseconde à quatre axes.
 
De nombreuses approches pour améliorer l’efficacité
Par ailleurs, les systèmes au laser pour le micro-usinage démontrent leur rentabilité grâce au développement de nouveaux éléments optiques, appelés DOE ou éléments optiques diffractifs. Ils tirent parti des processus multi-faisceaux dans lesquels le faisceau de laser est scindé en plusieurs sous-faisceaux, ce qui équivaut à décupler l’efficacité des processus pour la création de microstructures.
Des améliorations sensibles de l’efficacité sont également réalisées dans le domaine des processus d’usinage classiques au laser, dans le cas du soudage, par exemple, en utilisant des optiques spéciales pour la mise en forme du faisceau. Dans ce cas, le profil du faisceau est ajusté de manière optimale à la tâche d’usinage envisagée. L’enchaînement du processus au laser avec les opérations qui se déroulent en amont et en aval constitue n autre progrès en termes de rentabilité.
«Le micro-marquage résistant à la corrosion avec des lasers à impulsions ultracourtes, tel que pratiqué pour les instruments chirurgicaux, constitue un autre exemple d’applications que seule l’arrivée de ce genre de laser a permis de réaliser», ajoute Jan Wieduwilt. Selon lui, le fonctionnement sans usure, l’excellent niveau de reproductibilité et la qualité élevée des résultats, parlent également en faveur de la rentabilité du micro-usinage par laser.
 
Pièces de précision réalisées à l’aide d’un système au laser à impulsions ultracourtes.
 
Les fabricants de dalles OLED misent sur le laser
Le procédé au laser appelé «Lift Off», destiné à la confection des écrans OLED (à diodes électroluminescentes organiques, appelées aussi DELo en français) serait, toujours selon Trumpf, un nouveau champ d’application pour l’industrie électronique. Les écrans courbes rigides – et à l’avenir souples – ont des applications multiples et souvent fort originales, pour les vêtements dits «intelligents» (wearable) et les appareils connectés qu’on porte au corps, notamment sous forme de lunettes, de «patches» ou de bracelets, par exemple. À cet effet, les fabricants enduisent les plaques de verre du support avec un film de polyimide, qui sert de substrat pour l’affichage souple. Des diodes électroluminescentes organiques OLED sont déposées sur cette matière plastique. Après le processus d’enduction, un faisceau laser sépare l’écran OLED de la plaque de verre qui a fait office de support au cours de l’opération. Pour cette technique, Trumpf a développé un nouveau procédé basé sur des sources de laser à état solide. «Contrairement aux lasers à excimère (ultraviolet) utilisés jusqu’ici pour ce genre d’application, cette source de laser ne nécessite que très peu d’entretien, rallonge la durée de fonctionnement du système et réduit par conséquent les coûts de production. Les impulsions très courtes font que ce processus est particulièrement efficace, puisqu’une seule impulsion suffit pour traiter une plus grande surface», résume Jan Wieduwilt. Il voit d’autres potentiels du micro-usinage au laser, dans la tribologie par exemple – en l’occurrence la structuration des surfaces –, ainsi que pour l’usinage de matériaux d’avenir tels que les polymères avec renfort en fibre de carbone (PRFC), utilisés en particulier pour la construction allégée dans l’aviation et l’automobile.
 
La fabrication additive également en vedette
Sur les stands des quelque 200 exposants qui seront présents à LASYS, les utilisateurs de tous les secteurs et métiers concernés auront l’occasion de s’assurer de leur compétence en matière de micro-usinage assisté par laser. Des experts chevronnés répondront aussi bien aux questions techniques qu’économiques liées à l’utilisation de systèmes utilisant le laser pour l’usinage. La forte orientation du salon vers les utilisateurs se reflétera dans l’espace appelé «Rapid Area» – un stand collectif consacré à la fabrication additive, organisé pour la première fois dans le cadre de cette manifestation –, ou encore dans le programme d’accompagnement au contenu diversifié, comme le forum «Lasers in Action» s’inscrivant dans une approche pragmatique qui invite les visiteurs – du débutant au spécialiste du laser – à remettre à niveau ou à élargir leur bagage technique.
 
Lors d’O&S 2014.

O&S 2016: les solutions de traitement de surface en point de mire
Nouveautés pour cette édition: des visites guidées organisées quotidiennement et un forum des utilisateurs. Pour ce dernier, l’appel à communication a été couronné de succès. L’édition 2016 du salon biennal O&S s’articulera autour des thèmes majeurs que sont l’efficacité énergétique et l’utilisation rationnelle des matériaux et des ressources tout au long des processus de revêtement, ainsi que le prétraitement respectueux de l’environnement et surtout, les nouveaux systèmes de revêtement lancés sur le marché depuis l’entrée en vigueur de la réglementation REACH (règlement de l’Union européenne adopté pour mieux protéger la santé humaine et l’environnement contre les risques liés aux substances chimiques, tout en favorisant la compétitivité de l’industrie chimique dans l’UE).
Parmi les thèmes dominants de ce salon figurent non seulement la galvanoplastie, mais aussi le traitement industriel des surfaces par plasma et le micro-usinage des matériaux. O&S est le principal salon de la filière galvanoplastique. Cette manifestation s’adresse à tous les cadres supérieurs, acheteurs, développeurs et responsables d’exploitation des secteurs de la construction de machines et d’équipements, l’industrie automobile et les équipementiers, l’industrie métallurgique, l’électronique et l’électrotechnique, ainsi qu’à la fabrication de dispositifs médicaux. Comme pour LASYS, des visites guidées seront organisées quotidiennement autour des thèmes suivants: «Les surfaces de l’avenir – Présentation de revêtements multifonctions conformes à la réglementation REACH» et «Les appareils et équipements conçus pour maximiser la qualité et la fiabilité des processus».
Organisé dans le cadre du salon, le Forum des utilisateurs est à la fois un lieu de rencontre transdisciplinaire et une tribune accueillant de nombreuses interventions sur les problèmes majeurs du traitement de surface. Une traduction simultanée est assurée d’anglais en allemand et vice versa. Les communications portent sur les thèmes suivants: l’efficacité énergétique, l’utilisation rationnelle des matériaux, les matériaux de construction légère et le traitement approprié de leur surface, les nouveaux procédés de galvanoplastie, les techniques de CVD, PVD, la mise en peinture et la pulvérisation thermique, les caractéristiques et utilisations des revêtements, Industrie 4.0 et le traitement de surface, les appareils, équipements et procédés, l’assurance de la qualité et l’optimisation des processus, les réglementations (REACH, CE) et leur impact, ainsi que les mesures d’encouragement en faveur de l’industrie et de la recherche.
 

Infos pratiques
Lieu: Stuttgart, Messe Stuttgart
Dates: du 31 mai au 2 juin 2016
Horaire: Chaque jour de 9 h à 17 h
Ticket d’entrée en ligne: www.lasys-fair.com/ticket
Site Internet: www.messe-stuttgart.com
Organisation: Deutsche Messe AG
Logistique: Landesmesse Stuttgart GmbH


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