25 Novembre 2012  |  Traitement de surfaces
Publié dans La Revue POLYTECHNIQUE 09/2012

Nouveauté mondiale à Genève dans l’ablation laser

Pierre-Henri Badel*

Le groupe GF AgieCharmilles vient de lancer une nouvelle machine d’usinage par ablation laser destinée au secteur médical, des transports, de l’énergie et des télécommunications. Sa principale innovation réside dans sa capacité de traiter des pièces de très grande taille.
 
Le nouveau modèle Laser 4000 5Ax est dédié à la structuration des surfaces des moules d’injection pour les matières plastiques. Cette tendance toujours plus poussée à l’enrichissement esthétique des surfaces des pièces en contact visuel et tactile avec les utilisateurs de ces produits, commence à s’étendre à une multitude de secteurs. «Prenons l’exemple de la fabrication des flacons de parfum. Il y a dix ans, 10 % seulement des bouteilles étaient pourvues d’une structuration» note Jean-Paul Nicolet, responsable du marketing et du support des ventes de l’entité en charge des nouvelles technologies.
La tendance à la structuration des surfaces n’est pas uniquement stimulée par l’effet esthétique que cela apporte aux objets, mais a aussi des raisons fonctionnelles, par exemple quand il faut leur apporter un effet antiglisse ou antidérapant. C’est cette évolution qui a fait le succès de la ligne de machines d’usinage par laser développée par l’unité de production de GF AgieCharmilles à Genève.
Cette activité a été héritée par le groupe suite au rachat, en janvier 2009, de l’entreprise AF Laser de Chambéry. Le nouveau modèle lancé en première mondiale à Genève constitue la version la plus volumineuse de la gamme laser de l’entreprise. Il permet de structurer des pièces très volumineuses selon cinq axes, avec une très grande finesse et précision.
 
La nouvelle machine Laser 4000 5Ax de GF AgieCharmilles présentée par Jean-Paul Nicolet, responsable du marketing et du support de vente de l’entreprise en charge des nouvelles technologies.
(Photo: Pierre-Henri Badel)
 
Un procédé d’usinage entièrement automatisé
La technique de structuration par ablation laser permet de reproduire l’état des surfaces des pièces avec une très grande qualité, par rapport au procédé chimique qui se base sur des masques de taille fine que l’on applique manuellement sur les pièces. Ce procédé à l’inconvénient d’être très gourmand en main-d’œuvre et de comporter des inégalités nettement visibles dans les zones de transition entre les différentes applications. Pour sa part, le procédé de structuration par laser nivelle totalement ces deux inconvénients majeurs. Il ne nécessite pas de faire appel à des produits chimiques, néfastes pour l’environnement et le personnel en contact avec les pièces lors du traitement. Le faisceau laser, qui évolue sur une tête d’usinage commandée sur cinq axes, est piloté directement à partir des données extraites du programme de conception assistée par ordinateur.
Cette machine permet d’accueillir des moules pouvant facilement atteindre 3 m de longueur et pesant jusqu’à 18 tonnes. Cette particularité est due au fait que les pièces à usiner sont déposées sur un plateau fixe, directement au niveau du sol. C’est donc la tête d’usinage qui se déplace le long et autour de la pièce. La source laser est, quant à elle, montée sur le bras de la potence, les axes 4 et 5 étant fixés à l’extrémité de l’axe Z.
 
Un procédé répondant aux exigences actuelles du marché
Dans l’industrie des produits de luxe, grâce à cette méthode de structuration des surfaces des moules, on peut simuler, par exemple, avec une très grande précision l’aspect du cuir, avec ses coutures et les inégalités de la granulométrie dues à la matière, sur des pièces en plastiques. Par ailleurs, comme on travaille à partir des données numériques, toutes le structures reproduites de cette manière sont archivables et donc parfaitement reproductibles sur d’autres pièces.
Même avec le procédé de structuration par ablation laser, la vitesse d’usinage ne dépasse pas 2000 mm/s si l’on veut assurer un bon niveau de précision. Et les couches usinées de cette manière doivent être comprises entre 1 et 10 µm pour atteindre un état de surface de suffisamment bonne qualité. L’opération est donc plus lente que le gravage chimique, mais elle est entièrement automatique et ne nécessite pas de recourir à une main-d’œuvre professionnelle hautement qualifiée qui devient toujours plus rare. Par ailleurs, il permet de procéder avec un plus important nombre de couches (facilement une centaine), alors qu’avec le procédé chimique, à partir de six à huit couches, cela s’avère difficile pour des raisons de précision et de positionnement des films.
 
La tête qui supporte la source laser est montée sur une potence fixée sur le portique de la machine.
(Photo: Pierre-Henri Badel)
 
Un traitement informatique en trois étapes
L’exploitation des fichiers informatiques de la conception assistée par ordinateur se déroule en trois phases, car il n’existe pas (encore) de logiciel traitant l’ensemble du procédé en une seule phase. La première consiste, grâce au logiciel Rhinoceros, de générer le maillage de la structure sur la surface des objets. Un logiciel développé par les ingénieurs de GF AgieCharmilles sous le nom de Laser Design, pilote le déplacement de la tête d’usinage tout en évitant les collisions avec des pièces à usiner.
Enfin, les données sont transférées dans le logiciel de modelage UV Layout pour obtenir une vision de l’aspect final atteint après traitement. On peut ainsi modifier encore les phases d’usinage en fonction des exigences du client final.
 
 
Agie Charmilles New Technologies SA
1217 Meyrin 1
Tél: 022 783 37 06
 

* Ingénieur ETS, journaliste spécialisé


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