Le laser femtoseconde : propre et sans bavures
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Rencontre avec Emric Verwaerde, directeur commercial de Laser Cheval, qui nous parle de cette nouvelle technologie de laser qui permet de « diminuer considérablement les temps de process ».
Avec une quarantaine de salariés, Laser Cheval est spécialisée dans les applications laser et plus particulièrement dans la conception et la réalisation de machines de micro-usinage, microsoudure et microdécoupe par laser. Implantée à Pirey, au nord-ouest de Besançon (Doubs), le premier fabricant français de lasers industriels est intégré au groupe familial français IMI (800 personnes), spécialisé dans la micromécanique. Entretien avec son nouveau directeur commercial, Emric Verwaerde, en poste depuis 2017.
Votre principal marché étant le luxe, qui s’est fragilisé ces dernières années. Le secteur présente-t-il des signes de reprise ?
Emric Verwaerde. Le segment de la haute horlogerie a souffert ces deux dernières années avec une baisse d’environ 15%. Nous avons subi les conséquences de cette baisse de marché. Toutefois, nous avons trouvé des relais de croissance sur d’autres secteurs et l’année 2017 a été marquée par une augmentation de près de 10% de l’activité. 2018 s’annonce sur la même lancée. Nous avons beaucoup travaillé ces dernières années sur l’évolution technique de nos machines, désormais nous commençons à en ressentir les effets positifs. Nous avons reçu des demandes de nos clients de remplacement d’anciennes machines, pour qu’ils puissent se doter d’équipements de nouvelles technologies.
Justement, quelles sont ces nouvelles technologies ?
Dans le laser, nous observons des évolutions fortes vers des impulsions de plus en plus courtes, pour éliminer les effets thermiques du laser sur la matière, mais aussi pour réduire les temps de cycle. Nous travaillons depuis 20 ans sur des durées d’impulsion de l’ordre de cent nanosecondes. Bien sûr, tous les marchés ne seront pas concernés par cette évolution. Nous ciblons plutôt le luxe, le médical et l’industrie de pointe, comme l’aéronautique. En 2016, nous avons présenté notre machine Quartz équipée d’un laser picoseconde. Cette année, nous avons exposé à l’EPHJ (le salon de la sous-traitance en horlogerie-joaillerie et des microtechnologies, qui se tient chaque année à Genève, Ndlr), une machine Saphir intégrant un laser femtoseconde. Soient des durées d’impulsion 1 000 fois plus courtes.
Qu’est-ce qui caractérise la technologie du micro-usinage laser ?
Dans le domaine du micro-usinage, nos clients ont besoin de précision, de bons états de surface mais également de ne pas altérer leurs pièces. Pendant la durée de ces impulsions ultracourtes, nous délivrons une puissance crête très importante, mais peu d’énergie, nous obtenons un procédé quasi athermique. Il n’y a pas de particules de métal en fusion, pas de redéposition, pas de bavures, pas d’oxydation. Cette grande puissance apportée pendant des temps très courts, associée à des fréquences de répétitions très élevées, nous permet de diminuer considérablement les temps de process. Les phases de finition, polissage, passivation, peuvent également être supprimées ou réduites de manière drastique. Sur des inox, entre un laser nanoseconde et femtoseconde, la rapidité du process peut être multipliée par trois.
Les lasers les plus rapides peuvent travailler jusqu’à combien de femtoseconde ?
250 à 400 femtosecondes. C’est moins que le temps nécessaire à la matière pour changer d’état. Et nous sommes capables de répéter ces tirs à une fréquence pouvant aller jusqu’à 2 MHz.
Ce qui signifie que certains effets néfastes n’ont pas le temps d’être transmis à la matière…
Du coup, nous n’allons pas transmettre de chaleur au matériau, donc, pas de fusion, pas de redéposition, pas de bavure. Nous n’observons quasiment plus aucune altération thermique de la matière, donc aucun phénomène d’oxydation de surface, ce qui est une contrainte très importante dans le médical. En concentrant une puissance considérable sur un diamètre de l’ordre de 10 microns pendant un temps très court, nous arrivons à travailler des matériaux transparents comme le verre ou le saphir, que nous parvenons à graver en surface comme à l’intérieur.
Quel serait le prochain saut technologique chez Laser Cheval ?
Nous avons une contrainte qui n’est pas encore levée : nous ne sommes pas capables de transmettre le laser femtoseconde par de la fibre optique, ce qui n’est pas le cas sur une machine picoseconde. Pour le moment, nous sommes obligés de transporter le laser par des chemins optiques rigides, par des jeux de miroirs. La prochaine grosse évolution sera certainement le laser femtoseconde fibré.
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