Un soudage perfectionné au laser pour les polymères.
Dans de nombreux domaines, l'utilisation des polymères (ou plastiques) a permis une réduction considérable du poids et des coûts. Elle a également réduit l'impact sur l'environnement en améliorant la recyclabilité. Le plus souvent, il est cependant impossible de produire une pièce constituée d'un seul bloc et sans raccord. Les raccords sont nécessaires et le soudage laser des polymères est devenu un concurrent majeur des techniques conventionnelles de soudage. Le projet POLYBRIGHT («Extending the process limits of laser polymer welding with high-brilliance beam sources»), financé par l'UE, a fait avancer cette technique. Les chercheurs ont développé de nouveaux concepts de laser à infrarouge moyen, adaptés aux propriétés d'absorption des polymères plastiques. Ils ont augmenté la puissance du laser en combinant plusieurs lasers à diode, et développé une source dans le proche infrarouge et un laser spécifique aux polymères dans additifs. Ils ont utilisé une optique innovante de modelage du faisceau pour modifier l'intensité des sources laser afin d'améliorer les paramètres de soudage. Les chercheurs ont également élargi la gamme de matériaux compatibles, en développant des polymères et des additifs adaptés aux longueurs d'ondes utilisées. En fait, l'un des principaux problèmes, le soudage de composants blancs comme les cuves de lavage, a été résolu grâce aux travaux de POLYBRIGHT. Des améliorations des performances de traitement, dont une technologie améliorée de régulation thermique et une numérisation à grande vitesse, associées à des machines d'assemblage facilement reconfigurables, permettront d'atteindre une productivité et une fiabilité élevées tout en réduisant les coûts. Le projet a développé trois concepts différents de machine prototype pour combiner les nouvelles sources laser forte puissance, les optiques et les techniques de numérisation à grande vitesse. Les prototypes ont été conçus pour répondre aux demandes des entreprises européennes partenaires dans les secteurs de l'automobile, des produits blancs et des appareils médicaux. Les prototypes ont bien fonctionné en termes de productivité, qualité, temps de cycle et de répétabilité du processus. Tous les tests ont validé la compétitivité du soudage laser des polymères par rapport aux techniques actuelles de soudage. Le site web de POLYBRIGHT présente des exemples de réussites et propose de la documentation, des bulletins et des vidéos. Les avancées du projet permettent de surmonter les barrières de qualité et de vitesse qui ont jusqu'à présent empêché la mise en œuvre du soudage laser des polymères. Elles ouvrent de nouveaux marchés aux systèmes à laser et placent l'UE en position compétitive sur la scène mondiale.
Mots‑clés
Soudage au laser, polymères, techniques soudage, soudage laser des polymères, sources lumineuses à forte puissance, infrarouge moyen, lasers à diode, optique de modelage du faisceau, technique de régulation thermique, numérisation à grande vitesse
