Les systèmes laser sont reconnus pour leur capacité à traiter pratiquement tous les types de matériaux ; cependant, les matériaux durs, fragiles et transparents tels que le verre, le saphir, la fibre acrylique ou la céramique présentent des exigences particulières. « Lors de la découpe du verre et de la céramique, il est essentiel de privilégier des arêtes de coupe nettes, une haute précision, une stabilité à long terme et, simultanément, l’absence d’usure des outils de coupe », explique Georg Hofner, porte-parole du conseil d’administration de Scanlab, exposant au salon LASYS. Les propriétés uniques du verre constituent un défi particulier pour les systèmes laser : le verre est fragile, transparent à la lumière visible, possède une faible conductivité thermique et, en cas de chauffage non uniforme, accumule des contraintes pouvant entraîner des fissures. « Par exemple, les coques arrière en verre trempé des smartphones ne peuvent pas être découpées par les méthodes conventionnelles. Dans ce cas, seuls les lasers permettent de réaliser des processus de découpe efficaces et économiques », précise Christof Siebert, responsable de la division micro-usinage chez Trumpf Laser- und Systemtechnik. D'après les experts de Trumpf, la découpe au diamant s'avère peu flexible. Ils estiment qu'il est difficile d'obtenir des contours variables. De plus, ils affirment que des fissures apparaîtraient lors du fraisage, nécessitant un post-traitement important et augmentant ainsi les coûts. Ces dernières années, il a été démontré que les systèmes laser à impulsions ultracourtes sont idéaux pour l'usinage de matériaux fragiles et transparents. « Les impulsions ultracourtes, de l'ordre de la picoseconde et de la femtoseconde, ne génèrent aucune chaleur, et un processus efficace permet des vitesses de coupe élevées. Nos lasers à régulation multiple réalisent des coupes tout en garantissant une grande fiabilité du processus », poursuit Siebert.
Pour garantir des arêtes de coupe de haute qualité et un fonctionnement flexible et économique, des systèmes de balayage tels que ceux de Scanlab sont également utilisés. « L'association de lasers à impulsions ultracourtes et de systèmes de balayage permet un usinage quasi simultané. Grâce à l'ablation à froid par scanner, le matériau à usiner – par exemple, du cristal de saphir – n'est pas fondu mais vaporisé directement. Le procédé consiste à suivre précisément le contour avec le scanner et exige un haut niveau de précision et de répétabilité de la part du système de balayage », explique Hofner. Selon lui, pour les matériaux fragiles et transparents, les têtes de balayage dotées d'une dynamique particulièrement élevée et d'une technologie de contrôle innovante sont idéales.
« Le système de balayage accélère selon une trajectoire nominale précalculée, toujours à l'accélération maximale possible, évitant ainsi les erreurs de suivi et les imprécisions d'usinage », ajoute Hofner.
Rofin, participant au salon LASYS, propose une nouvelle technologie. Le Dr Roland Mayerhofer, responsable du département principal de recherche, développement et production chez Rofin Baasel Lasertech, explique : « Notre système laser SmartCleave utilise des impulsions laser ultracourtes aux propriétés optimisées. Un procédé de filamentation laser garantit la séparation de matériaux fragiles et transparents de manière rapide, sans résidus et sans interstices. » Il permet également de découper des contours irréguliers, même avec de petits rayons de courbure, en une seule passe. « Ce nouveau procédé est la solution idéale pour réduire les opérations de correction mécanique, coûteuses en temps, en argent et en main-d’œuvre, à quelques étapes seulement », commente le Dr Mayerhofer. Ces nouvelles technologies ouvrent la voie à une vaste gamme d’applications : écrans de smartphones en verre trempé ou non trempé, en cristal de saphir, écrans de télévision, d’ordinateur et de tablette, produits LED et OLED, composants microélectroniques, substrats en verre pour circuits intégrés, composants optiques, montres, dispositifs médicaux, verre architectural et domestique, ainsi que semi-conducteurs et céramiques.
Un autre participant au salon LASYS, Wallburg, est parfaitement adapté à l'industrie de l'imprimerie et à de nombreux autres secteurs. « Nos systèmes de découpe de fibre de verre et acrylique, entre autres matériaux, permettent un travail précis et économique, car ils sont flexibles et parfaitement adaptés aussi bien à la production à l'unité qu'à la fabrication en grande série », explique Jürgen Wallburg, directeur général de l'entreprise éponyme.
Pour la découpe de fibre acrylique, il est primordial d'utiliser le matériau approprié afin d'éviter les fissures de contrainte. « De plus, le système laser doit permettre un contrôle précis et fonctionner avec une impulsion rapide », ajoute M. Wallburg, « pour une coupe nette et précise. »
Le secteur du laser est en pleine innovation, comme en témoignera le salon LASYS 2016. Le perfectionnement des systèmes laser a permis un usinage toujours plus économique des matériaux fragiles. Mais ce n'est qu'une infime partie de la vaste gamme de solutions d'usinage laser qui seront présentées à LASYS 2016. Un programme complet viendra compléter l'exposition. L'un des points forts du salon est l'événement « Stuttgarter Lasertage SLT », qui fait le lien entre la recherche et l'industrie.
