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Micronora, salon international des micro techniques et de la précision, se tiendra du 25 au 28 septembre 2012 à Besançon.

La demande est encore très forte pour cette édition et le salon était complet six mois avant son ouverture. Il y aura 600 m² de surface en plus pour 3,5 % d’expo-sants supplémentaires. 34 % d’étrangers et 27 % d’exposants régionaux, ce qui im-plique 73 % d’entreprises extérieures à la région. Comme lors de chaque édition, un espace d'exposition appelé « Zoom » sera dédié à une technologie particulière : cette année, le laser sera ainsi mis à l'honneur, pour fêter les 50 ans du laser industriel.

L'objectif du Zoom est d'illustrer les ca-pacités du laser au niveau industriel et de montrer l'étendue des applications.

Le « Zoom laser » est ouvert à tous les exposants de Micronora dont l'offre com-merciale ou technologique inclut des composants, des systèmes ou des solu-tions intégrant une source laser. L'ob-jectif du zoom est non pas de présenter chacune de ces offres, mais de promou-voir collectivement les applications in-dustrielles du laser, en s'appuyant sur les développements réalisés au sein des entreprises participantes. Ainsi, un large choix de systèmes, d'échantillons mais aussi de films et de photos, permettront aux experts présents d'illustrer les sujets traités au sein des six îlots thématiques. Parallèlement à cette approche globale, des exemples précis seront présentés soit sous forme d'animations, soit lors de conférences.

Le « Zoom laser » est organisé en six îlots thématiques présentant chacun, de façon très pédagogique, un type d'applications industrielles mettant en œuvre un laser. Sur chaque îlot, des panneaux illustreront les différentes applications industrielles du laser en allant du domaine macro- scopique vers le domaine microscopique. Plusieurs démonstrations de systèmes la-ser seront organisées sur les divers îlots sur la durée du salon.

Le salon Micronora avait cette année choi-si de se transporter dans le bordelais pour ses journées techniques préparatoires ou-vertes à la presse et donc orientées tech-nologies et applications laser.

Entre le laser Mégajoule et le vivier bouillonnant de constructeurs de sources et de machines spéciales, il est patent qu’un véritable pôle technologique existe, qu’il figure dans le peloton de tête et qu’il y a là un vrai gisement d’emplois nouveaux ainsi que de solutions de productivité à haute valeur ajoutée.

Un zoom technologique à ne pas manquer et des entreprises à suivre de près. Voici quelques exemples de ces applications techniques du laser :

Laser Cheval développe des solutions laser sur mesure

Laser Cheval possède aujourd'hui un savoir-faire qui marie mécanique de précision, automatisme, infor-matique, optique, électronique et procédés d'usi-nage par laser… et une expertise qu'elle met au ser-vice de la construction de machines spéciales.

Les applications laser à Micronora 2012

par Dominique Duboisdubois.dominique@gmail.com

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« Cela fait maintenant 40 ans que nous sommes dans le laser. D'abord pour nos propres besoins, en-suite dans la sous-traitance, puis dans la construc-tion de machines (environ 1000 machines vendues dans le monde). Aujourd'hui, nous investissons tous les champs de la micro-mécanique et des micro- techniques (découpe, marquage, gravure, usinage, assemblage…). Notre force est d'être à l'interface entre les besoins des industriels et la connaissance de tout ce qui se fait chez les constructeurs de sources, les centres techniques, les laboratoires… Partant d'un besoin client, nous déployons nos sa-voir-faire d'intégrateur pour construire autour des meilleures sources tous les éléments constitutifs du process incluant les automatismes, les systèmes de vision, le soft et surtout les paramètres laser ». Après la grande aventure du LEM de marquage (environ 50 % de parts du marché français dans ce domaine !), Guy Delmer, directeur de Laser Cheval Besançon, explique que le marché des machines spéciales se développe de plus en plus (près de 10 machines vendues cette année). « Un secteur d'acti-vité très porteur qui correspond bien à nos facultés d'adaptation à la demande et qui participe à orienter puis structurer notre offre de machines standard ».

Virolage du spiral de montre

En horlogerie, la virole est une pièce cylindrique (environ Ø 1 mm) qui sert à fixer le spi-ral sur le balancier. Un horloger suisse souhaitait passer d'un virolage collage-sertissage au soudage laser, sachant que le

ressort spiral a une épaisseur de 30 µm et une hau-teur de 140 µm. « La difficulté de mise au point de la machine que nous avons conçue tient au nombre de contraintes intervenant dans le soudage : un posi-tionnement très précis (pour ne pas modifier la base de temps du spiral), un bon maintien des éléments, une parfaite planéité et l'absence de déformation après soudage laser ». Dominique Cilia, directeur technique, précise que l'opérateur dispose pour cela d'une aide par vision pour garantir une bonne fia-bilité et reproductibilité des conditions opératoires. Sans oublier le choix du laser et les paramètres de soudage.

Souder des éléments du « Start and go »

Certaines voitures sont aujourd'hui équipées de la fonction « Start and go » qui stoppe le moteur aux arrêts et basse vitesse et le redémarre automatique-ment. Pour le soudage d'une patte sur le cylindre d'un petit moteur électrique « Start and go » sur-monté d'une collerette, Laser Cheval a été contac-té par un équipementier « exigeant », car la patte fait 3 mm d'épaisseur et la collerette 0,3 mm. Deux soudures circulaires propres et homogènes, sans aucune déformation, avec planéité rigoureuse et défaut de circularité de l'ordre de 4-5 µm. Là encore, toute la valeur ajoutée du process tient à la somme d'expériences et au choix des bons paramètres de soudage.

Marquage laser avec vision

Laser Cheval a développé une machine de marquage au laser qui grave des composants de microméca-nique avec une précision proche de la dizaine de microns et traite en autonomie jusqu'à 1200 pièces par lot de fabrication pour les pièces les plus petites. Pour cela, le système de vision Laser Cheval localise automatiquement chaque pièce à usiner, quelle que soit sa position sur le plateau et communique ses informations au système d'axes motorisés qui pilote la machine.

Une visite impressionnante

« Les entreprises de la région Aquitaine bénéficient, du soutien sans faille de la Région, de la présence du Mégajoule, du support des labos, des Universi-tés, d’ALPhANOV et du CEA. Elles sont donc bien armées pour aborder les années qui viennent, malgré une conjoncture qui soulève de multiples interroga-tions » déclare le président Alain de Salaberry, pré-sident du directoire de Quantel, président d’ALPhA Route des Lasers.

L’organisation des TPE et des PME en clusters repré-sente, en France, une voie décisive de redressement de la compétitivité des entreprises pour dépasser les

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obstacles de la structure de son tissu économique, de la crise économique et de la mondialisation du marché.

Tous les observateurs sont unanimes, la taille des entre-prises françaises est un lourd handicap dans la compéti-tion mondiale. Les regrou-pements en pôles de com-pétitivité, clusters, grappes d’entreprises, ou encore en pôles régionaux d’innovation, sont une véritable opportuni-té. À ce titre, le pôle de com-pétitivité Route des Lasers représente la voix de l’Aqui-taine dans le domaine de la photonique, technologie clef du XXIe siècle reconnue par l’Europe et l’État.

Aujourd’hui, en accord avec sa stratégie de partenariat pour le développement d’activité et l’investissement dans ses TPE et PME, le Pôle a décidé de porter cette action au niveau de l’Europe en proposant des rencontres d’affaires entre entreprises (de la TPE/ PME au end-user) de clusters européens. Cette ini-tiative rassemble l’Allemagne, la Belgique, l’Ecosse, l’Espagne, la Finlande, et l’European Photonics Industrial Consortium (EPIC) dans un projet d’inter-clustering dit de « smart specialization » baptisé Eu-ropean Photonics Cluster Networking for business (EPCNet for Business).

Belle initiative mais qu’en est-il au niveau des micro- ou mini-entreprises qui composent ce cluster ? Après une visite, certes rapide mais passionnante grâce à la disponibilité et la simplicité des dirigeants et chercheurs, il se confirme ce qui est annoncé plus haut : toutes ces entités sont plus complémentaires que concurrentes et elles sont à la pointe de « l’état de l’art », la frontière entre la recherche appliquée de niveau universitaire et la mise en production indus-trielle étant ici particulièrement ténue. Voici quelques-unes de ces entreprises, sachant que pas moins de 39 d’entre elles seront présentes à Micronora.

ALPhANOV

ALPhANOV est le centre technologique du pôle de compétitivité aquitain Route des lasers.

Il propose à ses clients et partenaires de les accom-pagner tout au long du processus menant d'une idée innovante à un produit commercial :  participation à des projets collaboratifs, visant à accélérer le transfert technologique entre les labora-toires de recherche et les entreprises ou à aider ces dernières à développer des produits innovants ; prestation sur mesure pour répondre, grâce aux moyens techniques et humains du centre, à des pro-blématiques technologiques ou industrielles ; faisabilité & validation de procédés et fabrication de petites séries et enfin, accompagnement techno-logique à la création d'entreprises.

Il mène aussi ses propres recherches dans ses do-maines de compétences, notamment avec le fameux projet MEGAJOULE.

Micro-usinage laser : étude des différents phéno-mènes d'interaction laser/matière ; application de ces phénomènes à tout type de matériau, y com-pris les tissus vivants ; mise au point de procédés industriels.

Lasers : développement de composants et de sources laser, notamment à base de fibres optiques spéciales, maîtrise des techniques de mise en œuvre de ces éléments, élaboration de nouvelles architectures.

Systèmes : étude et réalisation de systèmes à cœur optique et laser, prestation de service en spectros-copie et imagerie Terahertz, adaptation de micros-copes, réalisation de systèmes de micro-usinage laser.

Un nouveau bâtiment est en construction en parte-nariat avec l’Institut d’Optique de Paris. Le centre forme des opérateurs lasers et à la sécurité face aux lasers. Trois parcs industriels sur le campus sont gérés par une société d’économie mixte. Plus de

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200 emplois ont été créés par la dynamique de la « route des lasers ». 230 projets labélisés, avec 50 % de réussite, 21 sociétés implantées et 24 start-up.

Parmi les applications ayant débouché sur une appli-cation industrielle promise à un grand avenir, citons la gravure de datamatrix dans l’épaisseur même de verres, même très fin comme des ampoules de vac-cins, ceci grâce à un laser femto et des impulsions nano-joules. (Le matériau devenant absorbant au point focal et voyant son indice de réfraction mo-difié). Le point focal est tellement petit que la puis-sance est de quelques megawatts de façon très courte. Cela suffit pour sublimer le matériau sous forme de plasma et avec une avance de 750 mm/s. Il existe maintenant un femto seconde en 20 W, ce qui est considérable.

0,1 seconde suffit pour graver un tel datamatrix qui apparaît coloré, dans un réseau de diffraction. Autre gros marché, la découpe de dalles de smartphones, les fenêtres à changement d’aspect, les logos fan-tômes ou les métaux hydrophobes.

Les lasers nano-seconde gardent leurs niches d’ap-plications, car s’ils échauffent plus la matière, leur productivité est nettement plus élevée. Par exemple un tel laser monté sur un microscope inversé et une lentille grand champ permet de focaliser sur 2 µm, mais dans un champ de 100 x 100 mm. Des applica-tions en chirurgie ophtalmologique pour remplacer les lasers Excimer, bien moins précis. Une machine de marquage ainsi équipée et travaillant en 5 axes graverait à grande vitesse les solides les plus com-

plexes. Du perçage aussi est possible, typiquement 300 µm, mais 100 µm sont possibles. A noter qu’un tel appareil peut percer comme un trépan et ainsi éviter la conicité des trous percés avec un laser. Le pelage local des composites est aussi en dévelop-pement avec un phénomène d’auto-cicatrisation de la matière. La dernière édition de LASYS en juin, à Stuttgart mettait aussi l’accent sur le laser dans les composites.

AMPLITUDE SYSTEMES

Implantée à Bordeaux, Amplitudes Systèmes a pour vocation le développement, la fabrication et la commercialisation de sources lasers ultra-brèves de nouvelle génération. Utilisant la techno-logie du pompage par diodes, ses produits consti-tuent des références en termes de compacité et de performances.

Actualités présentées lors de Micronora : Amplitude Systèmes offrira une gamme de 5 systèmes laser femto seconde pompés par diode :

 Satsuma : système laser femto seconde compact fibre à refroidissement à air avec des énergies par impulsion de 20 ƒÊJ et des taux de répétition supé-rieurs à 2 MHz. Tangerine : système laser femto seconde fibre avec des puissances moyennes très élevées (> 20 W) et des énergies par impulsion jusquà 100 ƒÊJ. S-Pulse : système laser femto seconde amplifié permettant des énergies par impulsion supérieures à 2 mJ. T-Pulsex : oscillateur femto seconde compact avec des puissances moyennes élevées (> 5 W) et des énergies par impulsion de 500 nJ. Mikan : oscillateur femto seconde ultra-compact avec des puissances moyennes supérieur à 1 W.

Une femto seconde vaut 10-15 seconde. Une femto seconde (fs) est pour une seconde ce qu'est l'épaisseur de la lettre « I » sur ce papier par rapport à la distance terre-soleil (150 millions de km). Si la lumière fait presque huit fois le tour de la terre en une seconde, elle parcourt seulement 30 microns (l'épaisseur d'un cheveu humain) pendant 100 fs.

Une nano-seconde vaut donc 10-9 secondes. C’est donc un mil-lion de fois plus « long » qu’une femto-seconde. L’énergie au point focal pendant l’impulsion est directement fonction de la durée de celle-ci.

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Amplitude Systèmes a été créée en 2000 et compte aujourd’hui plus de 120 salariés, ses produits sont vendus dans plus de 20 pays et la société dis-pose de 4 centres de recherche situés à Pessac, Evry, Talence et Palaiseau.

Amplitude Systèmes offre la gamme de produit la plus large au monde dans le domaine des lasers ultra-courts, afin de répondre au plus grand nombre de marchés.

EOLITE

EOLITE fabrique des sources pour les intégrateurs et a été créée en 2004. Aujourd’hui 30 personnes fabriquent 150 sources laser par an.

Il s’agit de lasers un peu particuliers, comme ce modèle photonique cris-tal avec une fibre cœur de 80 µm, ce qui est assez gros, en verre de silice. Eolite a aussi des fibres micro- perforés dans le sens de la longueur, en fonction de la longueur d’onde et de la qualité de transmission souhaitée. Ces fibres finlandaises brevetées sont dopées à l’ytterbium et comportent des cannelures et trous de guidage d’air en interne.

 Source à haute puissance de type nano-seconde électriques. 250 W en infrarouge sont possibles à 1030 nm et 250 khz pour découper de 100 à 200 µm d’épaisseur. Très apprécié par les fabricants d’électrodes de batteries pour voitures électriques en Cu ou Al.  Source à haute puissance de type pico seconde HEGOA. Source à haute puissance de type Quasi-CW SIROCCO. Sources sur mesure comme l’OCTO-PUS en multi-fibres, mais mono-source. Là encore, on retrouve un des sujets phare du dernier Lasys avec la découpe automatisée de panneaux solaires. La Chine et l’Allemagne sont d’excellents clients. Un excellent polissage plat ou angulaire est possible. Eolite fabrique ses électroniques de puissance et le rendement atteint 25 % au point focal.

ES TECHNOLOGY

Au-delà de la construction de la-sers standards au design indus-triel, le véritable savoir-faire de ES Technology réside dans la conception et dans la fabrication de machines laser personnalisées. Partant d'une demande spéci-fique, ses équipes d'ingénieurs et de techniciens savent imaginer,

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concevoir et construire une solution sur mesure. Qu'il s'agisse de marquer sur

des produits de tailles va-riables, de procéder à des découpes

selon des schémas atypiques ou de souder avec rapidité et une grande précision, ES Techno-

logy offre son expérience en matière de réalisation de machines laser industrielles.

La fabrication est très intégrée (machines Haas Au-tomation) et il existe un laboratoire d’applications d’ingénierie.

60 à 90 machines sont produites à l’année, dont beaucoup - 50 % - partent à l’export vers l’Alle-magne et la Suisse. 30 personnes collaborent dans l’entreprise qui présentera une machine de micro-usinage 3 D à Micronora avec une intégration de robot incluse. La source laser ytterbium est produite en interne et la structure pyramidale du bâti permet-tra de 2 à 3 µm en précision. Un double mode de production est prévu : en unitaire sur plateau, dédié à l’horlogerie et avec des palettes et un robot en mode production continue automatisée.

ES Technology travaille beaucoup dans le secteur du packaging alimentaire, mais a aussi de beaux pro-jets dans l’éclairage automobile à leds, par exemple, du fait de son expérience dans le soudage fin des

plastiques. Le superbe support de tête laser en alu-minium est produit aussi sur une Haas VF3 et com-prend un filtre anti-réflexion pour protéger la source.

ISP system

Ce constructeur et équipementier laser est orienté vers la mécanique de précision et le positionnement micro- et nano-métrique.

L’entreprise participe au projet Mégajoule et propose une gamme de tables de précision (5 nm), des ac-tionneurs, des positionneurs à vérins, des montures motorisées et des marbres optiques, en complément des deux types de machines de la marque : La DLS, basée sur un laser Yag solide de chez Trumpf, cette machine permet le brasage de puces nues avec un gain de productivité de 150 fois.

Il y a aussi l’ILAS, plus petite, pour le brasage ou le frit-tage de puces. Deux sites de production, à Vic en Bi-gorre et Mérignac occupent 80 personnes, pour 10 000 équipements/an (petites et moyennes séries), 50 ma-chines/an (unitaire et multi- unitaire) ; export direct : 11 % ; croissance annuelle : + 20 %/an sur 5 ans ; R & D : 8 % du CA : 2 brevets/an.

Lasea fait aussi de la maintenance aéronautique spéciale.

LASEA

LASEA est spécialisée en applications laser : sou-dure des plastiques, marquage, micro-usinage et traitement de surface. Ses activités principales : expertise, composants et systèmes OEM, solutions sur mesure/systèmes « clés en main », intégration sur ligne productrice online et offline. Cette entre-prise franco-belge a une expertise particulière dans les lasers femto-seconde.

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Nouveauté présentée lors de Micronora : Lasea présentera sa machine de soudure plas-tique. Cette technique relativement récente, per-met de souder la plupart des thermoplastiques, et ce, avec une très grande précision.

Lasea présentera également sur son stand, ses der-niers résultats de micro-usinage femto seconde, en montrant des réalisations destinées au secteur horloger de luxe.

Ses machines sont conçues avec des sources de chez Amplitude et pour une production en continu. Le logiciel de FAO est propriétaire avec une interface graphique 3 D. La table de la machine est une table optique suspendue, positionnée à +/- 10 µm et 1µm en option super-précision.

IREPA LASER

Irepa Laser est un centre de transfert de technologie spé-cialisé dans la mise en oeuvre des pro-cédés industriels de fabrication par laser

(découpe, soudage métal et plastique, usinage, dé-capage, rechargement, fabrication additive).

Services : études, développement de systèmes, ingénierie, assistance technique, formation, sécurité laser.

Actualités présentées lors de Micronora :

Irepa Laser s’est récemment doté d’une machine spéciale dédiée aux micros applications intégrant un laser sub-pico seconde. Cette plate-forme baptisée « MUSE », Micro Usinage Système Expérimental, permettra la mise en oeuvre d’applications types : micro-perçage, micro-découpe, ablation de couche mince, texturation, fonctionnalisation, gravure, sou-dage de verre…

Irepa Laser propose aujourd’hui des solutions in-dustrielles pour l’assemblage des thermoplastiques sans additifs ou couleurs spécifiques. Il devient éga-lement possible de souder des polymères translu-cides, même en bord à bord. Les domaines d’appli-cation vont du composant micro-fluidique jusqu’aux structures aéronautiques complexes.

Polissage laser de titane

Le Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT d’Aix La Chapelle communique sur ses travaux en polissage laser de titanes.

La rugosité de surfaces fraisées peut ainsi être des-cendue d’un Ra de 0.30µm à Ra 0,08 µm avec un taux de polissage de 3,3 s/cm².

D’habitude, le polissage de titanes et d’alliages de titane comme les TI6AI4V ou Ti6AI7Nb est gros consommateur en temps et en coûts-process. Ceci est dû à la tendance de ce matériau au collage sur les outils.

Le polissage des titanes a donc été tenté avec une source laser pulsée. Ce genre de polissage est re-cherché en pièces médicales , notamment pour des surfaces devant être en contact avec du sang.

De telles surfaces imposent de minimiser les frot-tements entre le sang et le métal, afin de ne pas

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endommager les composants fragiles du sang tels les globules. En outre retenir du sang à la surface d’un implant favorise la formation de caillots et les thromboses.

La méthode utilisée est valable pour des surfaces 3 D et utilise un laser pulsé sur une machine spéciale de polissage.

De nombreux essais ont été menés et qualifiés par des mesures en interférométrie en lumière blanche et en microscopie électronique.

Pendant le polissage laser, la surface est mise loca-lement en fusion, ce qui a pour effet de faire dis-paraître tous les trous et défauts qui sont autant de caches pour les bactéries nuisibles notamment. La solidification derrière la goutte en fusion laisse une surface homogène et beaucoup plus lisse.

Le composant en Ti6AI4V visible sur la droite a été entièrement poli hormis l’extérieur des ailettes. Le temps de cycle est de 2 minutes contre 3 heures précédemment, en manuel.

Il n’y a pas de bavures ou de marches entre les ai-lettes et les surfaces non polies ou au raccordement avec le corps central. Les premiers essais montrent une excellente bio-compatibilité avec les produits sanguins.

Des implants en fabrication directe par laser

Toujours dans un Fraunhofer, mais celui de l’Institute for Machine Tools and Forming Technology IWU, des résultats sur des implants comprenants des cavi-tés et des canaux thérapeutiques. Il peut s’agir de

traitements anti-rejet, pour favoriser l’implantation osseuse ou des antibiotiques ou tout autre produit actif souhaitable.

Ces implants sont des endoprothèses qui doivent remplacer des os ou des fonctions osseuses dégra-dés et sont destinés à rester à vie dans le corps du porteur.

Aujourd’hui, ces prothèses sont fabriquées par coupe de métal, fonderie ou moulage. Néanmoins, certaines zones sont difficiles à usiner, obtenir ou respecter, ce qui limite un peu l’imagination des pro-thésistes pour optimiser ces implants.

Une approche innovante est constituée par la mise en fabrication additive en utilisant aussi bien le dépôt par couches successives, le frittage laser ou plasma, suivant un fichier 3 D CAO.

En outre, avec le frittage direct, différents matériaux bio-compatibles peuvent être utilisés, comme le titane pur, les alliages de titane (Ti-6AI-4V ou Ti-6AI-7Nb), les chrome-cobalt (CoCrMo), etc. Les limita-tions géométriques des procédés conventionnels sont aussi surmontés par cette méthode.

De plus, des additions au fichier enveloppe CAO peuvent facilement être faites qui concernent l’inté-rieur de la prothèse. Des nervures, des porosités d’allégement, des canaux ou des poches peuvent ainsi être prévues. En outre, la mise en fabrication est très rapide et peut permettre la réalisation sur mesure d’après un relevé tomographique (IRM).

Le Fraunhofer IWU a donc développé un type d’im-plant comprenant des canaux et des cavités qui sont également mis en place sur décision de l’équipe soignante. Les fonctions supplémentaires visées

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comprennent une meilleure fixation pour les ciments colles, des produits de remplissage bio-résorbables pour combler des manques ou des jeux exagérés en attendant la reconstruction de l’os.

Bien entendu, la délivrance de produits actifs est possible, pouvant même être commandée de l’exté-rieur et sur le site même. dans le cas de réparation de blessures, de traumatismes ou de tissus endom-magés autour de la prothèse, l’intérêt est immense.

La délivrance d’antibiotiques, mais aussi de cal-mants et d’analgésiques est prévue mais il est aussi possible d’utiliser des canaux pour du drainage de plaies, des prélèvements sanguins voire des pas-sages endoscopiques pour examiner les suites opé-ratoires au plus près.

Des complications éventuelles seront détectées bien plus tôt et sans recourir à des appareils d’imageries médicales lourds et très demandés. Dans l’hypo-thèse où une explantation deviendrait nécessaire, ces canaux pourraient servir à injecter un produit limitant la nécrose de l’os receveur et l’infection envi-ronnante. Ceci signifie du temps gagné pour l’opéra-tion et une meilleure qualité de travail pour le patient, donc aussi des économies pour la santé publique.

Le LASER 4000 5Ax fait progresser l’héritage de GF AgieCharmilles

Soixante ans après l’inauguration des premiers labo-ratoires de recherche et développement (R & D) dé-diés à l’usinage par étincelage (technologie EDM) par GF AgieCharmilles à Genève, la tradition d’innovation de la société se poursuit, avec la présentation mon-diale de la plus grande machine-outil de texturation par faisceau laser du marché. La LASER 4000 5Ax, conçue et fabriquée à Genève, répond directement aux besoins des studios de design de l’industrie au-tomobile et des concepteurs d’habitacles.

La position de GF AgieCharmilles sur le marché des machines-outils date de 1952, année où un scienti-fique russe, en relation avec les inventeurs de l’usi-nage par étincelage (Electric Discharge Machining), a convaincu la direction genevoise des Ateliers des Charmilles de développer des machines-outils fai-sant appel à ce nouveau procédé EDM.

Depuis 60 ans, GF AgieCharmilles a élargi sa gamme, qui comprend aujourd’hui des fraiseuses EDM, des en-fonceuses à électro-érosion, des machines de découpe à électroérosion par fil, des perceuses par étincelage, de l’automatisation, ainsi qu’un service clientèle.

La texturation par faisceau laser représente la der-nière technologie en date ajoutée au catalogue pour étoffer sa gamme de produits, de solutions et de ser-vices orientés client. La LASER 4000 5Ax présente une conception mécanique complètement revisitée,

où la pièce à usiner demeure en position stationnaire au sol, afin de permettre une texturation parfaite des moules grand format pesant jusqu’à 18 tonnes. Les studios de design automobile ainsi que les concep-teurs d’habitacles pourront aisément apposer leurs textures uniques et caractéristiques de leur marque sur des moules de grande taille, donc sur de nom-breuses pièces et composants, tels que les pare-chocs, les tableaux de bord, les panneaux de portes, les consoles centrales, les capots d’airbag ou les optiques avants.

La solide expertise opérationnelle de GF AgieChar-milles ainsi que sa profonde connaissance des pro-cessus de fabrication sont autant d’atouts qui pro-fitent directement aux clients du groupe intéressés par le laser, affirme Jean-José Paccaud, directeur de GF AgieCharmilles New Technologies. « Notre LASER 4000 5Ax illustre parfaitement l’appui que nous apportons aux fabricants d’équipements d’ori-gine (OEM) de l’industrie automobile, et montre comment nos innovations aident nos clients, depuis les premières étapes de la conception d’un produit jusqu’à la production du moule, » explique M. Pac-caud. « Cela prouve que l’innovation permet non seulement de maîtriser des procédés complexes, mais aussi de tirer le meilleur parti de nos technolo-gies existantes pour répondre au mieux aux besoins de nos clients. »

Selon M. Paccaud, les défis de la technologie laser sont très proches de ceux de la technologie EDM. Pour lui, l’intégrité de surface, la précision et homo-généité sont des aspects primordiaux, tant pour la technologie EDM que pour le laser.

Historiquement, GF AgieCharmilles Laser s’est ba-sée sur sa désormais célèbre plate-forme à 5 axes pour développer sa gamme de produits LASER. L’équipe de R & D a adapté le savoir-faire du groupe en matière de 5 axes à la technologie laser, notam-ment en limitant le couple. Le résultat ? La LASER 4000 5Ax : la plus grande et la plus abordable des machines-outils de texturation par faisceau laser au monde, bénéficiant d’une conception mécanique révolutionnaire, puisque la pièce à usiner est posi-tionnée sur un plateau fixe.

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Jean-Paul Nicolet, directeur marketing et support commercial chez GF AgieCharmilles New Techno-logies, souligne que « cette machine répond aux besoins des acteurs mondiaux du marché, qui se doivent de proposer les mêmes standards de qualité dans le monde entier. Elle offre une reproductibilité des processus qui permet justement de garantir de tels standards. » ajoute M. Nicolet.

« Un des principaux avantages de la machine réside en sa capacité à gérer la distorsion tridimension-nelle des textures et à maîtriser les directions de texturation en fonction de la forme des pièces, même pour les plus grandes pièces automobiles », précise M. Nicolet. « Par exemple, avant la présentation de la LASER 4000 5Ax, » souligne-t-il, « il n’existait au-cune solution de texturation par faisceau laser pour un pare-choc de camion au moule pesant de 16 à 18 tonnes. »

« Un pare-choc de camion mesure près de 2,5 mètres de large, et son moule mesure environ 3,5 m de long pour 1,5 mètres de large. Notre innovation consiste à laisser le moule au sol et à faire pivoter les axes de la LASER 4000 5Ax tout autour du moule, permet-tant ainsi de texturer parfaitement toute la surface du moule. C’est grâce au fait que les axes 4 et 5 soient fixés à l’extrémité de l’axe Z » ajoute M. Nicolet, « C’est assez révolutionnaire en matière de textura-tion au laser. »

La technologie laser de GF AgieCharmilles permet de garantir un résultat « à l’identique », puisque ce procédé entièrement numérisé permet aux fabricants de modéliser un concept virtuel, de le prévisualiser sur un écran, et de le reproduire parfaitement sur une pièce.

Pour M. Nicolet, la maîtrise des processus est primor-diale en matière de texturation laser, et la machine dispose de stratégies d’usinage pré-programmées pour garantir des performances d’usinage opti-males, ainsi qu’un meilleur taux d’enlèvement de matière, et une reproduction précise de la texture souhaitée. Selon lui les stratégies d’usinage pro-grammées dans la machine permettent au construc-teur genevois de rendre la technologie de texturation par faisceau laser plus accessible aux utilisateurs,

avec un niveau de maîtrise supérieur. Grâce à cela, la LASER 4000 5Ax peut aussi bien être utilisée par des concepteurs ayant une expérience limitée de la fabrication, que par des opérateurs ayant peu de connaissances en matière de conception.

« Ces stratégies permettent d’obtenir une texturation encore plus aboutie du produit, et facilitent le trans-fert d’un concept numérique vers un moule, en évi-tant les approximations et la distorsion, » ajoute M. Nicolet, en précisant que toutes les machines laser du groupe sont équipées de logiciels qui gèrent faci-lement tous types de fichiers 2 D ou 3 D.

« Notre processus de texturation commence par une image numérique de type bitmap/niveaux de gris créée sur Photoshop ou bien dérivée d’une sur-face naturelle via l’ingénierie inversée sur un scanner 3 D », explique-t-il. « Nos logiciels permettent à l’opérateur de fusionner une pièce virtuelle avec une texture virtuelle, afin de prévisualiser le résultat final.

Toute sorte d’approximation est exclue. Ce qui est visible à l’écran correspond exactement à ce qui sera obtenu sur la pièce. Notre système de cartographie numérique prévoit des chevauchements aléatoires des textures pour garantir une continuité parfaite lors de la texturation du produit fini. De plus, il permet de gérer facilement le phénomène de distorsion. C’est la solution idéale pour satisfaire à la fois les besoins des designers produits et des ingénieurs chargés de la conception du moule. »

KEYENCE : Contrôle par vision dans des conditions extrêmement difficiles

Les équipes de SOFEDIT SAS, qui n’avaient jamais mis en oeuvre un système de vision, ont dû faire face à de multiples difficultés : détection à distance, environnement très pollué, lumière variable, pièce incandescente émettant des radiations et chaleur très élevée.

Sofedit produit des pièces de structures et de sé-curité automobiles, tels que des poutres de pare-choc, des montants de baies, des pieds milieu, des traverses centrales... A la sortie d’un four, un robot place des plaques métalliques dans une presse hy-draulique pour y être embouties.

L’épaisseur des plaques est comprise entre 0,77 mm et 2,3 mm. Les dimensions et les formes sont très va-riées : 150 mm par 700 mm jusqu’à des pièces d‘en-viron 400 mm sur 1,4 m. Une caméra est posée sur chacun des deux montants coulisseaux pour vérifier la position des flancs avant emboutissage. La cadence est de 150 pièces à l’heure. Deux presses sont équi-pées de cette façon et une troisième est en projet. Les caméras sont intégrées dans un réseau Ethernet/IP. La référence de la pièce commande un numéro de pro-gramme qui effectue les mesures de contrôle.

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 TRAMETALSeptembre 201218 

« Pour chacune des pièces, nous avons défini un certain nombre de points de contrôle. Trois ou quatre, jusqu’à 10. La tolérance est de quelques millimètres, mais la détection est particulièrement complexe en raison des conditions d’exploita-tion. Au départ, nous manquions complètement d’expérience. En plus, les conditions dans les-quelles nous devions mettre en oeuvre le système de vision sont quasiment les pires qu’on puisse imaginer : la mesure doit se faire à une distance de 2 mètres, car les pièces sont à 900 °C. L’envi-ronnement est extrêmement pollué. L’éclairage est très variable et les pièces peuvent avoir des surfaces argentées ou brillantes. C’est un véri-table défi pour la stabilité de détection », explique Gilles Boilet, responsable méthodes Maintenance Formage à chaud au sein de Sofedit , à Theil-sur-Huisne dans l’Orne.

« Nous avons choisi Keyence pour la simplicité de mise en oeuvre et de programmation. Nous avons aussi beaucoup apprécié le support technique. Nous les connaissions pour des applications de mesure d’épaisseur ».

Un ensemble très complet de fonctions pour faciliter la mise en oeuvre

18 fonctions d’inspection sont proposées pour permettre une programmation simple. Elles ré-pondent aux besoins des applications de vision les plus courantes (y compris les modes Shape Trax et l’OCR). Chaque mode peut être utilisé seul, dans les situations simples, ou en combi-naison avec d’autres pour réaliser des traitements d’image complexes. En compléments, la série CV-5000 permet d’enregistrer jusqu’à 256 motifs, de manière à prévoir les changements de taille ou de forme d’une cible à contrôler. En outre, la possibi-lité de regrouper les références par cible permet de configurer facilement la fonction de tri pour prendre en compte jusqu’à 256 variations de cible.

Diverses fonctions permettent une détection stable en dépit des conditions d’exploitation. Un traitement différentiel en temps réel est offert. L’image capturée est analysée en temps réel, afin d’extraire uniquement les différences subtiles de

l’image. Ainsi l’extraction par points, qui ne tient pas compte de l’arrière-plan, permet les contrôles tels que la recherche d’impuretés et de défauts. La Série CV-5000 propose aussi une gestion des contrastes : il est possible de créer une image en optimisant le contraste sur chaque zone. Cette fonction est utile pour modifier le contraste en fonction de l’objet à observer, ou pour traiter les images présentant une distribution non uniforme de la lumière.

La série CV-5000 dispose de fonctions qui faci-litent la mise en oeuvre. Un ajustement à l’éclai-rage rétablit automatiquement la luminosité d’une image capturée au niveau de celle de l’image de référence pré-enregistrée. Ceci évite les anomalies dues à la dégradation de l’éclairage et à la variation de la lumière extérieure. Jusqu’à 14 types de filtres peuvent être définis par fenêtre. En plus des filtres courants (expansion, rétrécissement, sobel...), le produit intègre un traitement de conversion binaire des couleurs et une analyse des teintes en tant que pré-traitements. Les programmes peuvent être paramétrés sur un PC, puis chargés dans le contrôleur. Outre les filtres de type agrandis-sement, rétrécissement et Sobel, il est possible d’appliquer une conversion binaire des couleurs et un traitement des nuances de couleur en tant qu’opérations de pré-traitement. Au total, 16 filtres peuvent être spécifiés pour chaque fenêtre. Enfin, la CV-5000 est pourvue des algorithmes d’extrac-tion de couleur les plus élaborés de l’industrie, ce qui assure une détection stable dans le cadre d’applications utilisant ou non la couleur.

« Les caméras CV-5000 que nous avons installées ont prouvé leur robustesse et leur capacité à réali-ser une détection stable dans le temps », conclut Gilles Boilet.

Ce tour d’horizon, bien incomplet par nature même, permet déjà de se rendre compte du foisonnement des applications laser et de la montée en puissance d’un véritable tissu d’en-treprises en France même, une fois n’est pas coutume. A suivre de très près.