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Micro-usinage
du bois par impulsions laser ultra-courtes
Perspectives industrielles
Parallèlement aux essais présentés, un questionnaire a été réalisé
auprès d’industriels de l’ameublement, dans l’objectif d’avoir un
aperçu général des besoins existants en terme de découpe du bois. On
note en général un fort a priori des entreprises quant aux effets
thermiques d’une machine laser, car les techniques utilisées
actuellement carbonisent le chant. Pourtant, il existerait des
applications spécialisées particulièrement intéressantes telles que la
découpe de panneaux de particules. Le taux de perte dans le débit en
panneaux de particules est actuellement de 16.8% avec les techniques de
découpe mécanique. Par une meilleure optimisation du débit, l’utilisation
du laser permettrait de réaliser des gains de matière si, bien sûr, les
chants ne sont pas brûlés. Un autre intérêt est une diminution des
rebuts par l’absence d’éclats. Toutefois il est nécessaire d’avoir
une capacité de découpe d’épaisseurs variées et une cadence élevée
pour être adaptée à l’industrie du bois. Les essais préliminaires
que nous venons de présenter montrent à l’évidence que le laser à
impulsion ultra-courte ne peut faire face aujourd’hui à de telles
applications du fait de sa capacité trop faible en épaisseur, lié à la
puissance moyenne encore modérée des sources (1-2 W). La question devra
être reconsidérée lorsque les sources de plus de 10 W seront
disponibles.
En revanche, cette technologie peut s’adresser aujourd’hui à des
métiers spécifiques qui ont pour contraintes principales la finesse du
travail et/ou une qualité irréprochable d’état de surface des chants,
comme l’industrie du jouet, la marqueterie, les modèle réduits, la
lutherie et dans le cas de découpe curviligne. La question qui se pose
alors est la capacité d’investissement des entreprises présentes dans
ces secteurs, qui sont souvent des PME.
Conclusion
Les applications des
impulsions ultra-brèves sont variées, tant dans le domaine scientifique,
que dans celui du développement des hautes technologies, où les
applications de ces impulsions se multiplient rapidement. La principale
propriété de l'interaction d'une impulsion laser femtoseconde avec un
matériau est l'absence d'effets thermiques notables au voisinage de la
zone traitée. Dans le cas du bois, le travail présenté met en évidence
que cette propriété se traduit par l'absence de brûlure sur les chants
découpés. Nous avons ainsi, entre autre, démontré l’usinage d’une
pointe de 3° sans destruction ni brûlure des fibres. On peut faire
l'hypothèse qu'une telle propriété permettrait de modifier sensiblement
l'image de l'outil laser dans le cadre de la découpe du bois. Cependant,
les sources laser femtoseconde aujourd'hui disponibles ne peuvent
répondre que partiellement aux besoins de l'industrie du bois et de
l'ameublement. On peut s'attendre à un fort développement de cette
technologie lorsque des sources fiabilisées de forte puissance moyenne
seront disponibles, ce qui peut s'envisager à l'horizon d'un ou deux ans.
Remarquons qu'un brevet américain est déjà déposé pour un type de
découpe du bois par impulsion laser ultra courtes.
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