Usinage Laser (LBM) : Principes, Équipements, Applications, Avantages et Inconvénients

Usinage par Faisceau Laser (LBM - Laser Beam Machining)

Procédé thermique sans outil. Laser = lumière amplifiée par émission stimulée (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Enlèvement par fusion/vaporisation. Métaux et non-métaux. Coupe/dressage/perçage.

Principe Physique

Atome absorbe énergie → électron niveau supérieur (instable) → émission photon retour état initial. Atome déjà excité + énergie → émission double (amplification). Lumière cohérente : même fréquence, longueur d'onde, phase. Matériau laser saturé → émission continue amplifiée.

Équipements

Alimentation Électrique

Énergie excitation électrons → lampes flash xénon → lumière → matériau laser.

Tube de Décharge Laser

Contient matériau laser. Face semi-transparente (sortie laser), face 100% réfléchissante. Entre lampes flash.

Matériaux Laser

• CO₂ (continu/pulsé) : infrarouge, jusqu'à 25 kW continu.
• Nd:YAG (solide) : fibre optique possible, 50 kW pulsé / 1 kW continu.

Lentille de Focalisation

Convexe → foyer sur pièce.

Fonctionnement (6 Étapes)

1. Chargement CO₂/Nd:YAG dans tube.
2. Alimentation ON → lampes flash → lumière excitation.
3. Atomes absorbent → électrons sautent niveau supérieur.
4. Saturation → émission continue cohérente amplifiée.
5. Lentille collecte + dirige vers pièce.
6. Impact : fusion/vaporisation surface.

Applications

• Micro-trous Ø 0,005 mm (réfractaires, céramiques).
• Perçage/découpe métaux/non-métaux.
• Électronique, automobile (larges séries).
• Aérospatial (alliages complexes).
• Profils complexes impossibles à l'outil mécanique.

Avantages

• Coupe TOUS matériaux (dont diamant).
• Zéro outillage (pas coût outil, pas usure).
• Finition excellente.
• Micro-trous précis.
• Formes complexes (laser programmable trajectoire).
• Automatisation aisée + flexible.
• Haute précision.

Inconvénients

• Non économique grande série formes identiques (vs estampage).
• Investissement/maintenance coûteux.
• Pas de trous borgnes (aveugles).
• Risques sécurité laser (yeux, peau).