Le traitement au laser a son heure

Les améliorations de l'efficacité et de la mise à l'échelle font du traitement au laser un choix privilégié pour les fabricants.

Les lasers dans l'industrie ont parcouru un long chemin depuis leur invention et leur déploiement ultérieur dans les années 1960. Ce qui était autrefois considéré comme potentiellement dangereux pour la santé humaine - le surnom de "rayon de la mort" était courant - ces outils ont évolué pour devenir l'un des moyens les plus efficaces pour les fabricants de couper et de marquer des matériaux autrefois jugés trop fragiles au toucher.

Dans l'industrie aérospatiale, par exemple, on craignait initialement que l'utilisation de lasers pour marquer ne modifie l'intégrité structurelle des pièces, ce qui pourrait avoir des conséquences catastrophiques pour le produit fini.

Aujourd'hui, les lasers ne sont plus considérés comme "une solution nécessitant un problème", mais, comme beaucoup l'ont dit, une solution qui peut être déployée pour aider ceux qui travaillent dans diverses industries, telles que la science, la technologie et la médecine. Grâce à leur capacité à couper des bords nets sans créer de zones sur un matériau qui altèrent sa composition d'origine, les lasers montrent rapidement comment ils peuvent générer plus de profits et une plus grande efficacité.

Grâce en partie aux rappels perturbant la façon dont les fournisseurs et les fabricants font des affaires, le besoin de meilleurs moyens de suivre et de tracer les pièces s'est accéléré, devenant l'une des étapes les plus importantes que les entreprises prennent lors de la construction de pièces ou de l'assemblage de produits entiers dans leurs usines.

C'est là que, euh, les lasers peuvent briller.

Lorsqu'il s'agit de fabriquer des produits, de nombreux fournisseurs sont souvent impliqués dans le processus, fournissant tous des pièces différentes au produit final. Afin de suivre ces pièces, les entreprises utilisaient des codes-barres qui devaient être lus par des humains. Cela signifiait que les codes-barres devaient être lisibles et validés, ce qui pouvait également prêter à confusion lorsqu'on comptait sur les employés pour les lire.

Le changement est survenu lorsque les entreprises ont réalisé que les lasers étaient la solution, en utilisant des codes-barres directement et en permanence apposés sur les pièces. Cela a facilité le suivi des pièces, en particulier en cas de rappel. Avec un code-barres lisible et permanent marqué au laser sur la pièce, il n'y avait aucun problème à retracer les pièces jusqu'au fournisseur d'origine.

L'industrie automobile est allée plus loin dans le marquage au laser en marquant les pièces pour s'assurer qu'elles sont ajoutées au bon produit. Une voiture sur une chaîne de montage, par exemple, peut avoir des pièces marquées au laser pour indiquer au système que la bonne porte ou le bon moteur est installé et quand il doit être installé. Cela permet un processus automatisé de lecture du code-barres afin que la bonne partie entre.

Dans le domaine médical, les médecins et leur personnel doivent s'assurer que chaque outil introduit dans le bloc opératoire est pris en compte une fois l'opération terminée. En faisant graver des codes-barres dans leurs outils et appareils, un simple scan leur permet de s'assurer qu'ils n'ont rien laissé derrière ou, pire, à l'intérieur du patient.

« Il y a beaucoup d'informations qui doivent être capturées dans un code-barres, et nous constatons de plus en plus que le marquage au laser est le moyen le plus simple de fournir ces informations à l'utilisateur final », a déclaré Nicholas Kaczmarski, directeur national des ventes, Beamer Laser Marking Solutions, Flushing, Michigan. « Cela facilite le processus lorsqu'une entreprise a besoin de suivre ou de tracer des produits qui peuvent avoir été déployés il y a longtemps.

Beamer Laser Marking travaille en étroite collaboration avec ses clients pour s'assurer qu'ils peuvent utiliser tout ce qu'un système de marquage laser a à offrir. Qu'il s'agisse d'un magasin familial avec seulement quelques projets ou d'un grand OEM avec un volume élevé, ses produits sont créés pour répondre aux besoins uniques de chaque entreprise.

"Alors que les lasers deviennent de plus en plus courants dans la fabrication, nous envisageons une époque où toutes les industries sont à l'écoute de la manière dont cela peut leur être bénéfique", a ajouté Kaczmarski. "Même l'aérospatiale, qui était naturellement prudente au début, en vient à l'idée que le marquage au laser est la voie à suivre lorsqu'elle doit marquer ses pièces et ses produits."

Il est devenu un défi de donner aux fabricants la tranquillité d'esprit pour faire cavalier seul avec leurs projets de traitement au laser.

Pendant longtemps, des entreprises telles que Marubeni Citizen-Cincom Inc., Allendale, NJ, ont regardé les clients retirer des pièces de la chaîne de montage afin de les marquer, ce qui a fait perdre du temps et de l'argent.

Pour montrer aux clients comment déployer correctement un marqueur laser ou une découpeuse dans leurs processus, les fournisseurs ont compris qu'ils devaient donner aux utilisateurs la confiance nécessaire pour le faire en interne. Les clients devaient accepter l'idée d'installer le laser directement sur la chaîne de montage, ce qui résoudrait ce problème.

« En règle générale, les clients fraisaient et foraient leurs produits jusqu'à la fin, puis passaient à une machine dédiée au traitement au laser pour effectuer la découpe ou l'ablation requise », a expliqué Randy Nickerson, responsable des produits laser chez Marubeni Citizen-Cincom. "Avec nos solutions, vous pouvez littéralement couper une section de la chaîne de montage et installer une machine à axes qui effectue le traitement au laser dans le cadre du processus de fabrication, ce qui permet à nos clients d'économiser beaucoup de temps et d'argent."

Marubeni Citizen-Cincom propose une multitude d'options pour les clients qui souhaitent intégrer leur traitement laser en interne, a noté Nickerson. En particulier, la société voit beaucoup de valeur apportée à l'industrie médicale qui est en train de créer des tubes pour les dispositifs et instruments médicaux.

"Lorsque nous avons commencé en tant qu'entreprise, un laser de 400 watts était assez intense pour l'époque", a noté Nickerson. "Nous pouvons désormais vanter les mérites d'un laser de 3 000 watts plus précis et précis, ce qui signifie que nos clients peuvent voir des résultats qui correspondent à leurs mesures exactes."

Alors que de plus en plus d'entreprises commencent à insérer des capacités de traitement laser directement dans leur travail d'outillage, la capacité à gagner en confiance devrait augmenter à mesure qu'elles comprennent comment cela peut être intégré à leur travail quotidien. En s'associant à une entreprise comme Marubeni Citizen-Cincom, ils peuvent profiter d'un complexe d'usinage qui peut être utilisé pour un large éventail d'applications.

Les entreprises manufacturières ont grandement bénéficié du marquage laser en interne pour la traçabilité et le marquage des pièces. Au fur et à mesure que l'industrie progresse, il est naturel que les fabricants recherchent des avancées qui optimiseront davantage leurs processus de production.

"Il existe un besoin croissant de marquage assisté par vision pour localiser et inspecter les pièces après leur traitement", a déclaré Clinton Coleman, chef de produit TruMark chez Trumpf Inc. "En utilisant des systèmes de traitement d'image, les fabricants peuvent réduire le coût des installations coûteuses et automatiser les processus, réduisant ainsi les erreurs de l'opérateur."

Avec le processeur d'image de Trumpf, VisionLine, les fabricants peuvent détecter des géométries de pièces complexes à 360°. De plus, VisionLine peut lire et évaluer les codes-barres 1D et 2D ainsi que les polices de type OCR. Cela permet une traçabilité complète des pièces ainsi qu'un contrôle qualité en ligne.

Il existe un nombre croissant d'exigences d'étiquetage, en particulier dans le domaine médical, avec les normes strictes de la Food and Drug Administration des États-Unis. Cela a conduit à la nécessité de marquer des géométries de pièces complexes.

"Avec un marqueur laser traditionnel utilisant un logiciel de CAO 2D, programmer une marque autour d'une géométrie 3D complexe est extrêmement compliqué et prend du temps", a affirmé Coleman, citant "le changement de focalisation sur toute la pièce, influençant la taille du point, ainsi que la tentative de compenser la distorsion qui se produirait sur une surface courbe ou inclinée".

Trumpf, basé à Farmington, dans le Connecticut, a trouvé une solution à ce problème en dévoilant récemment son système de marquage laser TruMark 6030. Le laser fonctionne sur un éditeur CAO 3D complet appelé TruTops Mark 3D. Le logiciel permet au programmeur d'importer un modèle 3D d'une pièce et de projeter une image 2D autour de celle-ci. Compensation automatique des changements de mise au point et de la distorsion, qui se produiraient autrement dans un logiciel de marquage traditionnel. Il est même possible d'usiner une pièce cylindrique jusqu'à 160° sans avoir à la faire pivoter.

Le logiciel 3D n'est pas la seule caractéristique importante du TruMark 6030.

L'excellente qualité du faisceau, associée à une puissance moyenne élevée et à une énergie d'impulsion, réduit les temps de traitement jusqu'à 25 %, a déclaré la société. Les matériaux hautement réfléchissants tels que le laiton, le cuivre et l'aluminium peuvent être marqués avec un contraste et des vitesses élevés.

ABS, POM, PC, PEEK, PA et bien d'autres plastiques peuvent être marqués sur le TruMark 6030 avec une bonne qualité grâce à la conception innovante du contrôle de la puissance laser. À l'aide d'un modulateur externe, la puissance peut être mise à l'échelle linéairement entre 1 et 100 %. Cela permet à l'opérateur d'affiner l'apport de chaleur dans le plastique pour obtenir le résultat de marquage parfait à chaque fois.

Il est évident que la découpe et le marquage au laser offrent un certain nombre d'avantages aux entreprises d'un large éventail d'industries. De l'automobile à l'aérospatiale, les lasers sont conçus pour faciliter la fabrication sans se soucier des déchets inutiles, des compromis sur les matériaux ou des délais d'exécution lents, sans parler de la polyvalence et de la réduction de la puissance nécessaire pour faire fonctionner ces outils.

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