Laserline blue: une nouvelle dimension dans le traitement des matériaux

C’est en 2018 qu’apparurent les premiers lasers à diodes bleues. En l'espace de trois ans, un laser bleu à diode d'un kilowatt a pu être construit et optimisé pour le traitement des matériaux, en lien avec la mesure de promotion Effiziente Hochleistungs-Laserstrahlquellen (EffiLAS) du ministère fédéral de l'Éducation et de la Recherche (BMBF). Ce développement unique au monde permet d'ouvrir un nouveau segment dans la technologie laser : le traitement de matériaux par faisceau laser dans le domaine des longueurs d'onde visibles.

Dans de nombreuses applications industrielles, les lasers infrarouges donnent d'excellents résultats. Le faisceau infrarouge est toutefois moins bien adapté au traitement des métaux non ferreux, notamment du cuivre. L'une des principales raisons est la très faible absorption du faisceau laser par les métaux non ferreux dans cette gamme de longueurs d'onde. De ce fait, les processus de soudage sont souvent instables et les défauts de soudage qui en résultent dans la production entraînent des rebuts. Pour obtenir une absorption élevée, l'idéal est d'utiliser les courtes longueurs d'onde de la lumière bleue à 450 Nm. L'absorption beaucoup plus élevée permet d'obtenir des résultats de soudage de haute qualité et uniformes lors du traitement du cuivre au laser. Avec la disponibilité du faisceau laser bleu, de nouvelles possibilités d'application apparaissent pour l'usinage au laser de métaux non ferreux comme le cuivre ou l'or, mais aussi pour l'assemblage de différents métaux. Dans le domaine des énergies renouvelables et des moteurs alternatifs en particulier, il existe un nouveau potentiel pour l'utilisation de lasers bleus dans la production. Ainsi, la fabrication des voitures électriques nécessite environ huit kilos de cuivre de plus que celle des voitures à moteur à combustion. Une petite valeur, mais qui, mise bout à bout, offre un vaste champ d'applications pour les lasers bleus. Par exemple, lors de la fabrication de batteries, des pièces de cuivre de dix micromètres d'épaisseur sont assemblées ou même connectées à d'autres métaux. L'utilisation de lasers à diodes de haute puissance avec un spectre de lumière bleue le permet pour la première fois.

Une quantité nettement plus importante de cuivre est nécessaire pour la fabrication d'éoliennes. Pour les grandes éoliennes offshore, on utilise jusqu'à 30 tonnes de cuivre - ici aussi, l'utilisation du laser est envisageable à l'avenir. Grâce à la qualité élevée de la soudure, le procédé est en outre particulièrement bien adapté aux applications dans le domaine de l'électrotechnique – en particulier pour la fabrication de composants dans l'électronique de puissance, où les jointures doivent être particulièrement résistantes à la température.

Au-delà des applications électroniques, le laser bleu permet également, grâce à sa nouvelle longueur d'onde, de travailler l'or, ce qui permet de réaliser de nouvelles applications dans la fabrication de bijoux. Au fur et à mesure de l'évolution technique, de nombreux autres domaines d'application devraient voir le jour dans un avenir proche - ce qui permettra de poursuivre l'innovation technologique fulgurante des lasers à diodes de forte puissance pour la production industrielle dans la nouvelle gamme de longueurs d'onde.