Application de la technologie laser aux matériaux de construction

Le laser utilise sa haute énergie pour interagir avec les matériaux et réaliser des traitements. L'application la plus simple des faisceaux laser concerne les matériaux métalliques, qui représentent le marché le plus mature en matière de développement.

Les matériaux métalliques comprennent les plaques de fer, l'acier au carbone, l'acier inoxydable, le cuivre, les alliages d'aluminium, etc. Les plaques de fer et l'acier au carbone sont principalement utilisés pour la fabrication de pièces de structure métallique, notamment pour les automobiles, les composants d'engins de chantier et les canalisations, nécessitant des opérations de découpe et de soudage de puissance relativement élevée. L'acier inoxydable est couramment utilisé dans les salles de bains, les ustensiles de cuisine et la coutellerie ; son épaisseur minimale étant suffisante, un laser de puissance moyenne suffit.

En Chine, le secteur du logement et les infrastructures diverses ont connu un développement rapide, entraînant une forte consommation de matériaux de construction. Par exemple, la Chine utilise la moitié du ciment mondial et est également le premier consommateur d'acier. Les matériaux de construction constituent un pilier de l'économie chinoise. Leur transformation est complexe ; quelles sont les applications de la technologie laser dans ce domaine ? Actuellement, la construction de fondations ou de structures en barres d'armature et en barres de fer est principalement réalisée à l'aide d'une cisaille hydraulique ou d'une meuleuse. Le laser est fréquemment utilisé pour la fabrication de canalisations, de portes et de fenêtres.

Traitement laser des tubes métalliques

Les tuyaux utilisés dans la construction comprennent les conduites d'eau, de gaz (charbon/naturel), d'eaux usées, les tuyaux de clôture, etc. Les tuyaux métalliques incluent les tuyaux en acier galvanisé et en acier inoxydable. Face aux exigences accrues de résistance et d'esthétique dans le secteur du bâtiment, les besoins en matière de découpe des tuyaux se sont renforcés. Les tuyaux standards mesurent généralement 10 à 20 mètres de long avant livraison. Une fois distribués aux différents secteurs d'activité, ils doivent être transformés en sections de formes et de dimensions variées afin de répondre aux besoins spécifiques de chaque application.

Grâce à son haut niveau d'automatisation, son efficacité et sa productivité élevées, la technologie de découpe laser de tubes s'est rapidement imposée dans l'industrie et est idéale pour la découpe de divers tubes métalliques. Les tubes d'une épaisseur généralement inférieure à 3 mm peuvent être découpés par une machine de découpe laser de 1 000 watts, et une découpe à grande vitesse est possible avec une puissance laser supérieure à 3 000 watts. Auparavant, une machine de découpe à meule abrasive mettait environ 20 secondes pour découper une section de tube en acier inoxydable, contre seulement 2 secondes pour la découpe laser, ce qui améliore considérablement l'efficacité. C'est pourquoi, ces quatre ou cinq dernières années, les équipements de découpe laser de tubes ont largement remplacé les méthodes traditionnelles de découpe mécanique. L'avènement de la découpe laser de tubes permet d'automatiser les opérations traditionnelles de sciage, de poinçonnage, de perçage, etc., grâce à une seule machine. Elle peut découper, percer et réaliser des découpes de contours et de motifs. Avec la découpe laser de tubes, il suffit de saisir les spécifications requises dans l'ordinateur ; l'équipement se charge ensuite de la découpe de manière automatique, rapide et efficace. L'alimentation automatique, le serrage, la rotation et la découpe de rainures conviennent aux tubes ronds, carrés, plats, etc. La découpe laser répond à presque toutes les exigences de la découpe de tubes et permet un traitement efficace.

Découpe de tubes au laser

Traitement laser des portes et fenêtres

Les portes et fenêtres constituent des éléments essentiels du secteur de la construction immobilière en Chine. Toutes les maisons en ont besoin. Face à une demande considérable et à des coûts de production en constante augmentation, les exigences en matière d'efficacité de fabrication et de qualité des portes et fenêtres sont devenues plus élevées.

La fabrication de portes, fenêtres, grilles de sécurité et garde-corps utilise principalement de l'acier inoxydable sous forme de tôles et de disques d'acier d'une épaisseur inférieure à 2 mm. La technologie laser permet une découpe, un évidement et un découpage de motifs de haute qualité sur ces tôles et disques. Le soudage laser portatif facilite l'assemblage invisible des pièces métalliques des portes et fenêtres, éliminant les joints de soudure apparents et les espaces vides caractéristiques du soudage par points. Les portes et fenêtres bénéficient ainsi d'une excellente performance et d'une esthétique irréprochable.

La consommation annuelle de portes, fenêtres, grilles de sécurité et garde-corps est considérable, et la découpe et le soudage peuvent être réalisés avec des lasers de faible et moyenne puissance. Cependant, la plupart de ces produits étant fabriqués sur mesure en fonction des dimensions de l'habitation et mis en œuvre par de petits ateliers de pose de portes et fenêtres ou des entreprises de décoration, qui utilisent les méthodes traditionnelles les plus courantes (découpe, meulage, soudage à l'arc, soudage à la flamme, etc.), le traitement laser offre un potentiel important pour remplacer ces procédés traditionnels.

Porte de sécurité soudée au laser

Possibilité de traitement laser des matériaux de construction non métalliques

Les matériaux de construction non métalliques comprennent principalement la céramique, la pierre et le verre. Leur transformation s'effectue à l'aide de meules et de couteaux mécaniques, des opérations entièrement manuelles. Ce processus génère d'importantes quantités de poussière et de débris, ainsi qu'un bruit perturbateur, pouvant engendrer des risques importants pour la santé. De ce fait, de moins en moins de jeunes sont disposés à exercer ce métier.

Ces trois types de matériaux de construction sont susceptibles de s'ébrécher et de se fissurer, et le traitement du verre par laser a été mis au point. Le verre est composé de silicate, de quartz, etc., des matériaux qui réagissent facilement avec les faisceaux laser pour une découpe précise. Le traitement du verre a fait l'objet de nombreuses discussions. En ce qui concerne la céramique et la pierre, la découpe laser est rarement envisagée et mérite d'être approfondie. Si un laser doté d'une longueur d'onde et d'une puissance adaptées est trouvé, la céramique et la pierre pourraient également être découpées en générant moins de poussière et de bruit.

Exploration du traitement laser sur site

Les chantiers de construction résidentielle ou les projets d'infrastructure tels que les routes, les ponts et les voies ferrées nécessitent la mise en place et la construction des matériaux sur site. Or, le traitement des pièces par les équipements laser est souvent limité à l'atelier, les pièces étant ensuite transportées sur le lieu d'application. Par conséquent, l'étude des possibilités de traitement en temps réel sur site, directement dans le contexte des applications laser, pourrait constituer une voie de développement importante pour l'avenir de cette technologie.

Par exemple, le poste de soudage à l'arc sous argon est répandu et populaire. Il se caractérise par son faible coût, sa grande portabilité, ses faibles exigences en matière d'alimentation électrique, sa grande stabilité, sa forte adaptabilité et sa facilité de transport sur site pour des travaux à tout moment. Dans ce contexte, l'arrivée du poste de soudage laser portatif offre la possibilité d'explorer le traitement laser sur site dans ses différents contextes d'application. L'équipement de soudage laser portatif et le refroidisseur d'eau peuvent désormais être intégrés en un seul appareil plus compact et utilisable sur les chantiers de construction.

La corrosion des pièces métalliques est un problème majeur. Si elle n'est pas traitée à temps, le produit risque d'être mis au rebut. Le développement du nettoyage laser a simplifié et optimisé l'élimination de la rouille, tout en réduisant les coûts par traitement. Proposer des services professionnels de nettoyage laser à domicile pour les pièces non déplaçables nécessitant un nettoyage sur site représente une piste prometteuse pour l'avenir de cette technologie. Une entreprise de Nanjing a développé avec succès un équipement de nettoyage laser mobile monté sur véhicule, et d'autres sociétés ont également conçu une machine de nettoyage portable, permettant le nettoyage in situ des façades, des gouttières, des structures métalliques, etc., offrant ainsi une nouvelle option pour le nettoyage laser sur site.

Refroidisseur S&A CWFL-1500ANW pour le refroidissement d'une soudeuse laser portative