Application de la technologie laser aux matériaux de construction

Le laser utilise sa haute énergie pour interagir avec les matériaux et obtenir des effets de traitement. L'application la plus simple des faisceaux laser est celle des matériaux métalliques, qui représente 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 et les alliages d'aluminium. Ces plaques sont principalement utilisées pour la fabrication de pièces de structure métalliques, telles que les automobiles, les composants d'engins de chantier et les pipelines, qui nécessitent une découpe et un soudage de puissance relativement élevée. L'acier inoxydable est couramment utilisé dans les salles de bains, les ustensiles de cuisine et les couteaux, dont l'épaisseur est limitée et pour lesquels un laser de puissance moyenne est suffisant.

En Chine, le secteur du logement et les divers projets d'infrastructures se développent rapidement, et de nombreux matériaux de construction sont utilisés. Par exemple, la Chine utilise la moitié du ciment mondial et est également le pays qui consomme le plus d'acier. Les matériaux de construction peuvent être considérés comme l'un des piliers de l'économie chinoise. Ces matériaux nécessitent un traitement important, et quelles sont les applications de la technologie laser dans ce secteur ? Aujourd'hui, la construction de fondations ou de structures en barres déformées et en barres de fer est principalement réalisée par une cisaille hydraulique ou une rectifieuse. Le laser est souvent utilisé dans l'usinage des pipelines, des portes et des fenêtres.

Traitement au laser des tubes métalliques

Les tuyaux utilisés dans la construction sont les conduites d'eau, de gaz de houille/gaz naturel, d'égouts, de clôtures, etc. Les tuyaux métalliques comprennent les tubes en acier galvanisé et en acier inoxydable. Face aux exigences accrues en matière de résistance et d'esthétique dans le secteur du bâtiment, les exigences de découpe des tubes ont augmenté. Les tuyaux standard mesurent généralement 10, voire 20 mètres de long avant livraison. Après leur distribution dans diverses industries, et compte tenu de leurs différents scénarios d'application, ils doivent être transformés en pièces de formes et de tailles variées pour répondre aux besoins de chaque secteur.

Dotée d'une automatisation poussée, d'une grande efficacité et d'un rendement élevé, la technologie de découpe laser de tubes a rapidement été adoptée dans l'industrie des tubes et est idéale pour la découpe de divers tubes métalliques. Les tubes métalliques 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 grâce à une puissance laser de plus de 3 000 watts. Auparavant, il fallait environ 20 secondes à une machine de découpe à meule abrasive pour découper un tube en acier inoxydable, contre seulement 2 secondes pour la découpe laser, ce qui améliore considérablement l'efficacité. Ainsi, les équipements de découpe laser de tubes ont remplacé de nombreuses machines de découpe mécaniques traditionnelles au cours des quatre ou cinq dernières années. Grâce à la découpe laser de tubes, les scies, poinçonnages, perçages et autres processus traditionnels sont automatisés. La machine peut découper, percer, découper des contours et des motifs. Avec la découpe laser de tubes, il suffit de saisir les spécifications requises dans l'ordinateur pour que l'équipement réalise la découpe automatiquement, rapidement et efficacement. L'alimentation automatique, le serrage, la rotation et la découpe de rainures conviennent aux tubes ronds, aux tubes carrés, aux tubes plats, etc. La découpe laser répond à presque toutes les exigences de découpe de tubes et permet un mode de traitement efficace.

Découpe de tubes au laser

Traitement laser des portes et fenêtres

Les portes et fenêtres sont des éléments clés du secteur de la construction immobilière en Chine. Toutes les maisons en ont besoin. Face à l'importante demande du secteur et à la hausse constante des coûts de production, les exigences en matière d'efficacité et de qualité de fabrication des portes et fenêtres sont de plus en plus élevées.

La majeure partie de l'acier inoxydable utilisé dans la production de portes, fenêtres, grillages antivol et garde-corps est principalement constituée de tôles d'acier et de tôles rondes d'une épaisseur inférieure à 2 mm. La technologie laser permet une découpe, un évidement et un découpage de haute qualité de ces tôles. Le soudage laser manuel permet désormais de souder sans joint les pièces métalliques des portes et fenêtres, sans les jeux ni les soudures saillantes dues au soudage par points, ce qui confère aux portes et fenêtres une excellente performance et une esthétique soignée.

La consommation annuelle de portes, fenêtres, grillages antivol et garde-corps est importante, et la découpe et le soudage peuvent être réalisés avec des lasers de faible et moyenne puissance. Cependant, la plupart de ces produits étant personnalisés en fonction de la taille de la maison et fabriqués par de petits installateurs de portes et fenêtres ou des entreprises de décoration, ces derniers utilisent les techniques les plus traditionnelles et les plus courantes : meulage, soudage à l'arc, soudage à la flamme, etc. Le laser offre un potentiel considérable pour remplacer les procédés traditionnels.

Porte de sécurité soudée au laser

Possibilité de traitement laser dans les matériaux de construction non métalliques

Les matériaux de construction non métalliques comprennent principalement la céramique, la pierre et le verre. Leur traitement s'effectue au moyen de meules et de couteaux mécaniques, qui reposent entièrement sur une manipulation et un positionnement manuels. Ce processus génère d'importantes quantités de poussière, de débris et de bruits gênants, potentiellement dangereux pour le corps humain. De ce fait, de moins en moins de jeunes s'y intéressent.

Ces trois types de matériaux de construction sont tous susceptibles de s'écailler et de se fissurer, et le traitement laser du verre a été développé. Les composants du verre, comme le silicate et le quartz, réagissent facilement avec les faisceaux laser pour la découpe finale. Le traitement du verre a fait l'objet de nombreuses discussions. Quant à la céramique et à la pierre, la découpe laser est rarement envisagée et nécessite des recherches plus approfondies. En trouvant un laser de longueur d'onde et de puissance adaptées, la découpe de la céramique et de la pierre pourrait également être réalisée avec 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 construction et la pose des matériaux sur place. Cependant, l'usinage des pièces par laser se limite souvent à l'atelier, puis la pièce est transportée vers un second lieu d'application. Par conséquent, l'étude de la capacité des équipements laser à réaliser un usinage sur site en temps réel dans leurs applications pourrait constituer une orientation importante du développement laser à l'avenir.

Par exemple, le poste à souder à l'arc sous argon est populaire et largement utilisé. Il se caractérise par son faible coût, sa grande portabilité, sa faible consommation d'énergie, sa grande stabilité et sa grande adaptabilité, et peut être facilement transporté sur site pour l'usinage. À cet égard, l'arrivée du poste à souder laser portatif ouvre la voie à l'exploration du traitement laser sur site. Le soudage laser portatif et l'eau refroidisseur peuvent désormais être intégrés dans un seul appareil compact, utilisable sur les chantiers de construction.

La rouille des pièces métalliques est un problème très problématique. Si elle n'est pas traitée à temps, le produit risque d'être mis au rebut. Le développement du nettoyage laser a simplifié l'élimination de la rouille, l'a rendu plus efficace et a réduit les coûts par traitement. Proposer des services professionnels de nettoyage laser en porte-à-porte pour les pièces fixes nécessitant un nettoyage sur chantier pourrait être une voie de développement du nettoyage laser. Une entreprise de Nanjing a développé avec succès un équipement de nettoyage laser mobile embarqué, et certaines entreprises ont également développé une machine de nettoyage à dos, capable de nettoyer sur site les murs extérieurs des bâtiments, les abris de pluie, les structures en acier, etc., offrant ainsi une nouvelle option de nettoyage laser sur site.

S&A Refroidisseur CWFL-1500ANW pour le refroidissement du soudeur laser portatif