Soudage par dépôt laser avec fil – Fonctionnement et avantages du rechargement laser à base de fil
Le soudage par dépôt laser avec fil est une technologie prometteuse pour la fabrication de composants de haute qualité, la réparation de composants usés et le revêtement fonctionnel de surfaces métalliques. Il s'agit d'un procédé de fabrication additive dans lequel un fil métallique est introduit dans un bain de fusion laser. Au niveau international, ce procédé est également appelé « Wire-based Laser Cladding » ou « Laser Metal Deposition avec fil (LMD-W) ».
Le rechargement laser à fil utilise un faisceau laser focalisé pour faire fondre le matériau d'apport sous forme de fil métallique et le déposer de manière ciblée sur la surface du composant. Il en résulte une couche métallurgiquement liée au matériau de base. Ce procédé permet d'obtenir des taux d'application élevés et une très bonne qualité de couche, tout en réduisant le risque de déformation.
Un autre avantage du soudage par dépôt laser avec fil est l'utilisation efficace du matériau. Par rapport aux procédés à base de poudre, le matériau d'apport peut être appliqué presque sans perte. En même temps, il est possible de créer des géométries complexes et des couches fonctionnelles, par exemple pour protéger contre l'usure ou pour adapter de manière ciblée les propriétés des composants.
Dépôt de fil métallique multi-directionnel
Grâce à la "Ring Shape Beams" brevetée, un rechargement multi-directionnel est possible. Cela offre au client une valeur ajoutée considérable, car cela permet de réaliser des tâches de fabrication complexes de manière beaucoup plus économique. Grâce à cette formation spéciale du faisceau, le fil est amené coaxialement à la tête d'usinage et permet une répartition totalement homogène de l'intensité du rayonnement laser, ce qui permet un dépôt régulier et indépendant de la direction.
Comment fonctionne exactement ce qu'on appelle le "Ring Shape Beam" ?
Le faisceau laser est émis dans la zone avant de la tête d'usinage (1), élargi en forme d'anneau (2, 3) et ensuite divisé en deux demi-lunes à l'aide de prismes (4). Le fil est alors amené coaxialement au faisceau laser (5), et le profil du faisceau est ensuite refermé (6). La focalisation s'effectue vers un spot laser fermé, où le matériau d'apport, le fil, est fondu (7).
Ce procédé va augmenter l'utilisation du dépôt laser métallique (LMD) à base de fil. Il produit d'excellents résultats de construction avec une qualité répétable et une structure interne homogène du fil fondu. Le processus de fabrication à l'aide de fil se fait sans contamination des zones ou des surfaces environnantes.
Quels sont les principaux aspects et avantages de cette solution de guidage du faisceau ?
- Distribution omnidirectionnelle de l'intensité
- Préchauffage homogène
- Faible déformation du matériau grâce à un apport de chaleur réduit
L'alimentation coaxiale du fil permet une utilisation à 100% du matériau. Dans de nombreux cas, comparé à la poudre, le matériau du fil est moins cher à l'achat. Des taux d'application élevés sont possibles, jusqu'à 4 kg/h selon le matériau et le diamètre du fil. Cela signifie une impression 3D ou des revêtements de surface économiques, propres et respectueux de l'environnement.