Yb:YAG

Laser

Responsables: 
Frédéric COSTE

 

Le centre de ressources « laser » regroupe les installations de l’ancien laboratoire LALP qui a fusionné au sein du PIMM, et qui sont utilisés par le groupe «PROCEDE LASER. »

Ces installations s’organisent autour de trois types de sources lasers :

Les sources continues :

Les lasers continus, avec une puissance moyenne maximale de 10 kW, pour les applications de soudage, découpe et traitement de surface en régime continu.

Le laser continu de 10 kW est distribué sur 6 postes de travail indépendants sur lesquels les différentes études (recherche, thèses, contrats industriels) sont réalisées. L’image ci-contre montrela cavité du laser TRUMPF TruDisk de 10kW. Ce laser permet d’obtenir des diamètres de spot de travail de 200 microns jusqu’à 600 microns (et plus) sur la pièce, pour des opérations de soudage, découpe ou traitement de surface.

Le poste 1, portique cartésien, est dédié aux études portant sur la fabrication directe (ou la réparation) par laser. Le but de ce procédé est la fabrication directe de pièces tridimensionnelles.  De la poudre métallique est fusionnée au foyer d’une optique de focalisation. Les pièces sont ainsi créées couche après couche, directement à partir d’un fichier CAO.

Le poste présenté est utilisé pour l’étude et l’instrumentation du procédé. Des machines de production industrielle existent pour la fabrication industrielle de pièces.

Le poste 2 est dédié aux études soudage tôles fines épaisseur, plus précisément dans le cadre des applications soudage « automobile ».

Le poste 3 est dédié aux travaux de thèse. (soudage hybride, découpe). Le poste instrumenté permet d’utiliser le laser de 10 kW en régime de soudage, soudage hybride et découpe. Il est équipé de divers moyens d’instrumentation, principalement une caméra rapide Photron RS300 (jusqu’à 100.000 images/secondes en format réduit).

Le poste 4 est un poste ‘ouvert’ permettant d’accueillir des expériences diverses nécessitant une surface au sol importante. Il est utilisé pour des essais de calibration de capteur optique

Les postes 5 et 6 sont équipés de robot 6 et 8 axes.

 Le dernier poste sert aussi bien pour des études internes que pour l’enseignement au sein de l’école. Il permet de travailler en pièce portée ou en tête laser en mouvement.

Le poste FADIPLAST est équipé d'un laser CO2 de 50 W qui permet de travailler sur la fabrication directe à partir de poudre de polymère. 

Les lasers Pulsés

Les lasers pulsés, avec une puissance crête de 18 kW et des durées d’impulsion milliseconde sont principalement utilisés pour les applications de perçage par laser. Un système de déplacement 4 axes (X-Y-Z + q) assure le positionnement des pièces.

Opération de perçage avec un laser pulsé (15 kW, une milliseconde) en vue d’obtenir un perçage oblique sur éprouvette (application aéronautique).

 

Les lasers Impulsionnels.

Les lasers impulsionnels, avec des durées d’impulsion de l’ordre de quelques nanosecondes à quelques dizaines de nanosecondes, pour les applications chocs laser et micro-usinage, gravure, PLD.

Des moyens d’instrumentation adaptés  permettent l’étude de l’interaction laser-matière dans les différents régimes de fonctionnement accessibles avec les sources disponibles au sein du laboratoire.

     

 Liste des Sources Laser :

 

Materiel

Charactéristiques

Détails

Yb:YAG laser, TruDisk 10002. HAAS Laser

10 kW.

Fibre optique utilisable de 0,2, 04 et 0,6 mm

Nd:YAG laser, Continuum

30W, Q-switch, 3 Joules,8 ns, 10 Hz.

 

Nd:YAG laser,   HL201P.  HAAS Laser

200 W, diode pumped, pulsed laser.

Peak power: 18 kW

Nd:YAG laser, True Pulse

50 ns

 

Diodes. THALES.

30 W,

0.6 mm fibre

Diodes. DILAS.

150 W,

0.6 mm fibre

Fibre Laser,  IPG.

100 W.

(inclus dans une  machine de prototypage rapide).

MIG; pour le soudage hybride. (Air Liquide)

MIG pulsé ou courant lisse.

 

Robot Industriel (Staubli/KUKA).

 

 

3 x-y (z) stages

 

 

1 x-y–z stage,(precision 1 micron)

 

 

 Matériel d'instrumentation :

 

 Materiel

Charactéristiques

Camera Vidéo Rapide Photron Ultima 1024.

 4000 fps (512x128pixels).

Camera Vidéo Rapide Photron APX-RS 3000

 10000 fps (512x512pixels)..(up to 100.000 fps)

Camera Vidéo Vidéo Rapide Photron MC2

 Caméra rapide miniature, deux têtes synchronisées. Jusqu'à 10.000 frame/s en format réduit.

Camera Vidéo Thermique

 FLIR SC4000. Bande spectrale 2-4 microns. (< 2000°)

Taille Capteur: 320 x 256 pixels. (400 frame/s)

VISAR

 

Camera DICAM, 

Obturateur rapide. (ns)

Analyseur de Faisceau Nd:YAG.

Faisceau continu ou impulsionnel

 

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