Usinage laser Micro-usinage laser pour les technologies médicales et la mécanique de précision

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La société Microweld est spécialisée dans la mise en œuvre de différentes technologies laser pour la découpe, le soudage ou le marquage de produits destinés aux secteurs des technologies médicales, de l'horlogerie et de la mécanique de précision.

Le laser a toutefois tendance à provoquer un échauffement important de la matière localement, ce qui peut conduire à une dégradation des propriétés de matériaux sensibles. C'est pourquoi l'entreprise a fait l'acquisition, début 2023, d'un système de découpe laser innovant. Avec le procédé Laser MicroJet^® (LMJ), le faisceau laser est confiné à l'intérieur d'un jet d'eau qui refroidit et nettoie la fente de découpe.

« Lorsque j'ai créé Microweld en 1997, nous faisions surtout du soudage laser pour le secteur automobile », se souvient Norbert Giraud, PDG de l'entreprise basée à Chavanod (France). « Notre savoir-faire dans l'automobile a ensuite séduit de plus en plus de clients d'autres secteurs. Très vite, nous avons étendu l'utilisation des technologies laser à d'autres domaines comme la découpe ou le marquage. Puis la société a commencé à réaliser des soudures de réparation sur des moules usés ou endommagés pour la fabrication de pièces injectées, ce qui nous a fait faire un grand pas en avant. Microweld a été la première entreprise à mettre en œuvre cette technologie en France. Depuis, nous avons élargi notre gamme de services à d'autres opérations de fabrication, comme l'assemblage de sous-ensembles ou de produits entièrement finis. D'autres segments de clientèle importants se sont également ajoutés aux industries auxquelles nous nous adressions. Notre croissance rapide a nécessité plusieurs déménagements au fil des ans. » Aujourd'hui, Microweld compte une cinquantaine de collaborateurs qui disposent d'une trentaine d'installations laser de différents types et de différentes plages de puissance.

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Evolution vers les techniques de précision et les microtechnologies

« Nous sommes convaincus que notre avenir passe par les microtechnologies », explique Thierry Fradet, directeur des ventes et du développement commercial chez Microweld. La fabrication de pièces de grandes dimensions en grandes quantités n'exige pas autant de qualifications de la part du personnel que les microtechnologies, qui impliquent souvent des tâches difficiles et l'utilisation de matériaux parfois très exotiques pour de petits volumes de production. C'est là que Microweld marque des points, grâce à son personnel expérimenté et hautement qualifié. Le vaste savoir-faire et l'expérience que l'entreprise a acquis au fil des ans sont des atouts essentiels. Un tel personnel n'est pas facile à trouver sur le marché. Les établissements d'enseignement transmettent certes de bonnes connaissances théoriques, mais les étudiants fraîchement diplômés manquent d'expérience. Il leur faut plusieurs années de pratique avant de réunir toutes les aptitudes requises. Le personnel de Microweld dispose, quant à lui, des qualifications nécessaires. Cela se reflète au niveau de la clientèle de l'entreprise, puisque près de 80 % de son chiffre d'affaires est réalisé aujourd'hui dans le domaine des technologies médicales. L'horlogerie et la micromécanique constituent d'autres segments de marché importants. Pour Thierry Fradet, c'est dans ces secteurs que réside le plus grand potentiel de conquête de nouveaux marchés.

Intégrer un groupe d'envergure pour prendre un nouvel élan

« Sur ces segments de marché, il est nécessaire de pouvoir s'appuyer sur une structure solide, d'offrir une large palette de savoir-faire et de bénéficier d'une assise financière importante », ajoute Norbert Giraud. C'est pourquoi il a cherché en 2021 à entrer en contact avec des partenaires potentiels. Au terme de divers entretiens, il a décidé de rejoindre le groupe Acrotec, pour relever les défis à venir. Son choix a essentiellement été motivé par la nature de ses interlocuteurs : des dirigeants parfaitement familiarisés avec les réalités pratiques d'une entreprise de production et non des gestionnaires de fonds ou des investisseurs financiers. Le groupe n'intervient pas dans la gestion de l'entreprise. En revanche, Microweld, qui fait désormais partie d'un groupe d'une trentaine d'entreprises offrant un large éventail de spécialisations complémentaires, peut bénéficier de synergies intéressantes. L'avantage pour ses clients est d'avoir désormais affaire à un « guichet unique ». Ils disposent ainsi d'un partenaire avec un large potentiel de développement qui peut leur fournir des solutions complètes en demeurant leur seul interlocuteur. Au lieu de devoir commander péniblement des vis par-ci et des leviers par-là, ils peuvent obtenir directement le produit complet souhaité.

Une technologie laser très attendue pour réaliser des coupes « blanches »

« L'appartenance à Acrotec a également facilité notre décision de nous lancer dans une technologie de découpe laser entièrement novatrice pour l'usinage de microcomposants exigeants », affirme Norbert Giraud. Par rapport à des procédés de découpe comme l'électroérosion à fil, cette technologie offre l'avantage essentiel que les composants ne sont pas contaminés par des traces de substances gênantes comme le nickel ou le cuivre. Cet atout est particulièrement important pour les dispositifs médicaux, notamment les implants. La technologie brevetée Laser MicroJet^® guidée par jet d'eau de Synova en Suisse voisine permet en outre d'éviter les inconvénients des systèmes de découpe laser conventionnels, où le matériau est littéralement fondu par un rayon laser ultrachaud. Il en résulte une détérioration du matériau dans la zone proche de la surface de la fente de coupe ainsi que des bavures de fusion en-dessous de la pièce à usiner. Avec les lasers LMJ^® de Synova, le faisceau laser est au contraire confiné à l'intérieur d'un jet d'eau cylindrique très mince et stable à une pression de 100-500 bars. En raison de la réflexion totale interne à l'interface avec l'air ambiant, le laser ne peut pas sortir du jet d'eau et reste donc focalisé sur une distance relativement longue. La fente de coupe est constamment rincée par de l'eau très pure, de sorte que même les matériaux les plus sensibles ne subissent pratiquement aucune modification de structure. De plus, les arêtes de coupe obtenues sont lisses et parfaitement verticales.

Une collaboration très satisfaisante avec Synova

« L'installation de la Synova LCS 150, qui nous a été livrée en mars dernier, comporte un axe de rotation en plus de ses trois axes linéaires », explique Thierry Fradet. Selon lui, l'expérience de la livraison, de la mise en service et de la formation a été tout à fait concluante. L'utilisation de la commande s'est avérée facile à apprendre. Le fait que le personnel de Microweld ait déjà une expérience préalable dans l'utilisation de systèmes laser a constitué un plus. La nouvelle installation a donc pu être mise en production au bout de quelques semaines seulement. Synova s'est montré réactif et efficace lorsque Microweld avait des questions ou rencontrait des problèmes.

La qualité des arêtes de coupe et la précision micrométrique du système LMJ sont particulièrement remarquables. Alors qu'avec les procédés de découpe laser « classiques », des angles de flancs importants sont inévitables, la nouvelle installation permet d'aboutir à des écarts de quelques µm seulement par rapport à la verticale, même pour des longueurs de fente de coupe de l'ordre du centimètre.

Microweld a pu également réaliser un grand progrès en matière de découpe de films minces en graphite. Ici, l'épaisseur minimale pouvant être traitée a pu être réduite de 200 µm à 70 µm seulement. « Nous sommes également très satisfaits de la grande variété de matériaux exigeants que nous pouvons traiter avec cette installation, qu'il s'agisse du nitinol, du titane, du tantale, du niobium ou encore du tungstène », conclut Norbert Giraud.
MSM

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