Comment la technologie laser rend la fabrication plus durable

Apr 16, 2023

Alors que le monde est confronté à d'importants défis environnementaux et que le réchauffement climatique représente une menace réelle pour l'avenir du monde, les gouvernements et les consommateurs commencent à agir. Dans 30 des plus grands pays du monde, les gouvernements ont mis en place pour plus de 17 200 milliards de dollars d'incitations afin de faire évoluer les industries vers des pratiques plus vertes et plus durables.

En plus des incitations, les gouvernements mettent en œuvre des lois vertes obligeant les fabricants à réduire les émissions de gaz à effet de serre.

Les clients remettent de plus en plus en question les tentatives des fabricants de mettre en œuvre des politiques respectueuses de l'environnement. 85 % des consommateurs déclarent avoir activement modifié leurs comportements d'achat dans une optique de durabilité.

Bien qu'aucun processus industriel ne soit 100 % vert, les fabricants peuvent prendre des mesures proactives pour réduire et mettre en œuvre des technologies pour rendre la fabrication plus durable. La technologie laser à fibre en fait partie et elle gagne en popularité.

Dans cet article, nous discuterons des 5 principales raisons pour lesquelles la technologie laser à fibre est un allié important pour faire évoluer les fabricants vers des pratiques plus durables.

Les sources d'énergie utilisées dans la fabrication, comme le charbon, le pétrole et le gaz, sont nocives pour l'environnement. L'amélioration de l'efficacité énergétique est l'une des clés pour rendre les opérations de fabrication plus durables.

Alors que les lasers à dioxyde de carbone (CO2) étaient prédominants dans la fabrication, les lasers à fibre sont maintenant plus populaires que jamais. Aujourd'hui, les lasers à fibre ont considérablement amélioré l'efficacité énergétique. Le laser à fibre typique consomme trois à cinq fois moins d'énergie que les lasers CO2. Ils nécessitent également moins de temps (et d'énergie) pour la mise sous tension et ont des besoins de refroidissement inférieurs à ceux de leurs prédécesseurs.

Les composants à semi-conducteurs des lasers à fibre nécessitent également moins d'apport électrique que les lasers CO2. Par exemple, un laser à fibre de 2 kW peut couper un matériau fin aussi rapidement qu'un laser CO2 de 4 à 5 kW.

L'industrie manufacturière représente plus de la moitié du potentiel de réchauffement planétaire (PRG). De toute évidence, l'industrie doit trouver des moyens de réduire les émissions de gaz à effet de serre et les déchets.

Une grande quantité de déchets est générée par les consommables lors des opérations de fabrication. Les lasers ne produisent aucun déchet et remplacent de nombreuses technologies qui dépendent fortement des consommables.

Par exemple, le marquage au laser peut remplacer de nombreux processus qui utilisent des consommables tels que les étiquettes imprimées et l'encre. Le nettoyage au laser peut également remplacer des processus tels que le sablage, éliminant les supports abrasifs qui doivent être éliminés.

Les lasers peuvent aider les fabricants à réduire leur dépendance aux produits chimiques en remplaçant les solutions de décapage chimiques utilisées pour le nettoyage des surfaces.

De nombreuses opérations de fabrication utilisent encore des produits chimiques pour éliminer les contaminants de surface. Dans la plupart des cas, ces produits chimiques doivent être gérés pour éviter toute contamination. Par exemple, le décapage chimique utilise divers produits chimiques pour éliminer les contaminants et comprend plusieurs étapes de rinçage. A chaque étape, l'eau de rinçage doit être traitée et éliminée correctement.

Lorsque seule une zone spécifique doit être nettoyée, le nettoyage au laser peut éliminer de manière sélective la rouille, les oxydes, les revêtements et d'autres types de contaminants de surface sans utiliser de produits chimiques ni nécessiter de rinçages chimiques.

Boeing a découvert que l'utilisation de l'ablation au laser pour enlever la peinture des avions plutôt que le décapage chimique ou le décapage des médias peut réduire les déchets dangereux de plus de 90 %.

Plus l'empreinte industrielle est faible, moins l'impact sur l'environnement est important. La technologie laser est exceptionnellement compacte et réduit l'espace requis pour les opérations de fabrication.

Dans la fabrication de batteries, par exemple, une seule machine de soudage au laser peut être aussi efficace que des dizaines de machines de soudage par ultrasons. Le passage aux lasers peut potentiellement réduire l'espace au sol de 400 à 800 pieds carrés tout en réduisant considérablement la consommation d'énergie.

Les lasers à fibre en particulier sont exceptionnellement compacts. La lumière laser est produite dans un câble à fibre optique. En comparaison, un laser CO2 nécessite une grande chambre pour mélanger les gaz. Les lasers à fibre utilisent généralement un refroidissement par air intégré plutôt qu'une unité de refroidissement supplémentaire. Cela réduit encore plus l'encombrement et réduit la consommation d'énergie.

Lorsqu'une machine doit être remplacée, les matériaux sont souvent perdus. Des ressources supplémentaires sont alors utilisées pour produire de nouveaux équipements. Les machines à durée de vie plus longue contribuent à rendre le monde plus durable en réduisant ce type de déchets.

Les systèmes laser à fibre ont des statistiques impressionnantes en matière de durée de vie. La plupart des sources laser à fibre peuvent fonctionner pendant 100 000 heures, soit bien plus que la plupart des types d'équipements industriels et trois fois la durée de vie d'un laser CO2. Cela signifie que les lasers à fibre peuvent fonctionner 24h/24 et 7j/7 pendant au moins 10 ans et produire des résultats constants et de haute qualité.

Malgré les promesses, la plupart des pays sont en retard pour atteindre les objectifs d'émissions de gaz à effet de serre. Des mesures sérieuses doivent être prises pour rattraper et prévenir d'autres dommages environnementaux. Les fabricants doivent jouer un rôle important en apportant des changements pour un avenir plus durable. Les entreprises qui agissent peuvent également inspirer et attirer des clients ainsi que de nouveaux talents.

Les lasers - plus précisément les lasers à fibre - sont l'une des technologies qui peuvent soutenir cet effort en réduisant les déchets, l'énergie, les produits chimiques et les consommables dans la fabrication.

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A propos de l'auteur

Ingénieur mécanique de formation, Guillaume Jobin possède plus de 10 ans d'expérience en automatisation et contrôle. Il est spécialiste des applications chez Laserax, où il est également membre du comité de développement durable de l'entreprise.