La série BLUE IMPACT de lasers à diodes bleues directes de l'entreprise représente un bond en avant significatif pour relever l'un des défis les plus persistants de la fabrication : le soudage efficace de matériaux en cuivre pur hautement réfléchissants, essentiels pour les batteries et les moteurs de véhicules électriques.
La dernière innovation de Shimadzu offre une puissance de sortie sans précédent de 6 kW — quatre fois la référence fixée par le projet NEDO du Japon en 2020. Cette densité de puissance remarquable permet le soudage en une seule passe de composants en cuivre épais qui nécessitaient auparavant plusieurs cycles de traitement, améliorant considérablement l'efficacité de la production.
Dans la fabrication de moteurs de véhicules électriques, où les connexions de bobinage du stator exigent une précision exceptionnelle, la capacité de haute puissance du système garantit des soudures cohérentes et de haute qualité qui ont un impact direct sur les performances et la longévité du moteur. De même, pour la production de batteries, la technologie fournit des solutions fiables pour le soudage des languettes, un processus critique affectant à la fois l'efficacité du transfert d'énergie et la sécurité.
La série BLUE IMPACT introduit une technologie inédite dans l'industrie pour les lasers bleus : le « façonnage de faisceau à la demande » . En contrôlant indépendamment la puissance et le positionnement de six faisceaux laser, le système concentre une énergie intense au centre de la soudure tout en l'entourant de faisceaux de moindre intensité. Cette approche innovante réduit considérablement les projections, un défaut courant dans le soudage du cuivre qui compromet la qualité et crée des dangers sur le lieu de travail.
Le système de contrôle adaptatif ajuste dynamiquement les profils de faisceau pour s'adapter aux géométries spécifiques des pièces, qu'il s'agisse de soudures à pénétration profonde avec une énergie concentrée ou de soudures de surface larges avec un apport de chaleur réparti.
Contrairement aux faisceaux circulaires conventionnels qui créent une distribution de chaleur inégale, le cœur de fibre optique rectangulaire du système (200 µm × 400 µm) assure une dispersion uniforme de l'énergie sur toute la zone de soudure, permettant un traitement stable à haute vitesse.
La longueur d'onde du laser bleu de 400 à 460 nm présente une absorption significativement plus élevée dans le cuivre par rapport aux lasers infrarouges traditionnels, généralement 5 à 10 fois plus efficace. Cette caractéristique, combinée à la réponse rapide et à l'absence d'entretien des lasers à semi-conducteurs, rend cette technologie particulièrement adaptée aux applications sur cuivre.
Le système de 6 kW intègre six lasers à diodes bleues de 1 kW nouvellement développés via une tête optique de combinaison de faisceaux avancée. Un contrôle de phase précis maintient la cohérence du faisceau lors de la combinaison, tandis que des solutions de refroidissement innovantes garantissent un fonctionnement stable à haute puissance.
Depuis 2016, Shimadzu collabore avec le professeur Masahiro Tsukamoto de l'Institut de recherche sur le soudage et l'assemblage de l'Université d'Osaka dans le cadre d'un projet parrainé par le NEDO visant à développer une technologie de traitement laser à haute luminosité. Ce partenariat a abouti à la méthode de combinaison de faisceaux centrale qui permet à la fois une puissance et une précision élevées.
L'entreprise travaille actuellement avec un important fabricant de machines-outils pour commercialiser cette technologie, en se concentrant particulièrement sur la production de composants pour véhicules électriques, notamment les moteurs, les modules de batterie et l'électronique de puissance.
Cette avancée technologique arrive alors que la production mondiale de véhicules électriques fait face à une demande croissante pour la fabrication fiable et à haut débit de composants à forte teneur en cuivre. Les analystes de l'industrie suggèrent que l'amélioration de la capacité de soudage pourrait aider à résoudre les goulets d'étranglement de la production tout en améliorant la qualité des produits.
Au-delà des applications automobiles, cette technologie promet des applications dans la fabrication d'électronique, les dispositifs médicaux et les composants aérospatiaux, tous des domaines nécessitant l'assemblage de précision de matériaux réfléchissants.
Shimadzu, fondée en 1875 et dont le siège est à Kyoto, maintient son engagement à développer des instruments d'analyse, des systèmes médicaux et des équipements industriels qui soutiennent le progrès technologique dans de multiples secteurs.
