Auteur: Karl D’haveloose

De plus en plus de machines de découpe laser à fibre abordables font leur apparition sur le marché. Les tôles plus épaisses, qui étaient jusque-là exclusivement découpées au plasma, peuvent aujourd'hui elles aussi être découpées au laser. La demande s'intensifie, tant du côté des fournisseurs que de celui des clients. Nous allons donc tenter de déterminer si, indépendamment du prix, il est véritablement judicieux, d'un point de vue technologique, de passer à l'utilisation systématique du laser.

Et pour rendre cette thèse encore plus intéressante, ajoutons qu'un grand nombre de lasers à fibre bon marché provenant d'Asie inondent nos marchés, qu'ils sont capables de découper de épaisseurs plus importantes, qu'ils peuvent être utilisés avec d'autres matériaux et qu'ils peuvent être automatisés avec grande facilité.

1. Découpe au laser à fibre : la solution d'avenir pour la précision et les matériaux minces

D'après la plupart des avis exprimés tant par les fournisseurs que dans la littérature professionnelle, la thèse reste que le laser à fibre continue de s'imposer grâce à leurs multiples avantages :

• Précision et qualité : la découpe au laser offre la plus grande précision et la plus petite largeur du trait de coupe (kerf). Elle produit un bord de coupe beaucoup plus lisse avec une zone affectée thermiquement (ZAT) minimale, ce qui permet souvent de se passer de toute opération de post-traitement. Il s'agit donc là de la clé d'une réduction des coûts à long terme.
• Rapidité (pour les matériaux minces) : pour la découpe de matériaux en feuilles minces ou d'épaisseur moyenne (jusqu'à environ 10-15 mm), la rapidité d'un laser à fibre est souvent supérieure à celle d'une machine de découpe plasma.
• Polyvalence des matériaux : les lasers sont capables de découper bien plus de matériaux que les seuls métaux conducteurs, y compris le bois, les plastiques et les composites.
• Automatisation : la précision et la constance exceptionnelles de la découpe laser en font une technique parfaitement adaptée aux processus de production entièrement automatisés et sans personnel.

L'avenir du laser : le développement de lasers à fibre de haute puissance (10 kW et plus) modifie de plus en plus l'épaisseur maximale de coupe. Bien que leur coût d'acquisition reste élevé, l'accent sera mis sur l'efficacité maximale, la baisse des coûts d'exploitation (la consommation d'énergie étant inférieure à celle des machines de découpe plasma lorsque l'épaisseur du matériau est faible) et l'intégration dans des usines intelligentes. 

2. Découpe plasma : la solution d'avenir pour les matériaux épais et une meilleure rentabilité

Le plasma (et plus particulièrement le plasma HD) prendra le dessus dans les situations où les critères suivants seront prioritaires :

• Épaisseur du matériau : le plasma est le vainqueur incontesté pour la découpe de matériaux épais (de 15 à 20 mm environ jusqu'à 100 mm ou plus). À ces épaisseurs, il permet en effet d'effectuer des découpes plus rapides et plus efficaces que le laser.
• Rentabilité : l'investissement initial à prévoir pour l'achat d'une machine de découpe plasma est généralement beaucoup moins élevé que celui nécessaire pour acquérir un laser à fibre haute puissance. Le plasma est donc la solution la plus rentable pour les entreprises qui se concentrent sur les travaux de construction lourds où la haute précision est un critère moins critique.
• État de la surface du matériau à découper : contrairement à la découpe laser, la découpe plasma peut parfaitement être utilisée lorsque les matériaux sont légèrement rouillés, huilés ou encrassés sans que ces caractéristiques constituent un problème lors du processus de découpe.
• Bords biseautés : les machines de découpe plasma sont idéales pour la découpe directe en biseau en vue de la préparation des pièces à la soudure, ce qui est essentiel dans des secteurs tels que, p. ex., la construction navale ou le génie civil.

L'avenir du plasma : l'accent est mis sur le développement ultérieur du plasma haute définition (HD) afin d'améliorer la qualité et la précision de la découpe. Le plasma restera la technologie de prédilection pour les structures lourdes et de grande taille, comme on en trouve dans la construction de navires et de ponts, ainsi que dans des situations où la rapidité de la découpe et l'épaisseur du matériau constituent des critères essentiels.

Le choix se résume donc à déterminer si ce qui prime est le coût ou la précision :

• Optez pour la découpe laser si vos projets exigent une grande précision, des formes complexes, un post-traitement minimal, ou si vous découpez principalement des matériaux minces ou d'épaisseur moyenne.
• Optez pour la découpe plasma si vos projets impliquent des matériaux très épais, si la rapidité et la réduction des coûts initiaux constituent des critères essentiels et si les tolérances pour les applications structurelles sont acceptables.

Si vous voulez voir nos propos brièvement illustrés sous la forme d'une vidéo, n'hésitez pas à cliquer sur le lien suivant :

Plasma Cutting vs Laser Cutting which is better and why? est une vidéo dans laquelle sont comparées les performances de la découpe plasma et de la découpe laser en termes de rapidité, de précision et de coût.

La menace et le point de bascule

La baisse du prix de la découpe laser constitue une menace directe pour la découpe plasma dans les segments suivants :

1. Épaisseurs moyennes (de 10 mm à 25 mm) : c'est là que se situe le point de bascule. Dans cette plage, la découpe plasma était jusque-là rentable. Mais suite à la baisse du prix des lasers et à l'augmentation de leur puissance (qui leur permet de découper ces épaisseurs plus rapidement), les fabricants sont de plus en plus nombreux à préférer la technologie laser en raison de la qualité supérieure des découpes qu'elle permet, mais aussi parce qu'elle permet de ne pas avoir à effectuer des opérations de post-traitement. Malgré un prix initial qui reste plus élevé, le coût total de possession (CTP) plus faible du laser pèse plus lourd dans la balance.
2. Ateliers de petite et moyenne taille : pour ces entreprises, pour lesquelles le coût d'acquisition initial est crucial, l'utilisation du laser devient plus accessible. La plus grande polyvalence du laser (y compris pour les matériaux non métalliques) et la diminution de la quantité de consommables nécessaires par produit permettent de rentabiliser l'investissement plus rapidement.

Cela étant, pour l'industrie lourde (où l'épaisseur des tôles est supérieure à 30 mm), la découpe plasma reste le choix le plus sûr et le plus rentable. Un laser capable de découper efficacement une tôle de 50 mm nécessite en effet une source laser extrêmement puissante (et donc toujours très coûteuse). Dans cette niche, la découpe plasma conserve sa position dominante en raison de sa rapidité, de sa capacité à gérer des épaisseurs importantes et de la consommation relativement faible de la source d'énergie.

Conclusion

L'avenir n'est pas noir ou blanc, mais passe par une intégration intelligente : la baisse du prix des lasers accroît la pression concurrentielle sur la découpe plasma dans le segment intermédiaire. Les deux technologies continueront toutefois d'évoluer. Le laser viendra consolider le marché de la précision et des matériaux minces ou d'épaisseur moyenne, tandis que le plasma conservera son rôle irremplaçable de cheval de bataille puissant et rentable pour la construction métallique lourde.