Fraunhofer ILT et Cailabs unissent leurs forces pour le dépôt de matière par laser avec fil coaxial

Fraunhofer ILT et Cailabs lancent un partenariat de développement afin de faire progresser le dépôt de matière par laser avec fil pour des applications industrielles exigeantes. Cailabs apporte une nouvelle tête de procédé coaxiale particulièrement compacte, fondée sur sa technologie de mise en forme de faisceau MPLC. La tête pèse moins de cinq kilogrammes et permet l’utilisation de puissances laser supérieures à douze kilowatts. Cette combinaison de compacité, de forte puissance disponible et de mise en forme précise du faisceau n’était jusqu’à présent pas disponible sous cette forme. Sur cette base, Fraunhofer ILT développe et qualifie des paramètres procédé adaptés à différentes géométries de pièces et cas d’usage.

Dans de nombreux procédés industriels, le fil est utilisé comme matériau d’apport pour fabriquer ou réparer des composants. Le fil est facile à manipuler, sûr à utiliser et peut être alimenté avec précision. Il est souvent plus économique que la poudre et certains alliages ne sont disponibles que sous forme de fil. Toutefois, les têtes de dépôt avec fil ont traditionnellement été plus complexes et plus lourdes que celles utilisant de la poudre. Leur utilisation s’en trouve plus contraignante, notamment lorsque la tête doit suivre les contours d’une pièce.

Fraunhofer ILT et l’entreprise française Cailabs renforcent désormais leur collaboration dans le domaine du dépôt laser avec fil. La mise en forme coaxiale précise du faisceau développée par Cailabs génère un profil annulaire optimal qui apporte l’énergie de manière homogène autour du fil. Cela permet un contrôle précis de l’apport énergétique, même à des niveaux de puissance élevés.

Sur cette base, Fraunhofer ILT développe des paramètres procédé adaptés et qualifie le système pour diverses applications dans différents secteurs industriels. Le profil de faisceau précis favorise un apport énergétique homogène dans le fil. Il permet un dépôt uniforme, y compris lorsque des contours fins ou des ajouts de matière localisés sont requis.

Une tête compacte pour des applications industrielles

L’objectif de cette collaboration est de concevoir une tête compacte d’un poids total inférieur à cinq kilogrammes, suffisamment légère pour être montée directement sur un bras robotisé et intégrée de manière fluide dans des systèmes existants. En parallèle, les partenaires visent l’utilisation de niveaux de puissance laser supérieurs à douze kilowatts. Cela facilitera la réparation et la reconstruction de composants de grande taille tout en réduisant les temps de traitement.

« Chez Cailabs, nous avons pour ambition de développer des produits à fort impact industriel, fondés sur notre technologie cœur de mise en forme de faisceau », déclare Jean-François Morizur, CEO de Cailabs. « Nous sommes convaincus que cette collaboration avec Fraunhofer ILT démontrera tout le potentiel de notre approche pour la fabrication avancée. »

L expertise procédé au service d’un profil de faisceau précis

Dans de nombreuses applications industrielles, comme la réparation de turbines ou d’outils, des structures très fines et précises sont nécessaires. Grâce au nouveau profil de faisceau et au savoir faire procédé de Fraunhofer ILT, l’objectif est d’atteindre des structures d’une largeur d’environ 100 micromètres, une étape clé vers la réparation de haute précision et la fabrication hybride à haute résolution.

« Nous avons déjà développé des procédés de dépôt avec fil pour des applications critiques dans les secteurs de l’aéronautique, de l énergie et de l’outillage », explique le Dr Thomas Schopphoven, responsable du département dépôt de matière par laser au Fraunhofer ILT. « Cette expérience est directement intégrée au pilotage du procédé, au choix des matériaux et à l’analyse de la dynamique du bain de fusion. »

L’équipe dirigée par Thomas Schopphoven définit actuellement des fenêtres de paramètres pour différents scénarios de traitement à l’aide de simulations fondées sur la physique. Cela inclut l’ajustement de l’alimentation en fil, du diamètre du fil, de la puissance laser et des stratégies de trajectoire pour différents matériaux. En parallèle, l’environnement robotisé est en cours de mise en place, au sein duquel la tête CANUNDA-DED sera testée.

Une nouvelle liberté pour les bras robotisés

Basée à Rennes, Cailabs figure parmi les entreprises de référence en mise en forme avancée des faisceaux laser. Sa technologie MPLC utilise plusieurs plans de mise en phase afin de générer des profils de faisceau stables et reproductibles. Cette approche a déjà démontré son efficacité dans des domaines où la qualité du faisceau est cruciale, tels que l’aéronautique, les communications optiques et le traitement laser industriel. Elle se caractérise par de faibles pertes, une grande robustesse et une stabilité élevée même à forte puissance.

Grâce à la compacité de la nouvelle tête, celle-ci peut être montée directement sur un bras robotisé. Cela ouvre de nouvelles possibilités. Les robots et systèmes de production peuvent accéder à des zones auparavant difficiles d’accès avec des têtes de dépôt plus volumineuses et stationnaires, par exemple pour la réparation de petits composants ou de contours internes.

Les deux partenaires préparent actuellement des essais système. L’objectif est de coordonner le profil de faisceau, l’alimentation en fil et la trajectoire afin d’obtenir un fonctionnement stable en usage continu. En parallèle, des cas d’usage industriels concrets sont en préparation, notamment la réparation de géométries complexes ou la réalisation d’arêtes fines.

AKL International Laser Technology Congress

Les dernières avancées en technologie laser seront mises en lumière lors du 15e AKL International Laser Technology Congress, qui se tiendra à Aix-la-Chapelle en Allemagne du 22 au 24 avril 2026. Le congrès réunit des experts issus de l’industrie et de la recherche afin d’échanger sur les thématiques et tendances actuelles des technologies laser pour la production. Dans le cadre du programme de la conférence, Cailabs présentera une contribution technique.

A propos de Fraunhofer

La Fraunhofer Gesellschaft, dont le siège est en Allemagne, est l’une des principales organisations mondiales de recherche appliquée. Elle joue un rôle majeur dans l’innovation en concentrant ses travaux sur des technologies de pointe et sur le transfert des résultats vers l’industrie, afin de renforcer la base industrielle allemande et de contribuer au bénéfice de la société dans son ensemble.

Fondée en 1949 en tant qu’organisation à but non lucratif, Fraunhofer occupe une position unique dans l’écosystème allemand de la recherche et de l’innovation. Avec près de 32 000 collaborateurs répartis dans 75 instituts et unités de recherche juridiquement indépendantes en Allemagne, Fraunhofer dispose d un budget annuel de 3,6 milliards d’euros, dont 3,1 milliards d’euros proviennent de la recherche contractuelle, qui constitue son cœur de modèle économique.