Étude et industrialisation : défense

Laser et soudure de précision dans l’industrie militaire

La défense est une industrie stratégique pour la France. Pour ce secteur, les objectifs majeurs sont de toujours être à la pointe de l’innovation (cybersécurité, support sur les terrains d’opération que ce soit à terre, en mer ou dans le ciel, développement de nouvelles armes…), de limiter au maximum l’impact écologique et bien évidemment de protéger les soldats. L’innovation du secteur de la défense s’inscrit sur le long terme comme sur le court terme. Il s’agit d’identifier les technologies émergentes ainsi que les investissements structurants à réaliser pour la préparation des futures capacités de l’armée. Ses domaines d’innovation sont variés et concernent différents sous-secteurs : combat terrestre, cyberdéfense, espace, aéromobilité, combat naval, protection et surveillance, combat aérien…

Les procédés laser peuvent répondre à ces multiples défis technologiques. Le soudage laser et la fabrication additive peuvent largement être utilisés pour des applications militaires, que ce soit pour développer de futurs systèmes d’armes ou pour améliorer des équipements d’ores et déjà en activité. La technologie laser va notamment permettre de répondre à la problématique de l’allègement des structures et l’assemblage de nouveaux matériaux toujours plus performants.

Grâce à sa grande expérience sectorielle, IREPA LASER vous propose tout au long de l’année son service d’études et industrialisation et accompagne ses clients de la défense depuis l’analyse et définition du type de besoin jusqu’à la réalisation de prototypes et l’intégration sur une ligne de production.

Applications sur-mesure dans l’armement militaire terrestre

Dans le domaine de l’armement, fiabilité et endurance sont les maîtres mots. Dans ce secteur, les applications laser sont variées : soudure laser de forte pénétration pour transmissions de puissances d’engins blindés, travail sur des matériaux réfractaires pour les missiles, réparation dans des conditions difficiles de pièces fortement sollicitées, micro-découpe, fabrication additive sur métal…

Usage laser en balistique

La balistique est la science qui a pour objet l’étude du mouvement des projectiles.

Nos interventions sur ces métiers spécifiques de la défense :

• Soudage laser
• Soudure étanche
• Soudure « sans bourrelets »
• Soudage de matériaux « exotiques »
• Soudage fin (métal, acier…)
• Maîtrise de l’élévation de température pendant le processus de soudage

• Fabrication additive
• Augmentation des performances
• Matériaux réfractaires sur missiles
• Matériaux innovants et complexes pour répondre à des contraintes d’utilisation très spécifiques
• Réparation dans des conditions difficiles

• Usinage laser
• Texturation fonctionnelle des projectiles
• Micro-perçage
• Micro-découpe
• Usinage de céramiques

Usage du laser en armement

Les propriétés fondamentales du laser contribuent à son attrait pour les applications militaires, comme la gravure laser sur les armes qui est requise par la loi pour des raisons de traçabilité.

Notre équipe, dotée d’un savoir-faire de pointe en termes de gestion des risques, est à votre disposition pour vous apporter expertise, formation et conseil en sécurité laser : prévention, protection, sensibilisation, formation…

IREPA LASER n’intervient pas dans le développement d’armes laser.

Soudures spécifiques sur blindés

Des véhicules militaires blindés ou véhicules blindés de combat sont des véhicules militaires, protégés par un blindage et armé. Ils permettent à l’armée et à l’officier de combattre en mouvement, tout en restant à couvert. L’effet des projectiles sur les blindages dépend des caractéristiques des blindages (nature et qualité métallurgiques, épaisseur…), des caractéristiques des projectiles (calibre, tracé…) et des conditions d’impacts (vitesse, angle d’inclinaison…). Les véhicules blindés sont en général très lourds, l’allègement de ces engins est l’un des axes majeurs sur lequel l’industrie souhaiterait innover. La recherche et le développement sur les matériaux prend ainsi tout son sens.

Experte en matériaux, notre équipe saura vous guider dans le choix des matériaux et leur assemblage, notamment dans une optique d’allègement. Le soudage laser permet en effet d’apporter à la fois rapidité et précision, avec une qualité de finition sans ajout de matière, sans bavure pour une soudure presque invisible. Ce procédé est également conciliable avec des contraintes hermétiques et offre de nombreux atouts sur différents métaux et alliages : acier, inox, ou encore titane, très utilisé dans l’industrie de l’armement pour sa résistance et grande légèreté.

IREPA LASER propose des soudures respectueuses des matériaux et à haute résistance. Le résultat obtenu offre à la fois dureté et grande résistance aux vibrations.

Applications dans l’armement militaire aéronautique

De nos jours, les défis et les besoins du secteur aéronautique tournent principalement autour de l’allègement et le renforcement des structures.

IREPA LASER répond aux défis de l’aéronautique grâce à son expertise en fabrication additive, matériaux à gradient de fonctions, texturation de surface et soudage laser.

Fabrication additive pour le secteur de l’aéronautique

S’appuyant sur sa parfaite maîtrise du procédé CLAD®, les spécialistes d’IREPA LASER sont aujourd’hui capables de fabriquer et réparer des pièces de grandes dimensions. Les bénéfices obtenus sont multiples : réduction des temps d’usinage, diminution des coûts, excellente qualité métallurgique du matériau construit, avec un grand choix de matériaux utilisables : titane, bases nickel, superalliages… Comparativement aux procédés d’usinage traditionnels, la technologie CLAD® permet ainsi de gagner jusqu’à plusieurs mois de temps de livraison pour la fabrication de grandes pièces.

Le secteur aéronautique est sans cesse à la recherche de nouveaux matériaux répondant à des exigences spécifiques : thermique, mécanique, de poids, anti-abrasion… Avec les matériaux à gradient de fonction et le procédé CLAD®, il est aujourd’hui possible de combiner différentes propriétés au sein d’une même pièce à partir de plusieurs matériaux différents, de créer des alliages sur mesure (alliages binaires, ternaires, alliages à haute entropie) et d’ajouter des parties réalisées en d’autres matériaux sur des pièces existantes tout en optimisant la conception des pièces. Avantages complémentaires : l’excellente qualité métallurgique et la parfaite continuité métallurgique des matériaux déposés.

Fonctionnalisation de surface à destination de l’aéronautique

Avec 30 ans d’expertise et de travaux de R&D dans les micro-applications, IREPA LASER possède une compétence unique pour la fonctionnalisation de surface par texturation laser. Texture superhydrophobe, texture de peau de requin, effet tribologique, texture sensitive sont quelques-unes des fonctionnalités que nos experts peuvent obtenir. Les bénéfices sont la réduction des effets de traîne, la gestion de la friction, la super hydrophobie ou de nouvelles caractéristiques tactiles et/ou esthétiques. Pour les industriels du secteur de l’armement militaire aéronautique, les avantages sont nombreux : réduction de l’usure des pièces et des coûts de maintenance, l’augmentation de la tenue de la peinture ou du collage…

Soudures laser sur satellite

Le secteur spatial est l’emblème de l’innovation : envoyer des engins dans l’espace nécessite en effet une ingénierie et un savoir-faire hors du commun. Les contraintes techniques y sont particulièrement fortes. La soudure laser permet de répondre à ces exigences notamment pour l’envoi de satellites dans l’espace.

Le secteur spatial est un défi permanent pour les matériaux, les concepts et les techniques de soudure. La soudure laser répond aux quatre contraintes principales du secteur spatial : le poids des matériaux, la tenue mécanique des systèmes embarqués, l’état, l’herméticité et la fiabilité des composants.

Soudures laser sur avions Rafales

Le « Rafale » est un avion de combat multirôle. La technique perfectionnée de soudage laser d’alliages légers peut, dans certains cas, permettre d’éliminer le processus long et coûteux de rivetage des structures d’avions.

Dans l’industrie aéronautique, la soudure laser présente des avantages considérables. Polyvalente, étanche et fiable, elle répond parfaitement aux exigences et aux normes de ce secteur. Cette technique est notamment utilisée pour les capteurs, le moteur et l’équipement électronique. La soudure laser répond à deux problématiques phares rencontrées par le secteur aéronautique. Tout d’abord, la soudure laser garantit l’étanchéité, essentielle face aux variations de la pression atmosphérique. La soudure laser préserve également l’intégrité fonctionnelle des capteurs et de leurs composants électroniques. Contrairement à d’autres types de soudure plus traditionnelles, la soudure laser ne provoque pas d’échauffement intense sur les éléments mécaniques et électroniques.

Soudures de pointe sur missiles

Un missile est un projectile de guerre autopropulsé et guidé, constitué d’un propulseur, d’un système de guidage et d’une charge utile, qui peut être une charge militaire ou un système électronique par exemple. Les missiles sont des pièces soumises à de fortes contraintes mécaniques, élaborées à partir de matériaux à hautes performances.

Le soudage laser permet de garantir les exigences métallurgiques et techniques des cahiers des charges les plus contraignants de l’industrie de la défense. Les avantages de ce procédé sont nombreux : résistance à la corrosion, bonne ductilité à très basses températures, propriétés mécaniques élevées, haute résistance mécanique à très basses et très hautes températures.

 Soudures de précision pour les drones

Les drones sont des aéronefs sans équipage dont le pilotage est automatique ou télécommandé, qui peuvent être utilisés au profit de l’armée ou des forces de sécurité. Un système de drone est composé d’un ou plusieurs vecteurs aériens équipés de capteurs de détection, d’une ou plusieurs stations au sol de commande et de recueil des détections et également de liaisons radioélectriques de données entre le vecteur aérien et la partie à terre.

Capables de stocker l’énergie nécessaire à la propulsion des drones, les batteries sont essentielles au bon fonctionnement des drones. La fabrication de batteries nécessite l’utilisation de matériaux conducteurs comme l’aluminium et le cuivre. Ces métaux entrent également dans la composition des busbars, ces barres d’interconnexion qui permettent de faire l’interface entre les cellules et le moteur électrique à alimenter. Les batteries sont des systèmes complexes qui doivent répondre à des critères de performance et de longévité spécifiques. Par rapport aux autres techniques, le soudage laser répond parfaitement aux exigences nécessaires à leur fabrication en lien avec des besoins spécifiques : conductivité (excellente stabilité, y compris dans un contexte de fortes vibrations), étanchéité et protection des pièces sensibles.

La microsoudure laser permet de garantir une excellente tenue et de limiter le poids de l’engin. Le soudage laser de polymères, quant à lui, permet de réaliser des assemblages complexes entièrement hermétiques (fabrication de capteurs par exemple). Cette technologie est tout à fait adaptée à des applications dans l’encapsulation électronique. Le faisceau laser étant concentré sur une petite surface, la soudure est positionnée avec une grande précision et n’altère pas les éléments encapsulés.

Applications dans l’armement militaire naval

Le secteur naval fait face à de nombreuses contraintes, de taille notamment. IREPA LASER est en mesure de vous accompagner pour le développement et la réparation de grandes dimensions grâce son expertise en soudage laser et fabrication additive.

Soudage laser pour navires de défense

IREPA LASER vous accompagne pour toute soudure de précision, avec des matériaux utilisés dans des environnements hautement corrosifs.

La technique de soudage laser est parfaitement adaptée à ce milieu :

• Souder des matériaux dissemblables (acier/fonte, inox/inconel…)
• Souder à proximité de composants fragiles
• Réduire le temps de soudage d’un facteur 10
• Réduire la déformation des pièces
• Souder des pièces à accessibilité limitée
• Automatiser le procédé
• Assembler sans métal d’apport

Fabrication additive pour navires de défense

Les spécialistes d’IREPA LASER sont aujourd’hui capables de fabriquer et réparer des pièces de grandes dimensions grâce au développement d’une nouvelle machine DED CLAD-PW. Unique en Europe, cette machine hybride de 17 axes répond à des besoins spécifiques d’utilisations (fabrication, ajouts de fonctions, réparation, reconstruction) pour des pièces industrielles de grand diamètre et jusqu’à 5 mètres de long. Elle permet une optimisation de la production avec des coûts maîtrisés et des délais de fabrication compétitifs.

>> Consultez notre service « Études et Industrialisation »