Le tournage assisté par laser-(LAT) est actuellement l'une des formes d'usinage assisté par laser-ayant fait l'objet de recherches approfondies. Le processus implique généralement l'intégration d'une tête laser avec un outil de tournage, de telle sorte que le faisceau laser irradie la surface en rotation de la pièce avant la trajectoire de l'outil de coupe (comme le montre la figure 1). Son mécanisme central consiste à contrôler la puissance du laser et le diamètre du spot pour élever la température de la couche chauffée jusqu'à l'intérieur de la zone de transition plastique du matériau. Des études ont montré que pour les matériaux céramiques-tels que le nitrure de silicium-lorsque la température de chauffage dépasse le point de ramollissement de leur phase vitreuse, le mécanisme d'élimination de la matière passe de la fracture fragile à la découpe du plastique, empêchant ainsi la formation de microfissures de surface. De plus, dans le cas des alliages à base de nickel-, le chauffage au laser peut atténuer les effets d'écrouissage du matériau-. Avec des paramètres de processus appropriés, les forces de coupe peuvent être considérablement réduites et la durée de vie de l'outil peut être prolongée. Le principal défi du contrôle des processus réside dans la gestion de la profondeur de la zone affectée thermiquement ; il est essentiel de garantir que la chaleur soit confinée uniquement à la couche destinée à être retirée, préservant ainsi l'intégrité et les propriétés du matériau du substrat.
Contrairement à la découpe continue impliquée dans le tournage, le fraisage assisté par laser-est un processus de découpe intermittent caractérisé par une cinématique plus complexe. Pendant l'opération de fraisage, le faisceau laser balaie généralement la surface de la pièce à un angle spécifique devant la fraise (comme illustré sur la figure 2). L'avantage technique du fraisage assisté par laser- réside dans sa capacité à éliminer efficacement la matière des surfaces planes et des cavités complexes. Lorsqu'elle est appliquée sur des aciers pour moules à haute dureté ou des alliages de titane, la source de chaleur laser adoucit efficacement la zone de formation de copeaux, atténuant ainsi la charge d'impact subie par les dents de la fraise au moment où elles engagent la pièce. Ce mécanisme de préchauffage modifie la morphologie des copeaux, les transformant de copeaux discontinus et fragmentés en copeaux continus et hélicoïdaux-, ce qui indique que la ductilité du matériau a été considérablement améliorée. Dans les opérations d'usinage simultanées multi-, la précision de synchronisation entre la tête laser et la broche de fraisage est un facteur critique pour déterminer la qualité de la pièce finie. Actuellement, cette technologie est appliquée à l'usinage de composants complexes-tels que les aubes de moteurs d'avion-dans le but principal de réduire les coûts de production en augmentant le taux d'enlèvement de matière par unité de temps.
Le meulage assisté par laser (LAG) combine les caractéristiques du chauffage par faisceau à haute énergie-avec le meulage abrasif ; il est spécialement conçu pour le traitement de matériaux d'une dureté extrêmement élevée et d'une fragilité élevée, tels que la céramique structurelle et le verre optique. Ce processus utilise un faisceau laser pour préchauffer une région localisée immédiatement avant le point de meulage, induisant un ramollissement thermique ou des transformations de phase dans la couche superficielle du matériau. Cette action réduit efficacement la résistance au meulage et supprime l’écaillage fragile. Pour les matériaux fragiles, le chauffage au laser facilite le « meulage sous régime plastique », minimisant ainsi les dommages causés par les microfissures à la fois à la surface et au sous-sol (comme illustré dans la figure 3). Étant donné que le taux d'enlèvement de matière inhérent au processus de meulage lui-même est relativement faible, un contrôle précis de la puissance du laser est d'une importance primordiale pour éviter des dommages thermiques excessifs ou une brûlure de la surface. De plus, l’assistance laser permet de réduire l’usure de la meule et de maintenir le tranchant des grains abrasifs. Dans l'usinage d'ultra-précision de plaquettes semi-conductrices et de composants optiques de précision, cette technique constitue un moyen efficace d'obtenir des surfaces de haute-qualité et sans dommage-.
