La bonne soudure par un laser sur mesure

L´entreprise américaine Medtronic fabrique dans son unité vaudoise de Tolochenaz un cinquième des stimulateurs cardiaques et un quart des défibrillateurs vendus dans le monde. L´électronique de ces appareils destinés à être implantés se loge dans des boîtiers de ti-tane hermétiquement soudés. On se servait pour le soudage de lasers solides à impulsions. Ces lasers nécessitent un entretien suivi et manquent souvent de régularité. Il sont en outre refroidis à l´eau et prennent beaucoup de place.

Un nouveau laser lancé en 2015 par l´entreprise américaine IPG Photonics a laissé espérer une amélioration: refroidi à l´air plutôt qu´à l´eau – d´où un gain d´énergie – il nécessite moins d´entretien, est plus compact et s´avère plus régulier dans son travail.

Les premiers essais conduits chez Medtronic ont cependant montré que les cordons de soudure de ce nouvel appareil présentaient une bordure noire-suie très problématique pour des implants. Sébastien Favre, ingénieur au département recherche de Medtronic, s´est alors adressé aux spécialistes en matériaux de l´Empa de Thoune, Patrik Hoffmann et Marc Leparoux. Ils se sont penchés sur l´optimisation du nouveau laser pour le soudage sur titane. Le projet était financé par Innosuisse, l´ancienne Commission pour la tech-nologie et l´innovation (CTI).

Pour simuler la production de Medtronic, l´Empa a monté sa propre installation lui permettant d´analyser très exactement le com-portement du laser dans un environnement contrôlé. Il s´est avéré que la bordure noire résultait de l´interaction entre le processus et les vapeurs de titane qu´il générait, et que cette bordure se composait de nanoparticules de titane. De nouveaux essais ont permis aux chercheurs de l´Empa de la faire disparaître en modifiant la longueur d´onde du laser. Suivant les instructions de l´équipe de l´Empa, IPG Photonics a construit un laser sur mesure qu´il a mis à disposition pour un nouveau tour d´essais. Lesquels ont été concluants: l´adaptation de la longueur d’onde avait résolu le problème.

Aujourd´hui, l´Empa, Medtronic et IPG Photonics détiennent un brevet commun sur le laser à fibre optimisé. Medtronic a pu améliorer sa production d´implants tant quantitativement que qualitativement, tout en réduisant sensiblement ses coûts de fabrication. Le site suisse du groupe américain a consolidé son leadership technologique: les lasers spéciaux mis au point dans notre pays sont ac-tuellement en service dans les ateliers Medtronic de Puerto Rico, de Singapour et des États-Unis.