Usinage des matériaux transparents
L'usinage des matériaux transparents consiste à découper, souder, percer et graver en minimisant le stress mécanique.
Les lasers à impulsions brèves ou ultra brèves permettent d’usiner les matériaux transparents avec ou sans enlèvement de matière et de modifier leurs caractéristiques physiques dans le volume.
Les caractéristiques du procédé d'usinage des matériaux transparents :
Bénéfices
- Usinage dans la masse : modification laser localisée - pérenne dans le temps - pas de couche organique ajoutée
- Découpe sans ablation : pas de génération de poussière - très rapide - pas de conicité
- Découpe avec ablation : rapide - à géométrie contrôlée
Performances
- Usinage dans la masse : jusqu’à 15 MPa de tenue mécanique
pour certains verres, précision micrométrique - Découpe avec ou sans ablation : précision de quelques μm
- Découpe avec ablation : rapport de forme jusqu’à 50
Productivité
- Découpe sans ablation : > 100 mm.s-1, peut découper jusqu’à 1 mm d’épaisseur en un seul passage
- Usinage dans la masse : < 100 mm.s-1 pour la soudure et quelques centaines de mm.s-1 pour la modification d’indice
- Découpe avec ablation : jusqu’à quelques dizaines de mm.s-1 de vitesse d’usinage suivant les épaisseurs
Mise en œuvre du laser
- Usinage dans la masse : objectif à grande ouverture numérique,
scanner - Découpe sans ablation : mise en forme de faisceau spéciale type
Bessel - Découpe avec ablation : usinage par transparence
Etat de surface
- Découpe sans ablation : rugosité surfacique inférieure à 500 nm
- Découpe avec ablation : rugosité surfacique inférieure au μm
Les matériaux transparents concernés :
- Verre
- Cristaux
- Céramique transparente
Fiche procédé
Domaines d'applications
- Horlogerie
- Optique
- Display
- Électronique
Publications
Les produits ou services en lien
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Ablation sélective
L’utilisation d’une durée d’impulsion et/ou d’une longueur d’onde adaptée(s) permet de se placer dans un régime où le seuil d’ablation de la couche superficielle est inférieur au seuil d’endommagement du substrat. -
Fabrication additive
La fabrication additive est un procédé de fabrication par ajout de matière fusionnée à l'aide d'une source laser. Ce procédé de micro-usinage laser permet la fabrication de pièces complexes 3D en optimisant les coûts et les temps de réalisation. -
Soudage par laser
Le soudage par laser est un procédé thermique de fusion à haute densité d'énergie permettant l'assemblage rapide et répétable de sous éléments mécaniques avec ou sans apport de matière. -
Gravure laser - Ablation contrôlée
La gravure laser est réalisée par un enlèvement de matière couche par couche pour donner un effet 2D ou 3D sur tous types de matériaux. -
Ecrouissage laser
Le procédé d'écrouissage laser permet une amélioration de la tenue en fatigue et de la tenue à la corrosion grâce à l'utilisation des ondes de choc (> GPa) sur des matériaux métalliques. -
Perçage par laser
Le perçage par laser permet d’obtenir des trous à géométrie variable avec un grand rapport de forme, traversant ou non, sur tous types de matériaux et d’épaisseur. -
Découpe laser
La découpe laser permet la fabrication de pièces de précision sur tous types de matériaux mêmes transparents et durs, comme le carbure de silicium ou le diamant. -
Texturation de surface
La texturation ou fonctionnalisation de surface par laser permet de créer des effets ou de donner des propriétés nouvelles sur tous types de matériaux, selon la fonction désirée.