Ablation laser? chauffage liquéfaction vaporisation. seuil. Résolution micrométrique ionisation. Ablation laser femtoseconde. Absorption à un photon

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1 SOLUTION DE MARQUAGE LASER DIFFERENCIANTE MICRO-USINAGE & MICROMARQUAGE LASER FEMTO-SECONDE Tijani MESSAOUDI IPV // Atelier Pôle Pilote des Microtechniques / Besançon,

2 MICRO-USINAGE LASER FEMTO-SECONDE Partie I : Les spécificités de l usinage femto seconde Partie II : Applications de marquage/traçabilité Perspectives

3 Ablation laser? MICRO-USINAGE LASER FEMTO-SECONDE Ablation laser «classique» Absorption à un photon chauffage liquéfaction vaporisation Ablation laser femtoseconde Absorption multiphotonique seuil Résolution micrométrique ionisation

4 MICRO/NANO-USINAGE LASER FEMTO-SECONDE En pratique Impulsion longue Impulsion ultra-brève

5 MICRO/NANO-USINAGE LASER FEMTO-SECONDE Matériaux usinables 100 μm Diamant Céramiques Métaux Polymères dent Explosifs! Lawrence Livermore National Laboratory Tête d alumette

6 MICRO-USINAGE LASER FEMTO-SECONDE Partie I : Les spécificités de l usinage femto seconde Partie II : Applications de Traçabilité Perspectives

7 Le microusinage laser femtoseconde comme technologie au servicedelatraçabilité Pôle National de Traçabilité Créd dit : Trackinside Marquage visible Marquage invisible Signature numérique Micro/Nanotraceurs magnétique Comment tracer des nanoproduits ou produits issus des nanotechnologies? Avec quelle précision tracer des produits particuliers tels que les produits microtechniques, i le bois, les produits du secteur aéronautiques, etc. Quelle solution pour effacer la traçabilité quand elle ne doit pas aller au-delà de son champ d application? Pôle National de Traçabilité

8 ATELIER PILOTE : Micro-usinage LASER SOURCE LASER Laser Spectra-physics Spitfire Pro Ultrafast Ti:Sapphire Amplifier Durée d impulsion : 100 fs Longueur d onde source : 800 nm Puissance source : 1,5 W et 5 khz. Energie : 0,5 mj par impulsion Puissance crête : 5 GW SOURCE LASER FEMTO SECONDE POSTE DE TRAVAIL LASER POSTE DE TRAVAIL LASER Novalase Modèle : Astree 250 Caractéristiques d ablation : 0 à 240mW, Ouverture du diaphragme 0 à 16 mm Vitesse des scanners jusqu à 100 mm/s.

9 Micro-canaux canaux : marquages experts, Biotechnologies Paramètres Matière M : Lame de verre classique Profondeur : 80 µm Largeur canal : 100 µm Pour analyses chimiques, isotopiques... avec des coûts de plus en plus réduits.

10 marquages experts, Biométrie Paramètres Matière : Pyrex Profondeur : 50 µm Une texturation unique gouvernée par une interaction laser matière particulière.

11 Signature numérique : Matrices de punchs Paramètres Matière : ACIER Z38CDV5 Matrice 50 x 50 punchs p Ø 20 µm Matrice de punchs associée à un système de lecture optique Matrice codée d états 0 ou 1 IPV // Atelier Pilote Tijani MESSAOUDI Pôle des Microtechniques / Besançon,

12 Marquage de céramique Paramètres Matière : Céramique "zircone noir" Passes : 20 avec Pas = 20 µm

13 Bande / fil de sécurité et Traçabilité effaçable : Ablation sélective Paramètres Matière : Verre + 0.2µm Chrome Intégration d une bande magnétique de localisation et effaçable

14 Micro marquage et sécurisation Paramètres Matière : Saphir Div : 1 mm CODE BARRE SECURISATION : DATA MATRIX

15 Traçabilité / Identification / Décoration Micro marquage à travers le verre Paramètres Matière : Saphir

16 Traçabilité / Identification / Décoration / Marquage Gravure dans la masse Paramètres Matière : Plastique Passes : 100, 10, 5

17 Micro marquage visible Paramètres Matière : laiton Passes : 1 P. laser : 163 mw O.D. : 16 mm. Vitesse des scanners : 5 mm/s T.U. estimé : 1 mn Fichier DXF

18 Réalisation et marquage des Stents Paramètres Matière : Polymère Bio ou INOX Passes : 10 avec Pz = -100 µm Source hlbi ih /h l h/d i/di /A i l asty/angioplasty_whatis.html Frank C. Mü üller

19 Implants en Titane coloration par oxydation laser. Principales caractéristiques du Titane Excellentes propriétés mécaniques Faible densité Haut point de fusion Biocompatibilité Résistance à la corrosion (avec l aide précieuse de Luca FURFARO Ingénieur de recherche, département d'optique, institut femto-st).

20 Codage couleur du Titane par oxydation laser 2 ms 6 ms 10 ms 20 ms 20 khz Hz 30 kh Qu'est ce qui définit la perceptions des couleurs? 1. La composition du matériau 2. La texture 3. La dispersion et/ou la diffraction 4. Les interférences Code matriciel basé sur une palette de couleur

21 MICRO-USINAGE LASER FEMTO-SECONDE Partie I : Les spécificités de l usinage femto seconde Partie II : Applications médicales Perspectives

22 MICRO-NANO USINAGE LASER FEMTO-SECONDE 3D MULTISOURCE Caractéristiques techniques envisagées : Trois sources laser, deux minimum 7 axes (5 axes physiques+2 axes) Une commande numérique dédiée usinage laser Types de matériaux à usiner : tous les matériaux Usinage nanométrique, micrométrique et millimétrique. Objectifs techniques visés : réalisation d usinage laser en 3 dimensionsi optimisation de la précision, de la répétabilité, de l état de surface, de la vitesse d usinage. Premiers essais : juin 2011

23 Poste d'usinage Laser 3D Multi-source, Multi-échelle, Multimatériaux, pièce conforme à des caractéristiques géométriques pointues. Datamatrix 3D dans la masse avec codage couleur.

24 Merci pour votre attention / Questions diverses Financeurs Fondateurs Avec le soutien de. Partenaires