Cadrans diffractifs Yvan Terés HE-ARC Ingénierie Hôtel-de-Ville 7 CH-2400 Le Locle LAUSANNETEC 24 mai 2012
Plan Introduction Principe utilisé Fabrication des cadrans Prototypes réalisés Limites et perspectives Conclusions 2
Qui sommes-nous? IHC-Arc (Institut d Horlogerie et Création) IMA-Arc (Institut des Microtechnologies Appliquées) 3
Constats Le cadran constitue le "visage" de la montre Beaucoup de designs différents mais peu d'innovations technologiques Contrefaçon relativement aisée www.swissinfo.ch 4
Réflexion Est-il possible de proposer une technologie? 5
Idée 6
Plan Introduction Principe utilisé Fabrication des cadrans Prototypes réalisés Limites et perspectives Conclusions 7
Solution technique retenue Computer Generated Hologram (CGH) Creux en noir 8
Computer Generated Hologram Diffraction 9
Computer Generated Hologram Creux en noir 10
Processus de réalisation Choix du motif Calcul de l hologramme par ordinateur Simulations optiques Réalisation des masques de photolithographie Fabrication des microstructures Métallisation du substrat Découpe laser du cadran 11
Plan Introduction Principe utilisé Fabrication des cadrans Prototypes réalisés Limites et perspectives Conclusions 12
Photolithographie Structuration d une résine photosensible (photoresist) à travers un masque Permet de reproduire une structure sur un substrat
Photolithographie Étapes de fabrication photolithographie Substrat Si Aluminium Résine Dépôt d aluminium UV Dépôt de résine (positive) Exposition Développement Gravure de l aluminium Enlèvement de la résine Dépôt d aluminium
Photolithographie Structures Masque chromé Aluminium structuré
Découpe & Marquage Laser UV nano-seconde
Caractéristiques laser UV Taille du spot : 20 µm Longueur d onde : 355 nm Puissance : 2W Déplacement du faisceau : Tête galvanométrique Table motorisée 4 axes Principe de la tête galvanométrique
Avantages laser UV 1/2 Taille du faisceau : petit diamètre Perçage d un cheveux Meilleure absorption dans l ultra-violet
Avantages laser UV 2/2 Peu d effet thermique Gravure froide Comparaison longueur d impulsion et interaction laser/matière
Possibilités avec laser UV Découpe de précision : Silicium, Or, Platine, Carbone, Saphir,... Exposition de résines photosensibles Structuration / modification de couches minces Combinaison techniques laser et PVD pour métalliser le marquage Exposition résine photosensible par laser Fond de boite en acier inox (30*30mm) 2 dépôts PVD : Or jaune puis dépôt noir dans le marquage laser.
Plan Introduction Principe utilisé Fabrication des cadrans Prototypes réalisés Limites et perspectives Conclusions 21
Prototypes réalisés Cadrans en Si 22
Prototypes réalisés Reflets du soleil avec une glace plane 23
Prototypes réalisés Reflets du soleil avec une glace bombée 24
Prototypes réalisés Reflets d un laser 25
Plan Introduction Principe utilisé Fabrication des cadrans Prototypes réalisés Limites et perspectives Conclusions 26
Limites actuelles Pour réfléchir le soleil, plus la surface est grande mieux c est! Avec un pointeur laser, une petite applique suffit 27
Limites actuelles Pas de cadrans sombres Motifs symétriques www.lacotedesmontres.com 28
Perspectives Laser femto unicité du motif diffracté Microstructures à 8 niveaux motifs quelconques Autres composants horlogers Atténuer l apparence gaufrée des cadrans www.horlogerie-suisse.com 29
Plan Introduction Principe utilisé Fabrication des cadrans Prototypes réalisés Limites et perspectives Conclusions 30
Conclusions Faisabilité démontrée Effet signature secrète Contrefaçon plus difficile 31
Questions? Remerciements à l'équipe qui a travaillé sur le projet : Pascal Winkler (IHC-Arc) Laure Jeandupeux (IMA-Arc) Henri Haquette (IMA-Arc) 32