Que peuvent faire les lasers ultra-rapides?
Le développement rapide de la technologie laser à impulsions courtes en a fait une très largement utilisée dans l'industrie, et de nouvelles applications sont trouvées presque chaque jour. À l'heure actuelle, les impulsions courtes sont principalement concentrées dans plusieurs domaines d'application tels que le perçage, le traçage, la découpe, l'ablation par fil (élimination du placage), la structuration de surface et la gravure.
1. Forage
Dans la conception de circuits imprimés, les gens ont commencé à utiliser des substrats en céramique au lieu de substrats en plastique conventionnels pour obtenir une meilleure conductivité thermique. Afin de connecter des composants électroniques, il est généralement nécessaire de percer jusqu'à des centaines de milliers de petits trous d'un diamètre de 40100 μm dans la carte. Par conséquent, il est très important de s'assurer que la stabilité du substrat n'est pas affectée par l'apport de chaleur pendant le processus de forage. Le laser picoseconde est un outil idéal pour cette application. Le laser picoseconde peut compléter le traitement du trou par forage à percussion et assurer l'uniformité du trou. En plus des cartes de circuits imprimés, les lasers picosecondes peuvent également percer des matériaux de haute qualité tels que des films plastiques, des semi-conducteurs, des films métalliques et du saphir.
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2. Scribe et coupe
Des lignes peuvent être formées en superposant des impulsions laser par balayage. Il faut généralement beaucoup de balayage pour pénétrer profondément dans la céramique jusqu'à ce que la profondeur de la ligne atteigne 1/6 de l'épaisseur du matériau. Les modules individuels sont ensuite séparés du substrat en céramique le long de ces lignes d'entaille. Cette méthode de séparation est appelée traçage. Une autre méthode de séparation consiste à utiliser une découpe par ablation laser à impulsion ultracourte, également connue sous le nom de découpe par ablation. Le laser ablate le matériau, en enlevant le matériau jusqu'à ce qu'il soit coupé. L'avantage de cette technique est que la forme et la taille des trous traités ont une plus grande flexibilité. Toutes les étapes du processus peuvent être complétées par un laser picoseconde.
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3. Ablation par fil (retrait du placage)
Une autre application souvent considérée comme le micro-usinage est l'élimination précise des revêtements sans endommager ou légèrement endommager le matériau du substrat.
L'ablation peut être soit une ligne de quelques microns de large, soit une élimination de grande surface de quelques centimètres carrés. Puisque l'épaisseur du revêtement est généralement beaucoup plus petite que la largeur de l'ablation, la chaleur ne peut pas être conduite sur le côté. Par conséquent, des lasers avec une largeur d'impulsion nanoseconde peuvent être utilisés. La combinaison d'un laser de puissance moyenne élevée, d'une fibre conductrice carrée ou rectangulaire et d'une distribution d'intensité lumineuse à dessus plat permet d'appliquer l'ablation de surface au laser dans le domaine industriel. Par exemple: utilisez le laser TruMicro 7060 de TRUMPF pour retirer le revêtement sur le verre de la cellule solaire à couche mince. Le même laser peut également être utilisé dans l'industrie automobile pour éliminer les revêtements anticorrosion en vue d'un soudage ultérieur.
4. Structuration de surface
La structuration peut modifier les propriétés physiques de la surface du matériau. Selon l'effet lotus, la structure de surface hydrophobe permet à l'eau de s'écouler de la surface. L'utilisation de lasers à impulsions ultracourtes pour créer des structures submicroniques sur la surface peut réaliser cette fonctionnalité, et la structure à créer peut être contrôlée avec précision en modifiant les paramètres du laser. Des effets opposés, tels que des surfaces hydrophiles, peuvent également être obtenus, et le micro-usinage peut également créer des structures de plus grandes dimensions. Ces procédés peuvent être utilisés dans le réservoir de carburant du moteur pour réaliser certaines microstructures qui réduisent l'usure, ou pour structurer la surface métallique pour réaliser le soudage avec du plastique.
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5. Gravure
La gravure consiste à créer des formes tridimensionnelles par ablation de matériaux. Bien que la taille de l'ablation puisse dépasser la catégorie du micro-usinage au sens traditionnel du terme, la précision qu'elle nécessite la classe dans ce type de domaine d'application laser. Le laser picoseconde peut être utilisé pour usiner les bords d'outils diamantés polycristallins sur des fraiseuses. Le laser est un outil idéal pour le traitement du diamant polycristallin, qui est un matériau extrêmement dur qui peut être utilisé pour fabriquer des lames de fraise. Utilisez la technologie de gravure pour traiter les rainures de copeaux et les dents de la fraise. Dans ce cas, les avantages du laser sont l'absence de contact et une grande précision d'usinage.
En bref, le micro-traitement a des perspectives d'application très larges et de plus en plus de nécessités quotidiennes pénètrent dans notre champ de vision grâce au micro-traitement laser.