Tout savoir sur le traitement de surface par laser ultra rapide
Le traitement laser ultra-rapide (Laser Femtoseconde) permet la fonctionnalisation, la texturation ou le micro-usinage par un traitement rapide sans détérioration du matériau, en 2D et en 3D sur une large gamme de matériaux.
Quels sont les avantages du laser femtoseconde ?
Le laser femtoseconde (ou laser ultra-rapide) est une technologie de traitement de surface par impulsions optiques ultra-courtes, capable de graver, texturer, découper ou fonctionnaliser tout type de matériau sans détérioration thermique.
Caractéristiques techniques de nos procédés lasers femtoseconde :
- Tous les matériaux du plus durs au plus fragiles
- Précision extrême
- Maîtrise thermique
- Pas de post traitement (pré ou post)
- Reproductibilité
- Large géométrie de surfaces : planes 2D & complexes 3D
- Toutes tailles de pièces du μm² au m²
- Enlèvement de matière sans bavure ni impact thermique
- Maîtrise dimensionnelle
Caractéristiques opérationnelles de nos procédés lasers ultra-rapides :
- Productivité accélérée
- Optimisation des coûts
- Performances améliorées du produit final (augmente les performances intrinsèques des matériaux)
- Faible empreinte carbone : consommation électrique limitée, technique sans contact, sans additif ni consommable
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Spécifications techniques du laser femtoseconde HEF
- Compatible tous matériaux, du plus dur au plus fragile
- Précision extrême, contrôle thermique, pas de pré ou post-traitement
- Reproductibilité, maîtrise dimensionnelle
- Géométries planes 2D et complexes 3D, pièces du μm² au m²
- Enlèvement de matière sans bavures ni impact thermique
Caractéristiques opérationnelles
- Productivité accélérée, optimisation des coûts
- Performances améliorées du produit final (propriétés intrinsèques renforcées)
- Faible empreinte carbone : consommation limitée, sans contact, sans additif ni consommable
Applications industrielles couvertes
- Cutting, Drilling, Dicing (découpe, perçage, sciage)
- Ablation de couches minces (decoating)
- Etching (gravure)
- Micro et nano texturation de surface (LIPSS, DLIP, super-hydrophobie biomimétique)
Matériaux traités
Polymères (PET, Parylène, PTFE), métaux (aluminium, or, cuivre, nickel, tungstène), composites, céramiques.
Fonctionnalisations de surface obtenues
Hydrophile/hydrophobe, anti-givre (anti-icing), étanchéité, embellissement, noir absolu anti-réflectif, modification de rugosité, mouillabilité (adhésion, préparation de surface), tribologie (réduction du frottement et de l’usure).
Capacités laser HEF (chiffres)
- 10 sources laser femtoseconde jusqu’à 300 W
- 2 sources laser complémentaires
- 13 plateformes laser en production
- 2 robots 6-axes
- 1 démonstrateur industriel mobile
- 1 machine de fabrication additive
- 6 surfaces de travail jusqu’à 600 x 800 mm
Chaîne de valeur HEF
Intégration verticale de la R&D à la production : spécifications techniques, science et recherche, ingénierie et conception, fabrication d’équipement, traitement de surface, fabrication de composants intégrant nos technologies.
Comment fonctionne la gravure au laser femtoseconde ?
La technologie laser ultra-rapide permet une gravure de précision avec un usinage rapide (mm³/s) et une rugosité inférieure au µm sans détérioration de la matière en 2D et 3D.
Le laser femtoseconde permet une gravure avec un contrôle thermique et une préservation de la santé matière pour la création de microcanaux, la tribologie, l’étanchéité ou l’esthétique…
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Etching (gravure) par laser femtoseconde
La technologie femtoseconde permet une gravure de précision avec usinage rapide (mm³/s) et rugosité inférieure à 1 µm, sans détérioration de la matière en 2D et 3D. Elle est essentielle pour les industries de précision.
Applications typiques
- Création de microcanaux
- Tribologie (réduction friction et usure)
- Étanchéité (sealing)
- Esthétique et fonctionnalisation optique
- Circuits d’interconnexion 3D par ablation successive de couches
Revêtements PVD compatibles
Or, argent, titane, aluminium, chrome, carbure.
Bénéfices clés
- Sans altération thermique du substrat
- Précision extrême, contrôle thermique
- Préservation de la santé matière
Secteurs d’application
Énergie, aéronautique, optique, électronique, médical, biens de consommation.
Comment la texturation au laser femtoseconde modifie-t-elle les surfaces ?
La texturation de surface par laser ultra-rapide permet de modifier les propriétés structurelles du matériau afin d’apporter une fonctionnalisation technique à la pièce.
La technologie laser permet la texturation par ablation à grande vitesse (mm³/s) à très haute résolution (µm) sans détérioration des matériaux en 2D et 3D.
Le laser femtoseconde permet également de créer des surfaces nanométriques pour diverses fonctionnalités :
- Mouillabilité (hydrophobe, hydrophile…)
- Etanchéité
- Antigivre
- Tribologie (friction, adhérence, frottements…)
- Conductivité
- Coloration (noir absolu, effet d’irisation …)
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Surface texturing par laser femtoseconde
La technologie femtoseconde permet une texturation à haute vitesse par ablation (mm³/s) à très haute résolution (µm) sans détérioration de la matière en 2D et 3D. La texturation crée des structures micro et nanométriques dans le matériau pour en modifier les propriétés fonctionnelles.
Surfaces nanométriques obtenues
- Catalyse chimique
- Réflexion lumineuse (noir absolu, effet d’irisation)
- Tribologie (réduction de la friction et de l’usure)
- Structures LIPSS (Laser-Induced Periodic Surface Structures)
- Textures DLIP (Direct Laser Interference Patterning)
- Super-hydrophobie biomimétique (effet lotus)
Fonctionnalisations de surface
- Hydrophile ou hydrophobe (mouillabilité)
- Auto-nettoyant (self-cleaning)
- Embellissement
- Adhésion renforcée
- Préparation de soudure (solder preparation)
Types de verre traités
Gorilla Glass, aluminosilicate, borosilicate, silice fondue (fused silica), Lotus XNT.
Traitements complémentaires HEF
Polissage de précision, gravure (etching), surfaçage.
Secteurs d’application
Énergie, aérospatial, optique, électronique, luxe, transport.
Quelle précision offrent la découpe et le perçage au laser femtoseconde ?
Le perçage laser permet l’obtention de trous de petite taille (jusqu’à 10 µm de diamètre) aux géométries variées, pour des applications tant sur verre que sur métaux ou plastique.
La technologie laser permet la découpe traversante de différents matériaux (d’épaisseur ≤ 1 mm) à grande vitesse (1 m/s en ligne droite et ≥ 0,2 m/s pour des géométries plus complexes).
Le laser permet de préserver le substrat grâce à une maîtrise des effets thermiques et des flancs de découpe propres et sans bavures.
Voir les détails techniques (découpe et perçage femtoseconde)
Cutting (découpe) par laser femtoseconde
La technologie femtoseconde permet la découpe traversante de différents matériaux (épaisseur ≤ 1 mm) à grande vitesse : 1 m/s en ligne droite et ≥ 0,2 m/s pour les géométries complexes. Essentielle pour les applications de découpe sur verre, métaux et plastiques.
Matériaux compatibles
Tous matériaux, du plus dur au plus fragile : tissus biologiques, polymères, métaux fins, verres techniques.
Application phare : plaques bipolaires pour piles à combustible
- Substrats : graphite, titane, acier inoxydable, nickel
- Revêtement HEF CERTESS® Elec (PVD) pour modification des propriétés électriques
- Bénéfices : contrôle thermique, découpe fine sans bavures
Perçage laser
Trous de petite taille (jusqu’à 10 µm de diamètre) aux géométries variées, applicable sur verre, métaux et plastiques.
Bénéfices clés
- Procédé athermique (préservation du substrat)
- Découpe fine avec bords propres, sans bavures
- Maîtrise des effets thermiques
Secteurs d’application
Énergie (hydrogène, piles à combustible), aérospatial, optique, électronique, médical, mécanique.
Comment fonctionne l’ablation sélective de couches minces ?
L’ablation laser de couches minces (ou " decoating ") permet la gravure sélective sans délamination, bavures ou microfissures d’une couche sur son substrat.
Cette technique s’applique aussi bien aux revêtements fonctionnels qu’aux marquages de précision, sans impact thermique sur le substrat.
Voir les détails techniques (ablation sélective de couches minces)
Ablation of thin layers (decoating) par laser femtoseconde
La technologie femtoseconde permet l’ablation sélective d’une ou plusieurs couches d’une pièce multi-matériaux à grande vitesse (mm³/s) et très haute résolution (< 1 µm). Essentielle pour les applications en microélectronique, hydrogène et aérospatial.
Principe technique
L’ablation laser de couches minces (ou decoating) permet la gravure sélective d’une couche sur son substrat sans délamination, bavures ou microfissures. Retrait précis de la couche métallisée sans affecter les couches sous-jacentes.
Application typique : film Kapton
- Substrat : film polyamide (Kapton)
- Revêtements PVD traités : graphène, or, cuivre, aluminium
- Retrait sélectif du revêtement métallisé
Bénéfices clés
- Sans altération thermique du substrat
- Précision extrême (résolution submicronique)
- Amélioration de la conductivité électrique locale
- Aucune délamination, aucune microfissure
Secteurs d’application
Hydrogène (plaques bipolaires PEMFC, électrolyseurs), aéronautique, optique, électronique, médical, transport.
Questions fréquentes sur le laser femtoseconde
Qu’est-ce que le laser femtoseconde (ou laser ultra-rapide) ?
Quels matériaux peut-on traiter avec le laser femtoseconde HEF ?
Quelles fonctionnalisations de surface le laser femtoseconde permet-il ?
Dans quels secteurs le laser femtoseconde est-il utilisé ?
