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JNPLI 2011 : Usinage laser femtoseconde et contrôle de procédé
publié le 15/09/2011

Towards industrial control of femtosecond laser processing

Auteur : Eric AUDOUARD, Laboratoire HUBERT CURIEN / France.

- Diaporama disponible prochainement -

 

Towards industrial control of  femtosecond laser processingUsinage laser femtoseconde et contrôle de procédé Pr Eric AUDOUARD Université de Lyon, F-69003, Lyon, France, Université de Saint-Étienne, Laboratoire Hubert Curien (UMR 5516 CNRS)/ Telecom Saint Eitenne, 42000 Saint Étienne, Franceaudouard@univ-st-etienne.fr  Femtosecond laser processing has now proven its capacity to lead innovative production, even if it is still in some well defined fields. A better knowledge of physical mechanisms has motivated many works in recent years [1,2]. Of course, these studies used dedicated experimental set-ups and well known materials in order to evidence the role of specific laser matter interaction mechanisms studied. To reach a real control of industrial processes, we have to pay attention to typical parameters, such as the processing time [3] or the complexity of materials really used in industry. It’s also of prime interest to investigate the processing mechanisms using workstations adapted for industrial production. Some key parameters are then uniformity and repeatability of the process, size of the machined structure (with an industrial access to the sub micron size), and of course processing time. The main goal is to maintain the link between these more global parameters and the fine analysis of laser matter parameters such as ablation rates and fluences thresholds. This wide knowledge is a key point for the possible improvement of the mechanical and computer environment to reach optimal processing conditions.The purpose of this presentation is to show some specific industrial applications using femtosecond laser technology [4-5] and the role of a suited modelisation of the laser processing used.  Les technologies de l’ultra bref ont désormais prouvé leur capacité à permettre une activité de production innovante, même s’il s’agit de domaines applicatifs bien définis. Une meilleure connaissance des mécanismes physiques a motivé de nombreux travaux ces dernières années [1,2]. Bien sûr, ces études concernent des dispositifs expérimentaux et des matériaux connus pour permettre la mise en évidence du rôle des mécanismes d'interaction de laser matière spécifiques étudiés. Pour atteindre un réel contrôle des processus industriels, il convient de prêter attention aux paramètres typiques, comme le temps de traitement [3] ou la complexité des matériaux utilisés dans l'industrie en tenant compte également des spécificités de postes de travail adaptés à la production industrielle. Quelques paramètres clés sont alors l'uniformité et la répétabilité du processus, la taille de la structure usinée (avec un accès industriel aux tailles sub microniques) et bien sûr le temps d’exécution. Le but de la présentation est de présenter des exemples d’applications industrielles[4-5]  et le rôle d’une bonne compréhension des procédés mis en œuvre.   [1]  - J. P. Colombier, P. Combis, E. Audouard, and R. Stoian “Transient optical response of ultrafast non-equilibrium excited metals: Evidence of an electron-electron contribution to collisional absorption”Phys. Rev. E 77 036409 (2008)[2]   - C. Mauclair, G. CHENG, N. Huot, E. Audouard, A. ROSENFELD, I. HERTEL and R. Stoian“Dynamic ultrafast laser beam tailoring for three dimensional parallel micromachining of photonic devices in bulk transparent materials”Opt. Express 17, 3531–3542 (2009) Selected in Nature Photonics 3, 260 - 261 (2009)[3],   - D. Bruneel, G. Matras, R. Le Harzic, N. Huot, K. König, E. Audouard Micromachining of metals with ultra-short Ti-Sapphire lasers: Prediction and optimization of the processing time »Optics and Lasers in Engineering, 48, 268-271 (2010) [4]   - L. MOURIER, D. MAZUYER, A. A. LUBRECHT C.DONNET, E. AUDOUARD« Action of a femtosecond laser generated micro cavity passing through a circular EHL contact »Wear, 264, 450-456  (2008)[5],   - B. Dusser, Z. Sagan, H. Soder, N. Faure, J.P. Colombier, M. Jourlin and E. Audouard.“Controlled Nanostructrures Formation by Ultra Fast Laser Pulses for Color Marking”Optics Express  18, 2913 (2009) 

 

Type de document
Comptes-rendus de journées du CLP
Auteur
Eric AUDOUARD
Langue(s)
français
Procédés
Marquage - Gravure, Micro-usinage, Micro-découpe
 

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