C’est au terme de trois années d’études de faisabilité à des fins industrielles, avec élaboration d’un cahier des charges à la clé, que l’IPV a complété son atelier pilote d’une station d’usinage laser femtoseconde. Baptisée μLas3D, pour micro-usinage laser tridimensionnel multisource et multiéchelle, la station est installée dans la centrale MIMENTO à la Maison des microtechniques de Besançon depuis juillet 2011.
Elle représente un véritable tour de force technologique, au service des industriels et du monde académique, pour la réalisation de composants et systèmes à l’échelle du micro- et du nanomètre. Apportant de nouvelles possibilités, les technologies laser révolutionnent l’usinage traditionnel. Un laser femtoseconde (10-15 secondes) présente une combinaison unique d’impulsions très courtes, de spectre large et de puissance crête élevée. Dans la station μLas3D, cette énergie considérable est focalisée pour le micro-usinage de matériaux par ablation.
Le processus passe par une ionisation de la matière et garantit l’éjection de nanoparticules sans échauffement, un avantage certain pour effectuer des travaux de précision sur des pièces de petite dimension, sur n’importe quel matériau, des métaux aux polymères en passant par le diamant, le saphir, le cuir ou les explosifs… Entre autres compétences, l’usinage laser possède un intéressant pouvoir d’ablation sélective permettant le décapage contrôlé de couches minces ; c’est la seule technologie capable de réaliser des perçages de quelques microns ; avec les matériaux transparents, elle permet la réalisation de gravure dans la masse par modification de l’indice de réfraction…
La station est actuellement opérationnelle pour la modélisation physico-chimique de surfaces par micro- et nanostructuration, tout comme la microdécoupe de formes complexes en 2D et 2,5D.
Elle devrait prochainement intégrer les sources lasers ultraviolet et infrarouge nécessaires pour former avec le laser femtoseconde une combinaison garantissant d’atteindre l’objectif ultime d’usinage en 3D. Nombre de prototypes et préséries de composants fortement miniaturisés ont d’ores et déjà été réalisés ou sont en projet : microsystèmes piézoélectriques, électrostatiques et électromagnétiques, pour des applications de récupération d’énergie, de dispositifs biomédicaux à usage intra-corporel, de systèmes haptiques ; capteurs autonomes communicants pour réseaux difficiles d’accès ; systèmes autonomes de temporisation mécanique ultraprécis pour applications de défense et spatiales.
La station μLas3D est à la disposition des laboratoires de recherche comme des industriels pour la mise au point de prototypes et de préséries.
