Lorsque nous devons réaliser des trous, des découpes, des lignes et des détails de très petite taille, le micro-usinage au laser est généralement le meilleur choix dans notre boîte à outils de fabrication numérique. Les lasers qui émettent une lumière dans la région ultraviolette du spectre sont particulièrement utiles dans les applications biotechnologiques et médicales, car ils peuvent créer des détails aussi petits que 1 micron, ce qui est assez petit si l’on considère que le diamètre moyen d’un cheveu humain est d’environ 75 microns !
Longueur d'onde du laser
Les faisceaux laser doivent être focalisés jusqu'à une taille de spot où l'énergie peut être suffisamment concentrée pour provoquer un changement de matériau. Les lasers fonctionnant à des longueurs d'onde plus courtes, comme les excimères à 193 et 248 nm, peuvent être focalisés jusqu'à des tailles de spot inférieures au micron. Bien que cela soit faisable, dans la pratique, les tailles de spot répétables peuvent mesurer environ 1 micron, ce qui rend la source lumineuse très utile dans de nombreuses applications. Les trous de 1 à 20 microns sont souvent utilisés pour les tests d'étanchéité et la fabrication de nébuliseurs médicinaux, d'inhalateurs, de cathéters à ballonnet ou de masques d'ombre.
Malgré tous les efforts, la lumière infrarouge ne pourra jamais créer de trous aussi petits. Cependant, pour de nombreuses applications, des trous compris entre 5 et 200 microns suffisent. Dans ces cas, notamment lorsqu'on travaille avec des métaux, de la céramique, du silicium ou du verre, on choisit des lasers à longueur d'onde plus longue pour obtenir des résultats optimaux.
Rapport hauteur/largeur
Il faut également tenir compte du rapport hauteur/largeur, c'est-à-dire de la relation entre le diamètre du spot laser et l'épaisseur du matériau. Alors que nous focalisons la lumière laser vers le bas pour une concentration d'énergie ou une fluence maximale, une fois les photons absorbés par le matériau, le faisceau se dilate ou diverge. En règle générale, la divergence des faisceaux laser augmente à mesure que la taille du spot diminue.
Un faisceau focalisé sur un point de 1 micron ne maintient cette taille de point que sur une courte distance, ce qui rend physiquement impossible la fabrication de trous de 1 micron dans un matériau de 6 pouces. Chez Potomac, nous disposons d'un certain nombre de techniques qui
nous permettent d'atteindre des rapports d'aspect allant jusqu'à 10:1, ce qui nous permet de réaliser un trou 10 fois plus profond que son diamètre. Mais cela dépend d'un certain nombre de facteurs, notamment du type de matériau.
Bien que les procédés mécaniques aient leur place, l'usinage CNC ne peut tout simplement pas égaler la capacité unique des lasers à percer des trous aux plus petites échelles spatiales. Avec une telle miniaturisation dans les secteurs de la biotechnologie, des dispositifs médicaux, de la microfluidique, de l'électronique et des produits de consommation, les pièces des produits nécessitent des caractéristiques de plus en plus petites.
Depuis que Potomac a commencé à développer et à construire des lasers excimères et autres lasers UV, nous sommes particulièrement qualifiés pour choisir le bon laser pour résoudre le plus petit problème de fabrication.
