Brevet FR2310229A1 — publié le 19761203

La présente invention a pour objet un procédé de décoration d'un objet en matière plastique transparente au moyen de tirs laser, objet qui peut être par exemple une lampe de table, une lampe d'ambiance pour téléviseur ou d'éclairage pour couloir ou autre. Dans les procédés connus de décoration d'objets transparents en matière plastique on crée des effets décoratifs avant ou pendant le moulage des objets, généralement en y incluant l'objet, tel que des objets de décoration, en particulier figurines, feuilles métalliques, etc. Le nouveau procédé par contre se distingue en ce que l'on crée les effets décoratifs après le moulage et la finition extérieure de l'objet, et, est caractérisé en ce que l'on dirige un faisceau laser pulsé sur l'objet à décorer possédant des tensions internes durant le tir laser et présentant des caractéristiques physiques propres à certains matériaux tel que le caractère cristallin et en ce que l'on focalise successivement ledit faisceau laser en des endroits différents, à l'intérieur de l'objet, en choisissant la durée et l'énergie de l'impulsion selon l'étendue des éléments décoratifs désirés. L'unique figure illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une partie d'une lampe de table décorée grâce au procédé selon l'invention. Sur la figure on reconnaît l'objet décoratif I monté sur un socle 2 d'une lampe de table munie d'un cable électrique 3. L'objet 1 est un cylindre en "Plexiglas", qui est un polymère de l'ester méthacrylique présentant un caractère cristallin et des tensions internes survenues lors de la fabrication, mais il est aussi possible de créer des tensions internes par des actions venues de l'extérieur. Les dimensions peuvent être choisies dans une large gamme, mais pour les applications prévues le diamètre est de préférence compris entre 35 mm et 80 mm, la hauteur entre 85 mm et 205 mm. Pour obtenir les éléments décoratifs 4 désirés, qui se présentent par exemple sous la forme schématisée dans le dessin, on tire perpendiculairement à la surface plane 5 du cylindre avec un faisceau laser pulsé, dont l'axe 6 est indiqué par une flèche. Pour ces travaux on emploie de préférence un laser à rubis ou éventuellement un laser à néodyme. Les exigences quant à la stabilité mécanique ou électrique ne sont pas très grandes, il suffit que le laser soit capable de fournir une dixaine de joules par impulsion avec une durée d'impulsion de 100 gus à 300 ps, correspondant approximativement aux conditions d'utilisation pour le perçage. Le procédé de décoration est très simple: On ajuste le barreau de Plexiglas de manière à ce que sa ligne médiane tombe ou non dans l'axe du faisceau laser puis on règle l'optique du laser de façon à focaliser l'énergie en unpoint déterminé, voisin de la région que l'on désire décorer.Le faisceau laser focalisé tombe sur le barreau de résine, les petites absorptions locales d'énergie se traduisent par une production de gaz qui engendrent des pressions pouvant être considérables. Elles suffisent à cliver le matériau sous la forme de disques ou coupelles très minces aux endroits des tensions internes. Ces fissures sont rendus visible par un changement de l'indice de réfraction dans ce plan, créant une séparation entre deux zones du barreau. L'étendue de ces plans est une fonction de la densité d'énergie; en modifiant l'énergie du faisceau pour une distance focale et une durée d'impulsion inchangée, on peut faire varier l'étendue d'un élément décoratif.En modifiant la durée de l'impulsion vers des durées plus courtes, la forme de l'élément décoratif se modifie et l'on obtient non plus des feuilles minces, mais un volume de formes minces centré sur l'épi- centre de la micro explosion. La limite de l'énergie du faisceau est donnée par la destruction du barreau de Plexiglas. Des expériences ont montré qu'une durée de l'impulsion comprise entre 100 ps et 300 ps donne les meilleurs résultats pour une distance focale de l'ordre de 100 mm à 200 mm, suivant la longueur de l'objet. La forme extérieure est de préférence polie avant la décoration; la face sur laquelle tombe le faisceau laser doit être propre et transparente pour le faisceau laser. L'objet en matière plastique décoré peut être utilisé tel quel comme objet décoratif, par exemple comme presse-papier ou de préférence comme élément lumineux d'une lampe. L'objet décoratif est éclairé par une ampoule électrique. Dans une version préférentielle pour limiter l'échauffement du socle, une ampoule de 6 V est alimentée par un transformateur coulé dans une résine synthétique. La lampe est connectée au réseau électrique par le cable 3. Le procédé décrit plus haut peut être appliqué à une multitude d'objet de forme et de matériaux différents. Au lieu d'un objet cylindrique on peut utiliser des formes rectangulaires, pyra X cb, polygonales ou sphériques et l'on peut tirer dans n'importe quel angle sur l'objet à décorer. Une bonne transparence pour la longueur d'onde du faisceau laser employé est l'une des conditions que doit remplir l'objet pour que l'on puisse le décorer. Une autre condition est d'obtenir des tensions internes, ce que l'on peut constater aisément avec un jeu de polariseurs. Afin d'augmenter l'effet lumineux de l'objet il est possible de déposer sur toute la surface opposée à la source lumineuse de la lampe, ou partiellement, une couche réfléchissante; on peut également introduire un polariseur entre l'ampoule et l'objet ce qui provoque, en regardant à travers un analyseur, un effet de coloration des éléments décoratifs. Le Plexiglas est un exemple d'un matériel en plastique convenant à l'application décrite. Cependant il est évident que le procédé s'applique à toutes les matières plastiques transparentes présentant un caractère cristallin. Les descriptions précédentes ne sont pas limitatives. I1 est évident que des variations sont possible quant à la forme, couleurs et éclairages des objets Revendications: 1. Procédé de décoration d'un objet en matière plastique transparente au moyen de tirs laser, caractérisé en ce que l'on dirige le faisceau laser (6) pulsé sur l'objet à décorer (1) pos sédant des tensions internes durant le tir laser et présentant des caractéristiques physiques propres à certains matériaux tel que le caractère cristallin et en ce que l'on focalise successivement ledit faisceau laser en des endroits différents, à l'intérieur de l'objet, en choisissant la durée et l'énergie de l'impulsion selon l'étendue des éléments décoratifs (4) désirés. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise un laser à rubis et des impulsions d'une durée comprises entre 100 ps et 300 ps et une optique de focalisation avec une longueur focale comprise entre 100 mm et 200 mm. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on dirige le faisceau laser perpendiculairement à la surface plane (5) et dans la ligne médiane d'un cylindre en "Plexiglas" avec un diamètre compris entre 35 mm et 80 mm et une longueur comprise entre 85 mm et 205 mm. 4. Utilisation de l'objet en matière plastique transparente obtenu selon le procédé de la revendication 1, pour une lampe de table (2, 3). 5. Utilisation selon la revendication 4 de l'objet décoré selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on l'illumine par une ampoule monté dans le socle (2) de la lampe. 6. Objet décoré par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3