Brevet FR2528357A1 — publié le 19831216

MATERIAU POUR GRAVURE PAR RASER L'invention concerne un matériau pour gravure par laser constitué de deux ou plusieurs couches déposées sur un substrat métallique. La gravure par laser sur un métal ordinaire donne souvent un faible constraste, ce qui constitue un incon vénient, en particulier dans le cas de gravures par laser sur des panneaux de façade. De tels panneaux de façade gravés par laser doivent souvent subir un traitement ultérieur destiné à améliorer le contraste. Ce traitement ultérieur peut consister à étaler de la cire noire pour qutelle pénètre dans le panneau de façade, ou à attaquer chimiquement la surface gravée par laser.Après ce traitement, la surface gradée doit être nettoyée et polie de sorte que le gain de temps obtenu par le procédé de gravure ou laser est ensuite perdu dans le traitement ultérieur0 L'augmentation de la profondeur de gravure pour augmenter le contraste, comme dans le cas d une gravure en relief, conduit à des temps de gravure plus longs et nécessite la la puissance du système de gravure par laser, ce qui, dans les deux cas, augmente les colts de fabrication. L'invention a pour but de pallier ces inconvénients en créant un matériau pour gravure par laser présentant une surface métallique mais donnant néanmoins un bon contraste des informations gravées, même lorsqu'on utilise des puissances laser relativement modérées, Le matériau selon lin- vention permet d'obtenir directement un bon contraste par simple application du procédé de gravure laser, sans nécessiter ensuite le moindre traitement ultérieur. L'invention a également pour but de créer un matériau pour gravure par laser qui, en plus du fait qu'il donne un bon contraste des informations gravées, permet dtuti- liser une vitesse de gravure laser relativement élevée. Enfin, le matériau selon l'inventions présente une bonne stabilité en température et en vieillissement. A cet effet, l'invention concerne un maté- riau pour gravure par laser, matériau caractérisé en ce qu'il comprend un substrat métallique recouvert d'au moins une couche de réaction et d'au moins une couche de surface métallique, la couche ou les couches de réaction étant capables de réagir avec un faisceau laser de densité de puissance considérablement plus faible que celle nécessaire pour obtenir une réaction avec le substrat, et la couche ou les couches de surface métalliques ayant une épaisseur et une énergie de vaporisation telles que, pour une densité de puissance donnée du faisceau laser, ces couches forment une barrière anti-radiations pendant les phases initiales du processus de gravure par laser. Selon l'invention, la couche ou les couches de réaction sont constituées par un matériau réagissant sous l'effet d'un rayonnement de faisceau laser présentant une densité de puissance considérablement plus faible que celle nécessaire pour obtenir une réaction sur le substrat. L'épaisseur et lténergiç de vaporisation du rev8tement de slzrface mdtallique sont choisies de façon que, pour une densité de puissance donnée du faisceau laser, la couche de surface forme une barrière de rayonnement pendant les phases initiales du procédé de gravure par laser. La couche métallique de surface est anodisée ou traitée électrochimiquement (avant gravure laser) pour donner une texture de surface et une couleur agréables.La fonction de barrière anti-rayonnement de la couche de surface métallique permet d'obtenir une trace de gravure bien définie, et par con séquent, une grande précision de gravure. La couche de réaction est choisie dans des matériaux réagissant facilement avec le rayonnement laser pour donner, soit un changement de couleur, soit un changement de volume, soit les deux à la fois. Dans une première forme de réalisation de l'invention la couche de réaction forme une mousse ou autre eubstrace poreuse analogue durcissant à la chaleur, après irradiation par le faisceau laser. Il est également possible, selon l'invention, de choisir les matériaux de la couche de réaction de façon que la réaction avec le faisceau laser donne des produits qui réagissent avec les côtés chauds de la trace gravée. Cette réaction est choisie pour améliorer le contraste de la trace gravée. On peut donner comme exemple d'une telle réaction, la formation de produits de réaction attaquant ou dissolvant la couche de surface métallique au voisinage de la trace gravée. En choisissant convenablement la composition de la couche de réaction, on peut obtenir une fusion et une évaporation partielle du matériau sous l'action du rayonnement laser, ce qui provoque une augmentation de volume poussant les produits de réaction hors de la trace gravée ou les faisant couler sur les bords de cette trace. Dans une autre forme de réalisation de l'in- vention, on peut combiner la densité de puissance laser utilisée au choix des matériaux de la couche de réaction, pour obtenir une carbonisation. Il est également possible de réaliser la couche de réaction sous la forme de deux couches de compositions telles que l'irradiation laser donne la réaction voulue. L'invention sera décrite plus en détail au moyen des dessins ci-joints dans lesquels les figures 1 à 4 représentent des vues en coupe agrandies de matériaux pour gravure par laser selon l'invention. La figure 1 représente à grande échelle et en coupe, un matériau pour gravure laser selon l'invention, dans lequel un substrat métallique 2 est recouvert d'une couche de réaction 3 et d'une couche de surface métallique 4 Au cours du processus de gravure, un faisceau laser 1 est focalisé sur la couche de surface 4 ou juste au-dessous de celle-ci. La figure 2 représente un matériau selon l'invention dans lequel on utilise deux couches le réaction 6 et 7 composées de maniere à réagir sons l'irra@ati@ pour donner une mousse 5 durcissant à chaud et pouvant couler par dessus les bords chauds de la tra@@ gravée. La figure 3 représes@@ un m@térian selen l'invention, dans lequel on a choisi une couleur plus sombre et un volume plus faible pour la couche de réaction 3, ce qui permet d'obtenir un coi contraste à la fois par effet de relief et par effet de changement de couleur. La figure 4 représente un matériau selon l'invention, dans lequel la réaction satre le faisceau laser et la couche de réaction 3 a donné des produits qui ont attaqué la couche de surface métallique 4 au veisinage de la trace gra vée. Un choux de couleurs approprié pour la couche de surface métallique et pour la couche de réaction, permet d'obtenir un bon contraste par application du procédé de gravure laser0 REVEND i C AT iON S 1.- Matériau pour gravure par laser, matériau caractérisé en ce qu'il comprend un substrat métallique (2) recouvert d'au moins une couche de réaction (3) et d'au moins une couche de surface métallique (4), la couche ou les couches de réaction (3) étant capables de réagir avec un faisceau laser (1) de densité de puissance considérablement plus faible que celle nécessaire pour obtenir une réaction avec le substrat (2), et la couche ou les couches de surface métalliques ayant une épaisseur et une énergie de vaporisation telles que, pour une densité de puissance donnée du faisceau laser, ces couches forment une barrière anti-radiations pendant les phases initiales du processus de gravure par laser. 2.- Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comprend une couche de réaction (3), qui, sous le rayonnement d'un faisceau laser (1) de densité de puissance suffisante pour traverser la couche de surface métallique (4), change de couleur ou de volume, ou à la fois de couleur et de volume. 3.- Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de réaction (3) capable de former une mousse durcissant à chaud ou une substance poreuse (5). 4.- Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de réaction (3) capable de donner, en présence de l'irradiation laser, des produits réagissant avec les bords chauds de la couche de surface (4) au voisinage de la trace gravée, cette réaction permettant d'augmenter le contraste de cette trace. 5.- Matériau selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'un au moins des produits de réaction est capable d'attaquer les bords de la couche de surface métallique au voisinage de la trace gravée. 6.- Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de réaction (3) capable de fondre et de s'évaporer partiellement sous le rayonnement d'un faisceau laser de densité de puissance suffisante pour traverser la couche de surface métallique (4), de façon qu'une mousse durcissant à chaud soit poussée hors de la trace gravée, et que les bords chauds de la couche de surface (4) soient reeouverts par cette mousse au voisinage de la trace. 7.- Matériau selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une couche de réaction (3) capable de carboniser sous le rayonnement d'un faisceau laser de densité de puissance suffisante pour traverser la couche de surface métallique (4). 8.- Matériau selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé en ce qu'il comprend deux ou plusieurs couches de réaction (6 et 7) capables de donner les réactions décrites ci-dessus.