Usinage de lamelle de verre mince par abrasion pneumatique douce
Le verre ultra-mince (épaisseur 30-50 µm) est un matériau très prisé par de nombreuses industries en raison de ses propriétés thermiques, mécaniques et chimiques. Sa découpe constitue cependant un véritable défi technologique. Un de nos projets vise à démontrer qu’il est possible de le découper proprement par un procédé simple, écologique et potentiellement industrialisable connu sous le nom d’abrasion pneumatique douce (ou microsablage). Une application possible est la réalisation de cellules solaires ultra-minces à colorant.
Cette technique de structuration alternative est particulièrement bien adaptée au traitement du verre du fait du phénomène érosif utilisé. En effet, le choix des particules (nature, forme, taille), de la pression, de la distance de gravure, du mode d’utilisation (statique, dynamique) permettent de définir les paramètres de la gravure du verre (vitesse, profondeur) qui est alors complètement sous contrôle. Il est aussi possible de choisir précisément la forme de la découpe et d’obtenir une résolution élevée de l’ordre 20 µm en choisissant judicieusement le masque. Il a été démontré expérimentalement que la gravure de canaux profonds de 100 µm et larges de 50 µm avec des particules de 10 µm sur du verre de 500 µm d’épaisseur (pression 2 bars), est propre, rapide et n’engendre aucune fissure visible (voir ci-dessus).
Contrairement aux techniques de gravure chimique, elle ne nécessite pas l’emploi d’acides très concentrés et dangereux (acide HF fluorhydrique). De plus, la vitesse de gravure est nettement supérieure (environ 60 µm/s contre 0.01µm/s) et le risque de détériorer le reste de la lamelle est très faible.
Par rapport à l’usinage au laser, cette méthode engendre moins de fissures, est plus simple à mettre en œuvre et nécessite moins d’énergie.
