FR2871080A1 - Micromechanical or nanomechanical unit, e.g. dial, manufacture for watch, involves introducing data in movement control computing unit, adjusting ultrashort pulsed laser, starting machining program and machining transmission by laser - Google Patents

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Abstract

The method involves transferring data on three dimensional machining software. Angle of incidence of beam is defined and part to be machined is positioned with respect to beam, based on material and machining depth. Data is introduced in a movement control computing unit (17). An ultrashort pulsed laser (14) is adjusted. Machining program is started and synchronous/asynchronous transmission (10) is machined by the laser. An independent claim is also included for a micromechanical or nanomechanical unit.

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D'ORGANES MICROMÉCANIQUES ETMETHOD FOR MANUFACTURING MICROMECHANICAL ORGANS AND

NANOMÉCANIQUES À L'AIDE D'UN LASER À IMPULSIONS COURTES, ET LES ORGANES AINSI FABRIQUÉS La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'organes micromécaniques et nanomécaniques l'aide d'un laser à impulsions courtes de type femto ainsi que des organes ainsi fabriqués.  The present invention relates to a method for manufacturing micromechanical and nanomechanical members using a short-pulse laser of the femto type as well as to micro-mechanical and nanomechanical devices. organs thus manufactured.

Dans le domaine des organes présentant des dimensions micrométriques, voire nanométriques, la notion de transmission mécanique n'en est qu'à son balbutiement tellement les dimensions, les matériaux, ou encore les conditions de fabrication imposent des contraintes sévères. Dans le cas des petites dimensions (largeur d'organe inférieure à 2 mm ou pas de denture inférieur à 2 mm) il n'existe pas de repère procédural autorisant la maîtrise de tous les paramètres mécaniques. Dans ce cas, de très nombreux problèmes contraignent l'usage des éléments de transmission ou des petits composants en général pour lesquels la notion de géométrie et de précision est prépondérante et notamment, sans que cela soit exhaustif: o la difficulté d'usiner et/ou de contrôler, o la complexe maîtrise du comportement des matériaux (propriétés physico chimiques), o l'absence de renforts de traction ou d'enveloppe à faible coefficient de frottement dans le cas des courroies, o la difficulté d'utiliser des matériaux stratifiés ou composites, o la définition des formes fonctionnelles, comme par 30 exemple les dentures, o la modélisation, puis la reproduction de surfaces complexes, notamment gauches.  In the field of bodies with micrometric or even nanometric dimensions, the notion of mechanical transmission is still in its infancy as dimensions, materials, or the manufacturing conditions impose severe constraints. In the case of small dimensions (organ width less than 2 mm or no teeth less than 2 mm) there is no procedural reference allowing the control of all mechanical parameters. In this case, very many problems constrain the use of transmission elements or small components in general for which the notion of geometry and accuracy is paramount and in particular, without being exhaustive: o the difficulty of machining and / or to control, o the complex control of the behavior of the materials (physicochemical properties), o the absence of tensile reinforcements or low-friction envelope in the case of the belts, o the difficulty of using stratified materials or composites, o the definition of functional forms, such as for example the teeth, o the modeling, then the reproduction of complex surfaces, especially left-handed ones.

Afin de répondre aux besoins des micro-techniques, l'invention concerne un procédé de conception et de fabrication des micro- et nano-composants mécaniques qui repose sur les capacités suivantes: o description géométrique des micro- ou nanocomposants mécaniques, o description géométrique des éléments de transmission, o fabrication dans tous les matériaux sans distinction, o usinabilité sur une échelle dimensionnelle variant du millimétrique (10--3 mètre) au nanométrique (10-9 mètre).  In order to meet the needs of micro-techniques, the invention relates to a method for the design and manufacture of micro- and nano-mechanical components which is based on the following capabilities: o geometric description of the micro- or nano-mechanical components, o geometric description of the transmission elements, o manufacture in all materials without distinction, machinability on a dimensional scale ranging from millimeter (10--3 meter) to nanometer (10-9 meter).

Dans le cas des petites dimensions entrant dans le champ de la présente invention, les procédés d'usinage classique ne permettent pas la fabrication des éléments de mécaniques comme une homothétie directe des systèmes classiques . Le laser à impulsion ultra-brèves permet de palier ce manque, indépendamment du matériau usiné pour autant qu'il puisse être l'élément opérant d'une chaîne numérique d'information permettant l'usinage.  In the case of small dimensions falling within the scope of the present invention, conventional machining methods do not allow the manufacture of mechanical elements as a direct homothety of conventional systems. The ultrashort pulse laser makes it possible to overcome this lack, independently of the machined material, provided that it can be the operating element of a digital information chain for machining.

L'utilisation de lasers Diode, YAG ou CO2 est relativement classique dans l'usinage des matériaux tels que les métaux ou l'excimère pour les polymères. Ces procédés sont limités lorsque l'on travaille à des petites dimensions sur des matériaux ne supportant pas les chocs ou les contraintes thermiques.  The use of Diode, YAG or CO2 lasers is relatively conventional in the machining of materials such as metals or excimer for polymers. These methods are limited when working in small dimensions on materials that do not withstand shocks or thermal stresses.

Aujourd'hui, les lasers qui émettent des impulsions ultracourtes (moins de Cinq cent femto seconde) sont compacts, polyvalents et fiables. L'intensité et la diversité de ces lasers ne cessent d'augmenter: les faisceaux obtenus aujourd'hui couvrent tout le spectre électromagnétique, des rayons X aux rayons T (rayonnement térahertz, situé au-delà de l'infrarouge), et les puissances maximales atteignent plusieurs pétawatts (plusieurs milliards de mégawatts). Ces dispositifs s'appliquent notamment en physique, chimie, biologie, médecine, optique.  Today, lasers that emit ultrashort pulses (less than five hundred femto seconds) are compact, versatile and reliable. The intensity and diversity of these lasers are constantly increasing: the beams obtained today cover the entire electromagnetic spectrum, from X-ray to T-ray (terahertz radiation, located beyond the infrared), and the powers peaks reach several petawatts (several billion megawatts). These devices apply in particular in physics, chemistry, biology, medicine, optics.

En raison de la durée extrêmement courte de leurs impulsions, ils rendent possible l'étude des phénomènes ultrarapides intervenant à l'échelle microscopique ou atomique. De plus, de très fortes puissances peuvent être produites pendant la faible durée de l'impulsion, créant des conditions extrêmes, comparables à celles que l'on rencontre dans les réacteurs à fusion.  Because of the extremely short duration of their pulses, they make possible the study of ultrafast phenomena occurring at the microscopic or atomic scale. In addition, very high powers can be produced during the short duration of the pulse, creating extreme conditions comparable to those found in fusion reactors.

L'utilisation du laser à impulsions ultra-brèves, pour l'usinage des micro-organes, présente les avantages 10 suivants: > moyens d'usinage optiques plus précis, > ablation de matière sous conditions pratiquement athermiques, > il n'y a d'effet qu'au point focal beam waist , le faisceau peut, dans le cas de matériaux transparents, traverser des épaisseurs pour aller travailler en un point dans la masse sans altérer la surface ou la matière sur le chemin parcouru, > le faisceau est manipulé à distance et sous tous 20 les angles, > il n'y a pas de restriction au niveau des matériaux usinés, - on obtient une résolution plus fine que la largeur du faisceau laser en réglant le laser de sorte que seule l'intensité de la partie centrale, là où est concentrée la plus grande puissance, soit supérieure au seuil d'ablation du matériau (maîtrise de la densité d'énergie dans le plan focal), > absence d'efforts d'usinage au niveau de du plan 30 d'ablation.  The use of the ultra-short pulse laser for the machining of micro-organs has the following advantages:> more precise optical machining means,> ablation of material under substantially athermic conditions,> there is at the beam-waist focal point, the beam can, in the case of transparent materials, go through thicknesses to work at a point in the mass without altering the surface or the material on the path traveled,> the beam is manipulated remotely and at all angles,> there is no restriction on the machined materials, - a finer resolution than the width of the laser beam is obtained by adjusting the laser so that only the intensity of the the central part, where the greatest power is concentrated, is greater than the ablation threshold of the material (control of the energy density in the focal plane),> absence of machining forces at the plane 30 ablation.

L'utilisation de laser femto pour l'ablation de matériaux est connue par les articles Kautek et al., "Femtosecond pulse laser ablation of metallic, semiconducting, ceramic, and biological materials," SPIE vol. 2207, pp. 600-611, Apr. 1994.* et Liu, X. et al., "Laser Ablation and Micromachining with Ultrashort Laser Pulses", Oct. 1997, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 33, No. 10, pp. 1706-1716 . Le brevet américain USRE37585 décrit un procédé de destruction à l'aide d'un faisceau laser pulsé d'un matériau caractérisé par un rapport seuil de rupture de fluence (Fth)/largeur du faisceau laser (T) présentant une inflexion abrupte, rapide, et nette ou du moins une inflexion clairement détectable et nette de la pente pour une valeur prédéterminée de la largeur du faisceau laser. Ledit procédé consiste à produire un faisceau pulsé dans lequel chacune des impulsions présente une largeur inférieure ou égale à la valeur prédéterminée de la largeur de l'impulsion laser. Le faisceau, qui est focalisé en un point de la surface de l'objet à détruire, ou proche de celle-ci, peut être associé à un masque placé sur sa trajectoire, le faisceau et le masque pouvant être déplacés selon les axes des X, des Y et des Z pour obtenir l'effet désiré. Cette technique permet de produire des impacts plus petits que le spot du faisceau et que la distance de Rayleigh en raison de l'accroissement de précision du seuil de dégâts en régime d'impulsions courtes Afin de permettre de résoudre le problème de la conception et de la fabrication d'organes de micromécanique notamment, l'invention concerne un procédé comportant, selon son acception la plus générale, une étape d'ablation par un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts d'une pièce supportée par un micro-manipulateur assurant le positionnement et l'orientation de la surface à traiter par 35 rapport à l'orientation du faisceau laser.  The use of femto laser for the ablation of materials is known from the articles Kautek et al., "Femtosecond pulse laser ablation of metallic, semiconducting, ceramic, and biological materials," SPIE vol. 2207, pp. 600-611, Apr. 1994. * and Liu, X. et al., "Laser Ablation and Micromachining with Ultrashort Laser Pulses", Oct. 1997, IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 33, No. 10, pp. 1706-1716. US Patent USRE37585 discloses a method of destruction with the aid of a pulsed laser beam of a material characterized by a ratio of fluence rupture threshold (Fth) / laser beam width (T) having a steep, fast inflection, and net or at least a clearly detectable and sharp inflection of the slope for a predetermined value of the width of the laser beam. The method comprises producing a pulsed beam in which each of the pulses has a width less than or equal to the predetermined value of the width of the laser pulse. The beam, which is focused at or near a point on the surface of the object to be destroyed, can be associated with a mask placed on its path, the beam and the mask being able to be displaced along the X axes. , Y and Z to achieve the desired effect. This technique produces smaller impacts than the beam spot and the Rayleigh distance due to the increased precision of the damage threshold in short pulse mode. In order to solve the problem of the design and the manufacture of micromechanical components in particular, the invention relates to a method comprising, in its most general sense, a step of ablation by a pulse laser with a duration of less than 5.10-13 seconds and a higher power at 1012 watts of a part supported by a micromanipulator ensuring the positioning and orientation of the surface to be treated with respect to the orientation of the laser beam.

De préférence, la pièce à usiner est supportée par un système multiaxial piloté par un programme d'usinage robot micrométrique voire nanométrique à compensation ou rattrapage de jeu.  Preferably, the workpiece is supported by a multiaxial system controlled by a micrometric or nanometric robot machining program with compensation or play catch.

Avantageusement, le procédé comporte en outre les étapes de: o description des formes à usiner à partir de la géométrie définie à l'aide d'une représentation CAO 3D, o transfert des données issues de la CAO sur un logiciel d'usinage tridimensionnel tenant compte notamment des interpolations des surfaces gauches, o définition des pas en fonction de la matière et de la profondeur d'usinage de telle sorte que les conditions d'ablation soient optimisées, o introduction des données dans l'informatique de contrôle/pilote des déplacements (17), o positionnement, dans la direction Y, de la zone focale D par éclairage à l'aide de la tête optique (15), équipée ou non d'un dispositif de diffraction, o positionnement sur le plan E du composant à usiner (10), o serrage du composant à usiner (10) à l'aide de moyens de serrage (12), o réglage du laser à impulsions ultra-brèves, o démarrage du programme d'usinage et usinage du composant (10) par laser à impulsions ultra-brèves dit femto au moins.  Advantageously, the method further comprises the steps of: o description of the shapes to be machined from the geometry defined using a 3D CAD representation, o transfer of data from the CAD to a three-dimensional machining software includes interpolations of the left surfaces, o definition of the steps according to the material and the machining depth so that the conditions of ablation are optimized, o introduction of the data in the control computer / driver displacements (17), o positioning, in the Y direction, of the focal zone D by illumination with the aid of the optical head (15), equipped or not with a diffraction device, o positioning on the plane E of the component with machining (10), o clamping of the component to be machined (10) by means of clamping means (12), o setting of the ultra-short pulse laser, o starting of the machining program and machining of the component (10) by ultra-pulsed laser at least said femto.

Selon une variante avantageuse, le procédé selon l'invention est réalisé sous atmosphère contrôlée afin d'éviter l'apparition de phénomènes non linéaires générés au niveau de l'interface lumière/matière, comme par exemple le claquage de l'air ou à la modification des propriétés physicochimiques du milieu.  According to an advantageous variant, the process according to the invention is carried out under a controlled atmosphere in order to avoid the appearance of nonlinear phenomena generated at the light / material interface, such as, for example, the breakdown of air or at the modification of the physicochemical properties of the medium.

L'invention concerne également un organe micro-ou nanomécanique, caractérisé en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts et en ce qu'il présente au moins une ligne curviligne souvent irrégulière,formée dans un plan perpendiculaire, au moins d'un rayon supérieur à 10-9m et inférieur à 2mm. Un exemple peut être donné par l'observation des arêtes qui marquent l'intersection de deux surfaces produites par un usinage quelconque. Au niveau macroscopique (échelle de quelques millimètres 10-3m) ces arêtes peuvent être supposées rectilignes ou circulaires et formées par des angles saillants ou obtus. Cependant, au niveau microscopique ces mêmes lignes sont caractérisées, dans le plan perpendiculaire à la ligne d'arête, par une géométrie, plus ou moins régulière, comportant au moins un rayon, souvent nommé congé de raccordement, de quelques dixièmes de millimètres au plus.  The invention also relates to a micro-or nanomechanical member, characterized in that it is produced by laser ablation using a pulse laser with a duration of less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts and in that it has at least one curvilinear line often irregular, formed in a perpendicular plane, at least a radius greater than 10-9m and less than 2mm. An example can be given by observing the edges that mark the intersection of two surfaces produced by any machining. At the macroscopic level (scale of a few millimeters 10-3m) these edges can be assumed rectilinear or circular and formed by salient or obtuse angles. However, at the microscopic level these same lines are characterized, in the plane perpendicular to the edge line, by a geometry, more or less regular, having at least one radius, often called connection fillet, of a few tenths of millimeters at the most .

Selon une variante, il présente au moins une surface irrégulière ou gauche caractérisée, entre autres, par au moins un rayon situé dans le plan de courbure dont la valeur est supérieure à 10-9m et inférieur à10-- 3m.  According to a variant, it has at least one irregular or left surface characterized, inter alia, by at least one radius located in the plane of curvature whose value is greater than 10-9m and less than 10-3m.

L'invention concerne encore un organe caractérisé en ce qu'il: o présente des dents espacées selon un pas inférieur à deux millimètres et en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts, o est formé par une courroie présentant une épaisseur ou une largeur inférieures à deux millimètres et en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts, o présente des dents dont la profondeur est 35 inférieure à deux millimètres et en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts.  The invention also relates to an organ characterized in that it: o has teeth spaced at a pitch less than two millimeters and in that it is produced by laser ablation using a pulse laser of a less than 5.10-13 seconds and with a power greater than 1012 watts, o is formed by a belt having a thickness or width of less than two millimeters and in that it is made by laser ablation with the aid of a pulse laser with a duration of less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts, o has teeth whose depth is less than two millimeters and in that it is produced by laser ablation at a distance of using a pulse laser with a duration of less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts.

L'organe selon l'invention peut être constitué par - un élément d'un système d'échappement d'une montre, - un élément d'un système de régulation d'une montre, le corps d'une montre, et notamment la platine comportant des noyures et des trous servant de bâti support, - les ponts de formes droites ou gauches servant au maintien en place ou au guidage en rotation ou en déplacement des différents composants d'un micro mécanisme, - les liaison matérielles entre solides, et notamment: encastrement, glissière, pivot simple ou glissant, translation et rotation, hélicoïdale, appui plan, rotule simple ou à doigt, linéaire annulaire, linéique rectiligne, ponctuelle..., - les organes dits accumulateurs d'énergie comme en particulier les ressorts, quelles que soit leur forme, et les composants de barillets, - les dispositifs de micro- ou nano-transmission par des engrenages droits ou gauches, des poulies, des roues de friction, des liaisons homocinétiques rigides ou souples, des éléments hydrostatiques et hydrodynamiques..., - les liaisons pivots ou glissières, - les organes de mémorisation mécanique, notamment les cames, - les composants liés à la fonction échappement et notamment ceux servant à la distribution d'énergie, quel que soit leur type et, sans que cela soit exhaustif, on citera les systèmes à détente, à cylindre, à ancre anglais, à goupille, à roue de rencontre..., pouvant comporter les éléments suivants: ^ roue d'échappement, ^ dent d'échappement, ^ serge, ^ bras, ^ moyeu, ^ ancre, ^ baguette, ^ palette ou levée d'entrée ou de sortie, ^ fourchette, ^ corne d'entrée ou de sortie, ^ dard, ^ goupille de limitation d'entrée ou de sortie, ^ grand et petit plateau, ^ balancier, les organes oscillants, dits de régulation, qu'ils soient de la famille des pendules ou des balanciers-spiraux, et, d'une façon plus générale, tous les systèmes vibrants suivant des modes amortis ou non, linéaires ou non, comportant ou non des dispositifs d'amortissement mécaniques ou viscomécaniques. Nous considérons ici, sans que cela soit exhaustif, les éléments adjacents et notamment: ^ coq, ^ balancier, ^ virole, ^ piton, ^ porte piton, ^ raquette, ^ spiral plat, ^ spiral relevant d'hélicoïdes complexe à déroulement gauche ou droit, - les éléments liés aux systèmes de régulation tournants et en particulier sans que cela soit restrictif 30 les tourbillons ou les carrousels, - les masses oscillantes qu'elles soient de révolution, linéaires ou à pivotement, - les organes d'indication comme par exemple, les cadrans, les inscriptions, les aiguilles, les symboles 35 d'affichage comme les indicateurs de quantième, qu'ils soient simples ou perpétuels, de mise à la date, de phase de lune...  The member according to the invention may consist of - an element of an exhaust system of a watch, - an element of a regulation system of a watch, the body of a watch, and in particular the platinum comprising holes and holes serving as a support frame, - bridges of straight or left shapes for holding in place or guiding the rotation or displacement of the various components of a micro mechanism, - the material connections between solids, and in particular: recess, slideway, single or sliding pivot, translation and rotation, helical, plane support, single or finger ball joint, linear annular, linear rectilinear, punctual ..., - the so-called energy accumulator organs such as in particular the springs , whatever their shape, and the components of barrels, - micro-or nano-transmission devices by right or left gears, pulleys, friction wheels, homokinetic rigid or flexible links, hydrostatic and hydrodynamic elements ..., - pivot or slide links, - mechanical memory devices, in particular cams, - components related to the exhaust function and in particular those used for the distribution of energy, whatever their type and, without being exhaustive, mention may be made of expansion systems, cylinder, English anchor, pin, encounter wheel ..., which may include the following: ^ escape wheel, ^ tooth d ' exhaust, serge, arm, hub, anchor, wand, pallet or lift for entry or exit, fork, horn for entry or exit, dart, starter pin or exit, ^ large and small plateau, pendulum, the oscillating organs, said of regulation, that they are of the family of pendulums or spiral-balances, and, more generally, all the vibrating systems following depreciated or non-linear modes, whether linear or not, with or without mechanical or viscomechanical damping devices. We consider here, without being exhaustive, the adjacent elements and in particular: ^ cock, ^ pendulum, ferrule, piton, piton door, racket, flat spiral, helicoid spiral falling complex left or right, - elements related to rotating control systems and in particular without restricting vortices or carousels, - oscillating masses whether they are of revolution, linear or pivoting, - the indicating members as per for example, the dials, the inscriptions, the hands, the display symbols such as the date indicators, whether simple or perpetual, date setting, moon phase, etc.

- les organes de sonnerie, - les éléments d'habillage, par exemple: glace, ^ lunette, ^ carrure, ^ couronne, ^ correcteurs, ^ cadran, ^ aiguilles, ^ cercle d'emboitage, ^ fond, ^ barettes, ^ bracelets et leurs composants, ^ poussoirs, ^ cellule d'affichage, - les boîtes, qu'elles soient réalisées en une ou plusieurs pièces, comportant ou non des éléments tels que: 20 remontoir, couronne, poussoirs...  - the ringing organs, - the covering elements, for example: mirror, bezel, case, crown, correctors, dial, needles, case ring, bottom, barrettes, bracelets and their components, pushers, display cell, boxes, whether made in one or more rooms, with or without elements such as: winding, crown, pushers ...

Avantageusement, au moins une des dimensions de l'organe selon l'invention est inférieure à deux millimètres et avantageusement inférieure à 0,5 millimètres. Selon une variante, le procédé d'obtention est constitué par un moule.  Advantageously, at least one of the dimensions of the member according to the invention is less than two millimeters and advantageously less than 0.5 millimeters. According to one variant, the process of obtaining is constituted by a mold.

Il est préférentiellement constitué par un matériau isotrope, polymorphique (par exemple lamellé...) ou composite dur.  It is preferably constituted by an isotropic material, polymorphic (for example laminated ...) or hard composite.

Selon un mode de mise en oeuvre particulier de l'invention, il concerne le domaine des composants de micro et nano transmissions (roues dentées ou non, chaînes, poulies, courroies dentées ou non, engrenages droits ou gauches, éléments de transmission homocinétiques autres...  According to a particular embodiment of the invention, it relates to the field of components of micro and nano transmissions (gears or not, chains, pulleys, toothed or non-toothed belts, left or right gears, other constant velocity transmission elements. ..

Il est connu que les transmissions de mouvements/puissance synchrones/asynchrones notamment au moyen de courroies couvrent un champ d'application extrêmement large dans tous les secteurs de l'industrie, dont celui de l'horlogerie.  It is known that synchronous / asynchronous movement / power transmissions, particularly by means of belts, cover an extremely wide field of application in all sectors of the industry, including that of watchmaking.

De nombreuses solutions existent pour transmettre les mouvements/puissances comme, par exemple, celles faisant appel à la transmission par engrenages tel que le propose notamment la plupart des mouvements horlogers traditionnels.  Many solutions exist to transmit the movements / powers such as, for example, those involving gear transmission as proposed by most traditional watch movements.

Ces solutions sont limitées dans le cas général où les entraxes sont distants et où les moteurs et récepteurs ne sont pas parallèles ainsi que dans les cas où au moins une dimension de l'un des composants est inférieure à 2mm Une transmission par courroie crantée est constituée notamment par un ensemble courroie/poulies. Elle est asynchrone lorsque la courroie utilisée est lisse (bandes frottantes) et synchrone lorsque la courroie utilisée est dentée. Nous considérons ici que la micro ou nano chaîne mécanique comme étant une forme particulière de la courroie crantée puisque elle-même comporte des encoches venant engrener sur des dents.  These solutions are limited in the general case where the spacings are distant and where the motors and receivers are not parallel and in cases where at least one dimension of one of the components is less than 2 mm A toothed belt transmission is constituted in particular by a belt / pulley assembly. It is asynchronous when the belt used is smooth (rubbing strips) and synchronous when the belt used is toothed. We consider here that the micro or nano mechanical chain as a particular form of the toothed belt since it itself has notches meshing with teeth.

Il est à noter que l'asynchronisme provient de la possibilité de glissement des courroies sur les poulies sous l'action d'un couple trop important. Afin de palier à cet inconvénient, partiellement du moins, il convient d'ajouter un dispositif de tension et/ou guidage appelé galet, ce qui n'est pas toujours le cas notamment en ce qui concerne les chaînes cinématiques de transmission synchrones.  It should be noted that the asynchronism comes from the possibility of sliding belts on the pulleys under the action of too much torque. In order to overcome this drawback, at least partially, it is necessary to add a tensioning device and / or guide called roller, which is not always the case especially with regard to synchronous transmission kinematic chains.

Les poulies, roues dentées et galets de tension sont réalisés par des procédés traditionnels tels que le tournage et/ou le fraisage, l'électroérosion, l'usinage par ultrasons Les courroies traditionnelles sont réalisées notamment par moulage, les moules étant réalisés par électroérosion, ultrasons ou encore par le procédé LIGA (Lithographie, Galvanisierung, Abformung).  The pulleys, toothed wheels and tension rollers are produced by traditional methods such as turning and / or milling, spark erosion, ultrasonic machining. The traditional belts are made in particular by molding, the molds being made by electroerosion, ultrasound or by the LIGA process (Lithography, Galvanisierung, Abformung).

Ces procédés sont utiles notamment pour la réalisation de micro moules dont les dimensions vont au-delà de 2 mm et oriente le fabriquant à utiliser des matières plastiques injectables ce qui, pour si peu que l'opération soit possible en fonction des contraintes de température ou de viscosité dynamique, est limitatif notamment pour l'emploi de matières telles que les métaux, les composites ou encore les multicouches hétérogènes Le but de la présente invention est en particulier de proposer un procédé de fabrication de transmissions de mouvements/puissance, ou de tout autre micro-élément mécanique, au moyen de micro-courroies, afin de répondre aux contraintes de qualité, requises par notamment le domaine de l'horlogerie, et permettant l'utilisation de matériaux complexes sans limitation de dimensionnement ainsi que la réalisation des structures de type sandwich ou composites.  These methods are particularly useful for the production of micro molds whose dimensions go beyond 2 mm and directs the manufacturer to use injectable plastics which, for as little as the operation is possible according to the temperature constraints or dynamic viscosity, is limiting in particular for the use of materials such as metals, composites or heterogeneous multilayers The object of the present invention is in particular to provide a method of manufacturing motion / power transmissions, or any another micro-mechanical element, by means of micro-belts, in order to meet the quality constraints, required in particular in the field of watchmaking, and allowing the use of complex materials without limitation of dimensioning as well as the realization of the structures of sandwich type or composites.

Ce but est atteint par un procédé de fabrication d'une transmission par courroie caractérisé en ce qu'il décrit des formes à usiner à partir de la géométrie définie sur un plan de CAO 3D, transfert les données sur un logiciel d'usinage tridimensionnel tenant compte notamment des interpolations des surfaces, définit des pas en fonction de la matière et de la profondeur d'usinage de tel sorte que les conditions d'ablation soient optimisées, introduit des données dans l'informatique de contrôle/pilote des déplacements, positionne, dans la direction Y, la zone focale C par éclairage à l'aide de la tête optique A, équipée ou non d'un dispositif de diffraction, positionne le composant à usiner sur le plan B, serre le composant à usiner à l'aide de systèmes classiques tels que des brides, adhésif, etc., règle le laser à impulsions ultra-brèves femto inférieures à 500 fs (5.10-13 secondes), démarre le programme d'usinage et usine le composant par laser femto.  This object is achieved by a method of manufacturing a belt transmission characterized in that it describes shapes to be machined from the geometry defined on a 3D CAD plane, transfers the data on a three-dimensional machining software holding In particular, it counts interpolations of the surfaces, defines steps according to the material and the machining depth so that the ablation conditions are optimized, introduces data into the computer control / driver displacements, positions, in the direction Y, the focal zone C by illumination with the aid of the optical head A, equipped or not with a diffraction device, positions the component to be machined on the plane B, clamps the component to be machined using conventional systems such as flanges, adhesive, etc., adjusts the femto ultra-short pulsed laser to less than 500 fs (5.10-13 seconds), starts the machining program and manufactures the component with a femto laser.

On obtient ainsi des transmissions de mouvements/puissance synchrones et asynchrones au moyen de courroies qui répondent aux contraintes de qualité, requises par notamment le domaine de l'horlogerie, à savoir: > le choix des matériaux (propriétés mécaniques et procédés de fabrication), > la difficulté d'utilisation des structures chargées (armatures renforcées de fibres, etc.), - la définition des profils de denture, > la difficulté d'usinage.  Synchronous and asynchronous movements / power transmissions are thus obtained by means of belts which meet the quality constraints, required in particular in the field of watchmaking, namely:> the choice of materials (mechanical properties and manufacturing processes), > the difficulty of using loaded structures (reinforcements reinforced with fibers, etc.), - the definition of tooth profiles,> the difficulty of machining.

Le laser à impulsions ultra-brèves ne diffuse pas de 15 chaleur en dehors du volume irradié et ce, quelle que soit la matière usinée.  The ultrashort pulse laser does not diffuse heat outside the irradiated volume regardless of the material being machined.

Le processus d'usinage repose sur le processus d'ablation qui met en oeuvre des phénomènes complexes. La nature athermique du procédé est due à brièveté des impulsions conjuguées à une très forte intensité de l'ordre de 1019 Watt/cm2 au niveau du plan focal du faisceau. La tendance actuelle oriente les outils vers des impulsions de 100 fs (1.0 x 10-13 secondes) pour une énergie de l'ordre du MJ/impulsion.  The machining process is based on the ablation process that implements complex phenomena. The athermal nature of the process is due to the shortness of the conjugated pulses at a very high intensity of the order of 1019 Watt / cm2 at the focal plane of the beam. The current trend directs the tools to 100 fs pulses (1.0 x 10-13 seconds) for an energy of the order of MJ / pulse.

Physiquement, les électrons subissent un échauffement par phénomène du type Bremsstrahlung inverse. Les électrons éjectés transmettent leur énergie aux autres électrons du réseau d'atomes par chocs et provoquent une avalanche ionisante qui provoque une expulsion de matière.  Physically, the electrons undergo a heating by phenomenon of the type Bremsstrahlung inverse. The ejected electrons transmit their energy to the other electrons of the network of atoms by shock and provoke an ionizing avalanche which causes an expulsion of matter.

Le transfert d'énergie des électrons au réseau d'atome de la matière usinée s'opère dans un laps de temps environ 1000 fois moins rapide que la durée d'une impulsion. L'ablation de matière a lieu avant même qu'il n'y ait diffusion thermique en dehors de la zone irradiée.  The energy transfer of the electrons to the atomic network of the machined material takes place in a period of time approximately 1000 times slower than the duration of a pulse. Ablation of material takes place even before there is thermal diffusion outside the irradiated zone.

Ce mode opératoire utilise l'interface lumière-matière pour provoquer une ablation locale du matériau. Au-delà de l'incidence thermique marquée, la précision d'ablation est nettement améliorée par rapport à des lasers classiques du type pico seconde ou excimère.  This procedure uses the light-material interface to cause local ablation of the material. Beyond the marked thermal incidence, the ablation accuracy is significantly improved compared to conventional pico second or excimer lasers.

Les fluences requises dans le cas de l'usinage varient de 0.25 à quelques dizaines de J/cm2 selon la vitesse et la qualité d'usinage recherchées, typiquement au moins de 0.5 à 0.25 pin/impulsion.  The fluences required in the case of machining vary from 0.25 to a few tens of J / cm 2 depending on the desired speed and quality of machining, typically at least 0.5 to 0.25 pin / pulse.

Dans une forme d'exécution, l'usinage se fait à l'air libre ou sous atmosphère contrôlée (gaz neutre). L'avantage de l'usinage en ambiance contrôlée consiste à éviter les phénomènes non linéaires produits au sein de l'interface lumière-matière, comme par exemple le claquage d'air au niveau du plan focal et l'apparition corollaire d'instabilité altérant très partiellement la qualité d'usinage. Par ailleurs et afin d'améliorer le rendement énergétique de l'ablation il est possible d'adjoindre sur le laser, dans le cas de séries industrielles, des optiques qualitatives comme par exemple un ensemble diffractif.  In one embodiment, the machining is done in the open air or in a controlled atmosphere (neutral gas). The advantage of machining in a controlled environment is to avoid nonlinear phenomena produced within the light-material interface, such as the breakdown of air at the focal plane and the corollary appearance of instability altering. very partially the quality of machining. Moreover and in order to improve the energy efficiency of the ablation it is possible to add on the laser, in the case of industrial series, qualitative optics such as for example a diffractive set.

On remarquera que l'utilisation d'un laser à impulsions ultra-brèves permet: > dans les matériaux plastiques (thermoplastiques, polymères...), une découpe sans endommagement thermique de la zone de taille, > dans les matériaux composites, la taille directe sans délamination du matériau multicouches, - l'usinage de tous les métaux sans formation de coulure ou bavures ni même d'évasement au niveau de la surface incidente.  It should be noted that the use of an ultra-short pulsed laser allows:> in plastic materials (thermoplastics, polymers ...), cutting without thermal damage of the size zone,> in composite materials, the size direct without delamination of the multilayer material, - machining of all metals without formation of sagging or burrs or even flaring at the incident surface.

D'une façon générale, l'usinage s'opère sans difficulté à l'échelle d'une dizaine de pm. Par l'utilisation de cet outil, nous confirmons la taille des micro-courroies dont la hauteur de denture (courroies ou roues) est de l'ordre de 0.5mm. Les limites de la précision d'usinage sont celles liées à l'offset du faisceau.  In general, machining operates without difficulty on the scale of about ten pm. By using this tool, we confirm the size of micro-belts whose tooth height (belts or wheels) is of the order of 0.5mm. The limits of machining precision are those related to the beam offset.

La présente invention permet l'utilisation de matériaux complexes sans limitation de dimensionnement ainsi que la réalisation des structures de type sandwich ou composites et répond aux exigences de qualité des transmissions de mouvement/puissance lorsque les axes moteurs-récepteurs sont notamment parallèles et de constructions géométriques telles que: cas simples dits à brins parallèles, - cas simples dits à brins croisés.  The present invention allows the use of complex materials without limitation of dimensioning as well as the realization of sandwich or composite type structures and meets the quality requirements of the motion / power transmissions when the motor-receiver axes are in particular parallel and of geometric constructions such as: simple cases called parallel strands, - simple cases said cross-strands.

Les transmissions de mouvements/puissance, réalisées 20 selon l'invention, sont de type asynchrones et/ou synchrones.  The motion / power transmissions performed according to the invention are of the asynchronous and / or synchronous type.

Dans une forme d'exécution, les transmissions de mouvements/puissance par courroies sont asynchrones et se composent d'au moins une roue, d'une courroie et disposent d'au moins un galet de tension et/ou de guidage qui se situe à l'intérieur ou à l'extérieur de la micro-courroie.  In one embodiment, the belt-driven motions / power transmissions are asynchronous and consist of at least one wheel, a belt and have at least one tension and / or guide roller which is located at inside or outside the micro-belt.

Par ailleurs, Les transmissions par micro-courroies asynchrones sont montées sur des liaisons pivots ou glissières ce qui permet: > d'augmenter l'angle d'enroulement sur les poulies, > d'assurer des fonctions d'embrayage/débrayage.  In addition, the asynchronous micro-belt transmissions are mounted on pivot or slide links, which enables:> to increase the winding angle on the pulleys,> to provide clutch / disengagement functions.

Les micro-transmissions synchrones par courroies se composent d'au moins deux roues dentées et d'une courroie dentée de même module, ce qui a pour effet de permettre la transmission de la puissance mécanique entre un élément moteur et un élément récepteur sans glissement, corrigeant ainsi le problème posé par le glissement fonctionnel ou accidentel des transmissions asynchrones, notamment en cas de surcharge.  Synchronous belt micro-transmissions consist of at least two toothed wheels and a toothed belt of the same module, which has the effect of allowing the transmission of mechanical power between a motor element and a slip-free receiving element, thus correcting the problem posed by the functional or accidental sliding of asynchronous transmissions, especially in case of overload.

Les transmissions par micro-courroies asynchrones comportent des roues lisses, des galets de tension et/ou de guidage et des courroies plates ou trapézoïdales ou striées.  Asynchronous micro-belt transmissions comprise smooth wheels, tension and / or guide rollers and flat or trapezoidal or striated belts.

Les transmissions de mouvements/puissance synchrones par courroies crantées comportent notamment: - une géométrie porteuse à déformation contrôlée (domaine d'élasticité du matériau), - une denture à profil curviligne ou polygonal, - une denture ortho radiale, droite, inclinée ou curviligne posée sur le plan porteur.  Synchronous belt synchronous movements / power transmissions comprise in particular: a carrier geometry with controlled deformation (elasticity range of the material), a curvilinear or polygonal profile toothing, an ortho-radial, straight, inclined or curvilinear toothing on the buoyant plan.

Les composants d'une transmission de mouvements/puissance réalisés selon la présente invention sont en matériau possédant les caractéristiques mécaniques suffisantes pour assurer la fonction transmission ce qui est le cas notamment pour les plastiques et polymères, les métalliques, et les composites.  The components of a movement / power transmission made according to the present invention are made of material having sufficient mechanical characteristics to ensure the transmission function which is the case in particular for plastics and polymers, metals, and composites.

La présente invention a également pour objet les micro-moules caractérisés par les champs des matériaux complexes utilisés, les dimensions de réalisation et les possibilités qu'ils offrent pour la réalisation des structures de type sandwich ou composites.  The present invention also relates to micro-molds characterized by the fields of complex materials used, the dimensions of realization and the possibilities they offer for the realization of sandwich-type or composite structures.

D'autres caractéristiques de l'invention sont exposées dans les revendications dépendantes.  Other features of the invention are set forth in the dependent claims.

L'invention sera mieux comprise grâce à la description détaillée qui va suivre en se référant aux 5 dessins schématiques annexés dans lesquels: la figure 1 représente, à titre d'exemple, un dispositif de fabrication de transmissions synchrones/asynchrones de mouvements/puissance, la figure 2 représente une transmission 10 synchrone/asynchrone de mouvements/puissance relative à un cas simple dit à brins parallèles, - la figure 3 représente un profil de denture curviligne, - la figure 4 représente deux exemples de 15 transmission asynchrone avec poulies secondaires disposées à l'intérieure et à l'extérieure de la transmission, la figure 5 représente une vue en coupe d'une courroie stratifiée.  The invention will be better understood from the following detailed description with reference to the accompanying diagrammatic drawings, in which: FIG. 1 represents, by way of example, a device for manufacturing synchronous / asynchronous movements / power transmissions, FIG. 2 shows a synchronous / asynchronous transmission of motions / power relative to a simple case with parallel strands; FIG. 3 represents a curvilinear tooth profile; FIG. 4 represents two examples of asynchronous transmission with secondary pulleys arranged. FIG. 5 is a sectional view of a laminated belt in the interior and exterior of the transmission.

La figure 1 illustre un dispositif de fabrication 20 d'une transmission synchrone/asynchrone de mouvements/puissance (10) comprenant: - un plan de travail (11) disposant de notamment 6 axes (A, B, C, X, Y, Z) programmables et de moyens de serrage (12), - une informatique (13) disposant notamment d'un logiciel de modélisation tridimensionnelle comme par exemple la CAO 3D, - un laser à impulsions ultra-brèves (14) du type femto comprenant une tête optique (15) permettant l'émission d'un faisceau (16) concentré sur une zone focale (D), - une informatique de contrôle/pilote des 5 déplacements (17), Un procédé de fabrication d'une transmission synchrone/asynchrone par micro-courroie comporte notamment les étapes suivantes: > description des formes à usiner à partir de la 10 géométrie définie sur un plan de CAO 3D, > transfert des données sur un logiciel d'usinage tridimensionnel tenant compte notamment des interpolations des surfaces gauches, > définition des pas en fonction de la matière et de 15 la profondeur d'usinage de tel sorte que les conditions d'ablation soient optimisées, - introduction des données dans l'informatique de contrôle/pilote des déplacements (17), > positionnement, dans la direction Y, de la zone 20 focale D par éclairage à l'aide de la tête optique (15), équipée ou non d'un dispositif de diffraction, > positionnement sur le plan E du composant à usiner > fixation du composant à usiner (10) à l'aide de 25 moyens de mise en position et de maintien (12), > réglage du laser à impulsions ultra-brèves femto inférieures à notamment 500 fs (5.10-13 secondes), > démarrage du programme d'usinage et usinage du composant (10) par laser femto.  FIG. 1 illustrates a device 20 for manufacturing a synchronous / asynchronous movement / power transmission (10) comprising: a working plane (11) having in particular 6 axes (A, B, C, X, Y, Z); ) programmable and clamping means (12), - a computer (13) including a three-dimensional modeling software such as 3D CAD, - a femtype ultra-short pulse laser (14) comprising a head optical system (15) for the emission of a beam (16) concentrated on a focal zone (D), - a computer control / driver displacements (17), A method of manufacturing a synchronous / asynchronous transmission by micro-belt comprises in particular the following steps:> description of the shapes to be machined from the geometry defined on a 3D CAD plane,> data transfer on a three-dimensional machining software taking into account in particular interpolations of the left surfaces,> step definition in function of the material and the machining depth so that the ablation conditions are optimized, - data entry into the control computer / driver displacements (17),> positioning, in the Y direction, of the focal zone D by illumination with the aid of the optical head (15), equipped or not with a diffraction device,> positioning on the plane E of the component to be machined> fixing the component to be machined (10) to by means of 25 positioning and holding means (12),> adjustment of the ultra-short pulse laser femto less than in particular 500 fs (5.10-13 seconds),> start of the machining program and machining of the component (10) by femto laser.

Des expériences comparatives indiquent que le fait de passer de 100 à 10 fs améliore sensiblement la précision d'usinage. Les fluences utilisées en micro usinage varient classiquement de 0,2 à 50 J/cm2 selon la qualité et la vitesse d'usinage recherchées. Les vitesses d'ablation représentent quelques mn/impulsions selon les matériaux usinés.  Comparative experiments indicate that going from 100 to 10 fs significantly improves machining accuracy. The fluences used in micro-machining typically vary from 0.2 to 50 J / cm 2 depending on the desired quality and machining speed. The ablation rates represent a few minutes / pulses depending on the materials machined.

1l est à noter que la combinaison des rotations et translations suivant les six axes (A, B, C, X, Y, Z) de l'espace permet l'usinage tout composant (10), même complexe.  It should be noted that the combination of rotations and translations along the six axes (A, B, C, X, Y, Z) of the space allows machining any component (10), even complex.

Afin d'éviter l'apparition de phénomènes non linéaires résultants de l'interface lumière/matière, on pourra usiner sous vide ou sous projection de gaz neutre (hélium, argon...). L'usinage sous atmosphère contrôlée améliore en outre sensiblement la qualité de l'usinage. Dans le cas d'applications spécifiques, on pourra améliorer la précision optique par l'adoption d'un système à diffraction ou d'asservissement optique monté en complément du dispositif de focalisation.  In order to avoid the appearance of non-linear phenomena resulting from the light / material interface, it will be possible to machine under vacuum or under projection of neutral gas (helium, argon, etc.). Controlled atmosphere machining also significantly improves the quality of machining. In the case of specific applications, it will be possible to improve the optical precision by adopting a diffraction or optical servocontrol system mounted in addition to the focusing device.

Les formes à usiner sont décrites à partir de la géométrie définie sur un plan de CAO 3D. Les données sont transférées sur un logiciel d'usinage tridimensionnel tenant compte des interpolations des surfaces gauches. Un pas de temps est défini en fonction de la matière et de la profondeur d'usinage de telle sorte que les conditions d'ablation soient optimisées. Ensuite le programme est introduit dans un ordinateur de contrôle qui pilote les déplacements.  The shapes to be machined are described from the geometry defined on a 3D CAD plane. The data is transferred to three-dimensional machining software taking into account interpolations of the left surfaces. A time step is defined according to the material and the machining depth so that the ablation conditions are optimized. Then the program is introduced into a control computer that controls the movements.

Les déplacements les plus courants sont: a) le positionnement rapide, quiimpose aux organes mobiles d'atteindre le point programmé en effectuant une trajectoire linéaire, à la vitesse maximale permise par la machine, b) l'interpolation linéaire, qui permet d'atteindre le point programmé en parcourant une trajectoire linéaire à la vitesse d'avance spécifiée par le programmeur, c) l'interpolation circulaire, qui a pour fonction de décrire des cercles complets ou des arcs de cercle à partir de certains éléments géométriques caractéristiques qui les définissent, comme les coordonnées du centre et celles des points extrêmes par exemple, d) l'interpolation hélicoïdale, qui combine un mouvement circulaire dans un plan avec un mouvement de translation perpendiculaire à ce plan, e) l'interpolation conique dans le plan, où chaque segment parabolique est géométriquement défini par un groupe de 3 points, le dernier point d'un segment devant être le premier du segment suivant, f) l'interpolation polynomiale, qui permet la définition de trajectoires à partir de polynômes et qui est utilisée pour le lissage des courbes de type spline.  The most common displacements are: a) the rapid positioning, which forces the moving parts to reach the programmed point by making a linear trajectory, at the maximum speed allowed by the machine, b) the linear interpolation, which makes it possible to reach the point programmed by traversing a linear path at the speed specified by the programmer, and c) circular interpolation, whose function is to describe complete circles or arcs from certain characteristic geometrical elements that define them. , such as the coordinates of the center and those of the extreme points, for example, d) the helical interpolation, which combines a circular motion in a plane with a translation movement perpendicular to this plane, e) the conical interpolation in the plane, where each parabolic segment is geometrically defined by a group of 3 points, the last point of a segment to be the first segment of the segment ivant, f) polynomial interpolation, which allows the definition of trajectories from polynomials and which is used for the smoothing of spline curves.

La plupart des formes usinées sur les éléments entrant dans la réalisation des micro-transmissions peuvent être usinées dans un plan. Pour ce faire, on fait appel aux techniques d'usinage en 2D ou 2D1/2. Parmi ces fonctions, on citera: a) le contournage (mode dans lequel l'outil reste positionné à une profondeur constante pendant qu'il décrit, dans le plan, une série de droites et de courbes), b) le perçage et ses opérations connexes, c) l'usinage de volumes négatifs.  Most of the shapes machined on the elements involved in carrying out the micro-transmissions can be machined in one plane. To do this, we use machining techniques in 2D or 2D1 / 2. Among these functions are: a) contouring (mode in which the tool remains positioned at a constant depth while describing, in the plane, a series of straight lines and curves), b) drilling and its operations (c) the machining of negative volumes.

Dans le cas de l'usinage de surface plus complexes comme les dentures ou les surfaces gauches on déplace le faisceau du laser suivant 3 axes simultanément, voire même plus avec un plateau rotatif et une tête optique pouvant être pivotante. La variation la plus aboutie étant le pivotement de la tête optique sur deux axes (tête twist) en plus sur plateau pivotant pour une combinaison des deux.  In the case of more complex surface machining such as toothing or left-hand surfaces, the laser beam is shifted along 3 axes simultaneously or even more with a rotating plate and a rotatable optical head. The most successful variation is the pivoting of the optical head on two axes (twist head) in addition to pivoting plate for a combination of both.

Classiquement la représentation géométrique des surfaces complexes générées par le procédé d'ablation de matière au moyen d'un laser à impulsions ultra-brèves fait appel à la définition de courbes spéciales dites courbes à pôles. La méthode de représentation la plus courante est celle qui utilise les courbes de Bézier. On rencontre aussi une évolution connue sous le nom de courbes B-spline.  Conventionally, the geometric representation of the complex surfaces generated by the material ablation process by means of an ultra-short pulse laser makes use of the definition of special curves called poles with poles. The most common representation method is one that uses Bezier curves. There is also an evolution known as B-spline curves.

Pour les formes plus complexes et notamment pour celles qui entrent dans la définition des profils curvilignes pour lesquels les coniques sont nécessaires (arcs de cercles, ellipses, paraboles, etc.) on utilise les courbes rationnelles où la représentation des coniques est engendrée par un quotient de polynômes et non pas par une équation paramétrique polynomiale intégrale. Nous utilisons les courbes rationnelles les plus communes à savoir les courbes de Bézier rationnelles définies par des polynômes où une surface est décomposée en éléments simples appelés mailles eux-mêmes définis par des points appelés pôles. De la même façon nous utilisons les courbes Splines et NURBS (Non-Uniform Rational BSpline) qui sont définies par des ensembles de points formant des carreaux de surface dans un réseau.  For more complex shapes and especially for those that fall into the definition of curvilinear profiles for which the conics are necessary (arcs of circles, ellipses, parabolas, etc.) we use the rational curves where the representation of the conics is generated by a quotient of polynomials and not by an integral polynomial parametric equation. We use the most common rational curves, namely the rational Bezier curves defined by polynomials where a surface is decomposed into simple elements called meshes themselves defined by points called poles. In the same way we use the Splines and NURBS (Non-Uniform Rational BSpline) curves which are defined by sets of points forming surface tiles in a network.

Ces familles de courbes peuvent être explicitées de façon plus précise: ^ courbes de Bézier: définies comme des courbes paramétriques faisant appel notamment aux notions suivantes: polynômes de Bernstein, algorithme d'évaluation de De Casteljau, subdivision, élévation du degré, dérivation, propriétés géométriques (invariance affine, enveloppe convexe, diminution de la variation), ^ fonctions B-spline définies comme base de 5 P(k,t,r), multiplicites des noeuds, raccord de classe CAk, supports locaux et minimaux, ^ courbes B-spline sous la forme B-splines paramétriques faisant appel aux notions de polygone de contrôle, d'algorithme d'évaluation de De Boor, et possédant notamment les propriétés géométriques comme par exemple: l'invariance affine, le contrôle local, l'enveloppe convexe, les noeuds multiples au bord, l'insertion de noeuds, ^ courbes spiine géométriques qui répondent à la notion de continuité géométrique, d'invariantes géométriques, ainsi que les formes connues Frenet frame, nusplines, tau-splines.  These families of curves can be explained in more precise terms: ^ Bézier curves: defined as parametric curves calling in particular on the following notions: Bernstein polynomials, De Casteljau evaluation algorithm, subdivision, degree elevation, derivation, properties geometric (affine invariance, convex hull, decrease in variation), ^ B-spline functions defined as base of 5 P (k, t, r), node multiplicities, CAk class join, local and minimal supports, ^ B curves -spline in the form of parametric B-splines using notions of control polygon, evaluation algorithm of De Boor, and having particular geometric properties such as: affine invariance, local control, the envelope convex, the multiple nodes at the edge, the insertion of knots, geometrical curves which correspond to the notion of geometric continuity, geometric invariants, that known forms Frenet frame, nusplines, tau-splines.

Grâce à l'utilisation de ce mode de description et de représentation l'indexation du déplacement d'un laser à impulsions ultra-brèves permet la fabrication de la totalité des formes qui entrent dans la réalisation des micro- et nanomécanismes.  Through the use of this mode of description and representation, the indexing of the displacement of an ultra-short pulse laser makes it possible to manufacture all the forms that go into the production of micro- and nanomechanisms.

D'une façon générale, le déplacement relatif entre le faisceau laser et la pièce à usiner repose sur la manipulation spatiale du support de pièce. Il est à noter dans le procédé d'invention que pour des cas particulier, le faisceau pourra, indépendamment des déplacements de la pièce à ablater, à la sortie de la tête optique, être dévié au moyen de différents systèmes optiques: miroirs, scanner, télescope...  In general, the relative displacement between the laser beam and the workpiece is based on the spatial manipulation of the workpiece support. It should be noted in the method of the invention that for particular cases, the beam may, independently of the displacements of the part to be ablated, at the output of the optical head, be deflected by means of different optical systems: mirrors, scanner, telescope...

Dans son ensemble, le procédé d'usinage par ablation de matière au moyen d'un laser à impulsions ultra-brèves 35 repose sur un compromis qui intègre les facteurs suivants: ^ temps, ^ précision, ^ état de surface.  As a whole, the material ablation machining process using an ultrashort pulse laser 35 is based on a compromise that incorporates the following factors: time, accuracy, surface state.

Le mécanisme à combinaisons cinématiques qui pilote le déplacement de la pièce (mouvement à plusieurs axes robotisés) utilise un ordinateur de contrôle (autrement appelé dans une forme restrictive commande numérique) qui à partir d'un algorithme de données adresse des ordres à l'attention d'un asservissement de puissance composé de variateurs et d'actionneurs électriques qui engendrent les mouvements avec la précision requise.  The kinematic combination mechanism that drives the motion of the part (motion with multiple robotic axes) uses a control computer (otherwise called a numerical control restrictive form) which from a data algorithm addresses commands to the attention a power servo consisting of drives and electric actuators that generate the movements with the required precision.

Le champ d'usinage par ablation de matière au moyen d'un laser à impulsions ultra-brèves est très vaste. Pour le définir il convient de prendre en compte deux aspects liés: ^ la précision dimensionnelle d'ablation qui résulte des dimensions du faisceau dans son plan focal (beam waist) que l'on nomme zone d'irradiation, la définition mathématique des courbes ou des surfaces à usiner.  The field of machining by ablation of material by means of an ultra-short pulse laser is very vast. To define it, two aspects must be taken into account: ^ the dimensional accuracy of the ablation resulting from the beam size in the beam waist, which is called the irradiation zone, the mathematical definition of the curves or surfaces to be machined.

L'invention se distingue dans un premier temps par le fait que les géométries permises ne se limitent pas à des segments de droites (interpolation simple) ou à des cercles. Par ailleurs, il est commun, notamment dans les techniques horlogères, de rencontrer des dépouilles ou des raccordements déterminés de façon plus ou moins vague voire même de façon implicite (géométrie résultante de l'intersection de deux surface imposées par la forme des outils). À l'évidence, ces méthodes ne conviennent pas pour l'usinage de formes complexes, notamment gauches, et plus largement pour toutes les opérations où une maîtrise des intersections de surfaces (congés de raccordement) précise est requise.  The invention is distinguished in the first place by the fact that the allowable geometries are not limited to segments of straight lines (simple interpolation) or circles. Moreover, it is common, especially in watchmaking techniques, to encounter bodies or connections determined more or less vaguely or even implicitly (geometry resulting from the intersection of two surfaces imposed by the shape of the tools). Obviously, these methods are not suitable for the machining of complex shapes, including left, and more broadly for all operations where a precise control of the intersections of surfaces (fillets) is required.

Afin de permettre un usinage par ablation de matière, dans tous les cas possibles, nous définissons les formes ou les surfaces à traiter au moyen de principes mathématiques faisant appel à la géométrie et à l'algorithmique (graphes, géométrie algorithmique, algorithmes probabilistes...).  To enable machining by ablation of material, in all possible cases, we define the shapes or surfaces to be treated by means of mathematical principles using geometry and algorithmics (graphs, algorithmic geometry, probabilistic algorithms). .).

Le procédé d'usinage par ablation de matière au moyen d'un laser à impulsion ultra-brèves se distingue des autres procédés d'usinage en ce qu'il utilise indistinctement, en fonction de la précision ou de la complexité d'usinage requise, des algorithmes de données reposant, sans que cette liste soit exhaustive, sur les principes mathématiques suivants: ^ courbure, torsion, repère de Frenet, théorème de Jordan, inégalité isopérimétrique, enveloppes ou courbes focales, ^ surfaces et hypersurfaces comme les deux formes fondamentales d'une surface et notamment les courbures, formule de Gauss-Bonnet, géométrie intrinsèque, transport parallèle, géodésiques, ^ théorie de Morse permettant de relier le type d'homotopie d'une variété aux points critiques d'une fonction générique possédant certaines bonnes propriétés, y compris dans la démonstration de la formule de Gauss-Bonnet, mais aussi l'Hessienne, les points critiques et le lemme de Morse, ^ fonctions définies sur une surface telles que fonctions hauteur et distance, champs de vecteurs et diagramme de Morse, notamment les techniques utilisées dans les théories de reconstruction, ^ éléments de topologie combinatoire et algébrique et notamment: triangulations, complexes simpliciaux, caractéristique d'Euler-Poincaré, variétés, théorème de classification des surfaces, ^ éléments de géométrie différentielle: Géométrie des surfaces dans R3: application de Gauss, courbures et directions principales, classification des points (elliptique, hyperbolique, parabolique, plan), surfaces focales, géodésiques, ^ quadriques euclidiennes et quadriques osculatrices à surface lisse, squelettes sous l'aspect de courbes planes, évolute, squelettisation, ainsi que leurs critères géométriques (distance au squelette, différentiabilité des fonctions distances, ridges et ravins) et leurs propriétés topologiques (homotopies et rétractes), références au diagramme de Voronoï, triangulations de Delaunay en 2D, et approximation du squelette, ^ reconstruction et maillage de surfaces tenant compte notamment de la triangulation de Delaunay restreinte, du théorème du nerf des homotopies et homéomorphismes mais également des critères d'échantillonnage des courbes et des surfaces, ^ algorithmes de raffinement de surfaces, géométrie algorithmique et notamment les intersections de segments, le calcul d'enveloppes convexes en 2 et nD, propriété de dualité, programmation linéaire, ^ structures de données géométriques, complexes ou non faisant appel aux algorithmes déterministes et probabilistes, ^ usage d'algorithmes d'interpolation et de lissage ainsi que de validation croisée portant sur le choix des paramètres de lissage et notamment sans que cette liste ne soit exhaustive: lissage par moindres carrés (prise en compte des poids et des contraintes), interpolation par splines polynomiales: espaces de spline, minimisation d'une énergie, algorithme de calcul de la spline d'interpolation, bases de spline (B- spline), lissage par spline splines de lissage, algorithmes de calcul, méthodes de validation croisée pour le choix du paramètre de lissage.  The process of machining by ablation of material by means of an ultra-short pulse laser differs from other machining processes in that it uses indiscriminately, depending on the accuracy or complexity of machining required, relational data algorithms, without this list being exhaustive, on the following mathematical principles: ^ curvature, torsion, Frenet reference, Jordan's theorem, isoperimetric inequality, envelopes or focal curves, ^ surfaces and hypersurfaces as the two fundamental forms of a surface and in particular the curvatures, Gauss-Bonnet formula, intrinsic geometry, parallel transport, geodesics, Morse theory making it possible to connect the type of homotopy of a variety to the critical points of a generic function having certain good properties , including in the demonstration of the Gauss-Bonnet formula, but also the Hessian, the critical points and the Morse lemma, defined functions on a surface such as height and distance functions, vector fields and Morse diagram, especially the techniques used in reconstruction theories, combinatorial and algebraic topology elements and in particular: triangulations, simplicial complexes, Euler-Poincaré characteristic , manifolds, classification theorem of surfaces, ^ elements of differential geometry: Geometry of surfaces in R3: Gaussian application, curvatures and principal directions, classification of points (elliptic, hyperbolic, parabolic, plane), focal surfaces, geodesic, ^ quadric Euclidean and smooth-surface osculator quadrics, skeletons in the form of flat curves, evolves, skeletonization, as well as their geometric criteria (distance to the skeleton, differentiability of the functions distances, ridges and ravines) and their topological properties (homotopies and retractions), references to the Voronoi diagram, triangula Delaunay in 2D, and skeleton approximation, reconstruction and meshing of surfaces, taking into account the restricted Delaunay triangulation, the nerve theorem of homotopies and homeomorphisms, but also criteria for sampling curves and surfaces, algorithms surface refinement, algorithmic geometry and in particular the intersections of segments, the computation of convex envelopes in 2 and nD, property of duality, linear programming, geometric data structures, complex or not, using deterministic and probabilistic algorithms, use of interpolation and smoothing algorithms as well as cross-validation on the choice of smoothing parameters and in particular without this list being exhaustive: least-squares smoothing (taking into account weights and constraints), interpolation by polynomial splines: spline spaces, minimization of an energy, calculation algorithm interpolation spline, spline bases (B-spline), spline smoothing smoothing splines, calculation algorithms, cross-validation methods for choosing the smoothing parameter.

Le procédé d'ablation décrit dans la présente invention fait largement appel aux algorithmes utilisant la technique des NURBS (Non Uniform Rational Basic Splines).  The ablation method described in the present invention makes extensive use of algorithms using the Non Uniform Rational Basic Splines (NURBS) technique.

Nous définissons ces NURBS comme un ensemble de techniques servant à l'interpolation et à l'approximation des courbes et des surfaces. Ces techniques sont très présentes dans les systèmes de calcul formel et numérique et reprises par les principaux logiciels de modélisation géométrique comme par exemples les outils de CAO ou de CFAO.  We define these NURBS as a set of techniques for interpolation and approximation of curves and surfaces. These techniques are very present in the systems of formal and numerical computation and taken up by the main geometrical modeling softwares like for example CAD or CAD / CAM tools.

Ces fonctions sont définies à partir de valeurs réelles appelées noeuds qui correspondent au cas uniforme. Elles possèdent un degré donné qui est pour les formes classiques que nous usinons 2 ou 3 et rarement plus. Leur valeur est comprise entre 0 et 1 mais non nulles seulement sur un intervalle.  These functions are defined from real values called nodes that correspond to the uniform case. They have a given degree which is for the classical forms that we machine 2 or 3 and rarely more. Their value is between 0 and 1 but not zero only over an interval.

La fonction décrite est d'autant plus lisse que son 25 degré est élevé : ^ degré 1 = fonction continue, ^ degré 2 = fonction dérivable (pas de points anguleux), ^ degré 3 = fonction dérivable deux fois (pas de 30 rupture de courbure), Quand on modifie un noeud la fonction se déforme continûment.  The function described is all the smoother because its degree is high: degree 1 = continuous function, degree 2 = differentiable function (no angular points), degree 3 = differentiable function twice (no break in curvature), When one modifies a node the function is deformed continuously.

Quand 2 noeuds coïncident (le noeud devient double) on a une perte de continuité avec, soit une discontinuité, soit un point anguleux, soit une rupture de courbure.  When 2 nodes coincide (the node becomes double) one has a loss of continuity with, either a discontinuity, a point angular, or a rupture of curvature.

L'ordre de continuité en un noeud est égal au degré moins la multiplicité du noeud, par exemple: B-spline de degré 2, noeud simple -4dérivabilité, B-spline de degré 2, noeud double -4 point anguleux, ^ B-spline de degré 2, noeud triple -4 discontinuité 10 Dans le cas de courbes définies par des points de contrôle (par exemple profil de denture) on se donne des points du plan (dénommés points de contrôle) et un ensemble de valeurs (dénommé vecteur des noeuds). Nous pouvons citer des propriétés fondamentales: 1. La courbe est entièrement contenue dans l'enveloppe convexe (car les coefficients de la combinaison des sont compris entre 0 et 1 avec une somme égale à 1).  The order of continuity at a node is equal to the degree minus the multiplicity of the node, for example: B-spline of degree 2, single knot -4diviability, B-spline of degree 2, double knot -4 angular point, ^ B- spline of degree 2, triple-knot -4 discontinuity In the case of curves defined by control points (for example tooth profile), plane points (called control points) and a set of values (referred to as vector) are given. some knots). We can cite fundamental properties: 1. The curve is entirely contained in the convex envelope (because the coefficients of the combination of are between 0 and 1 with a sum equal to 1).

2. Cette définition ne dépend pas de la dimension, on peut donc l'utiliser aussi bien dans le plan que dans l'espace à 3 dimensions, et même au-delà.  2. This definition does not depend on the dimension, so it can be used both in the plane and in the 3-dimensional space, and even beyond.

3. La courbe ne dépend que de la position relative des noeuds; si on fait une translation ou une homothétie la courbe est inchangée; les noeuds (0, 0,1,2,4,4,4) donneront la même courbe que (-1,-1,1,3,7,7,7).  3. The curve depends only on the relative position of the nodes; if we make a translation or a homothety the curve is unchanged; the nodes (0, 0,1,2,4,4,4) will give the same curve as (-1, -1,1,3,7,7,7).

4. Lorsqu'une fonction de base vaut 1, les autres sont nulles et la courbe passe par le point de contrôle qui lui est associé ; en particulier, quand le premier (respectivement le dernier) noeud est de multiplicité, la première (respectivement la dernière) fonction de base y vaut 1 et la courbe passe par le premier (respectivement le dernier) point: on a une courbe dite à extrémités flottantes dont les courbes de Bézier sont un cas particulier.  4. When a basic function is 1, the others are zero and the curve goes through the control point associated with it; in particular, when the first (respectively last) node is of multiplicity, the first (respectively the last) base function y is 1 and the curve passes through the first (respectively last) point: we have a so-called end curve floats whose Bezier curves are a special case.

Il est intéressant enfin de cerner le rôle des coordonnées homogènes formant des courbes rationnelles.  Finally, it is interesting to define the role of homogeneous coordinates forming rational curves.

On notera enfin que la méthode mathématique décrite précédemment est la seule qui peut garantir les facteurs d'homothétie utiles au bon usage de la théorie des mécanismes appliquée aux micro- et nano-mécanismes (respect des conditions de glissement, de frottement, d'engrènement-).  Finally, note that the mathematical method described above is the only one that can guarantee the homothetic factors useful for the proper use of the theory of mechanisms applied to micro- and nano-mechanisms (respect of conditions of sliding, friction, meshing -).

Le procédé d'ablation au moyen d'un laser à 15 impulsions ultra-brèves trouve son application pour le cas général suivant: - au moins une des dimensions de la pièce à ablater est inférieure ou égale à 2 millimètres. Les dimensions étant comptées hors tout et définies comme la mesure du segment qui relie les deux points d'une même pièce les plus distants suivant une même direction, - et plus généralement tous les éléments micro- et nano-mécaniques dont la définition des rayons d'accostage (intersection de deux surfaces) impose des conditions 25 dimensionnelles précises millimétriques.  The method of ablation by means of an ultra-short pulse laser finds its application for the following general case: at least one of the dimensions of the part to be ablated is less than or equal to 2 millimeters. The dimensions being counted overall and defined as the measurement of the segment which connects the two points of the same part the most distant in the same direction, - and more generally all the micro- and nano-mechanical elements whose definition of the radii berthing (intersection of two surfaces) imposes precise millimetric dimensional conditions.

La figure 2 illustre une transmission de mouvements/puissance synchrone/asynchrone (10) par courroie qui comporte notamment une poulie principale (23), une courroie (20), une poulie secondaire (22) et un galet tendeur (21). La poulie (23) est plate et munie sur sa périphérie de dents radiales équidistantes assimilables à une roue d'engrenage plat. La poulie (23) est munie d'une flasque (non représentée) afin de guider la courroie (20).  FIG. 2 illustrates a synchronous / asynchronous belt transmission / power transmission (10) comprising in particular a main pulley (23), a belt (20), a secondary pulley (22) and a tensioning roller (21). The pulley (23) is flat and provided on its periphery equidistant radial teeth comparable to a flat gear wheel. The pulley (23) is provided with a flange (not shown) to guide the belt (20).

1l est à noter que les courroies (20) présentent notamment des profils de dentures curvilignes (30), tel qu'illustré à la figure (3).  It should be noted that the belts (20) notably have curvilinear tooth profiles (30), as shown in FIG. (3).

Lors de la réalisation d'une transmission synchrone, les flasques (non représentées) sont disposées sur une seule poulie (23) et de préférence celle ayant le plus petit diamètre.  When producing a synchronous transmission, the flanges (not shown) are arranged on a single pulley (23) and preferably that having the smallest diameter.

Il est à noter que, dans le cas de réalisations de poulies (23) ou d'organes micrométriques ou nanométriques de petites dimensions avec/sans profils curvilignes (30), aucune règle n'est imposée on parlera de profils personnalisés. Par ailleurs, pour chaque type de profil de denture on trouve des dentures à flancs droits ou en développantes (non représentés).  It should be noted that, in the case of embodiments of pulleys (23) or small micrometric or nanometric members with / without curvilinear profiles (30), no rule is imposed we will speak of customized profiles. Furthermore, for each type of tooth profile there are teeth with straight flanks or involutes (not shown).

L'invention concerne aussi la fabrication d'engrenage millimètriques ou nanométriques, un engrenage étant considéré ici comme l'élément entrant dans la composition d'une transmission synchrone assurant la liaison entre deux arbres et transmettant une puissance mécanique d'un arbre menant (moteur) à un arbre mené (récepteur) en conservant un rapport constant des vitesses angulaires.  The invention also relates to the manufacture of millimeter or nanometer gearing, a gear being considered here as the element used in the composition of a synchronous transmission ensuring the connection between two shafts and transmitting a mechanical power of a driving shaft (motor ) to a driven shaft (receiver) maintaining a constant ratio of angular velocities.

Plus précisément différentes formes sont à considérer: La forme élémentaire est dite parallèle extérieure et se caractérise, outre l'absence de glissement relatif des deux roues engrenées, par un rapport des vitesses angulaires égal au rapport inverse des nombres de dents ou des diamètres et par une rotation relative des roues dans le sens contraire. Une variante existe sous une forme dite parallèle intérieure où les deux roues tournent dans le même sens. Cette forme décrite, parallèle, extérieure, ou intérieure, à denture droite est caractérisée également par un Pas, un Module et un Rapport de transmission. La géométrie de la denture est décrite de façon symétrique dans le plan d'engrènement suivant un profil curviligne.  More precisely, different shapes are to be considered: The elementary shape is said to be external parallel and is characterized, apart from the absence of relative sliding of the two intermeshing wheels, by a ratio of the angular velocities equal to the inverse ratio of the number of teeth or diameters and by a relative rotation of the wheels in the opposite direction. A variant exists in a form called inner parallel where the two wheels rotate in the same direction. This described form, parallel, external, or internal, with straight teeth is also characterized by a step, a module and a transmission ratio. The geometry of the toothing is symmetrically described in the meshing plane according to a curvilinear profile.

Une forme plus élaborée répond aux critères de denture hélicoïdale définie par une surface réglée engendrée par une infinité de tangentes à l'hélice de base. Elle peut aussi se définir comme la surface engendrée par une développante se déplaçant le long de l'hélice.  A more elaborate form meets the criteria of helical toothing defined by a regulated surface generated by an infinity of tangents to the basic helix. It can also be defined as the surface generated by an involute moving along the helix.

La forme particulière dénommée pignon-crémaillère se caractérise en ce sens que la crémaillère est une roue particulière dont la ligne primitive est une droite, elle peut d'un point de vue géométrique être vue comme étant une roue de diamètre infini.  The particular form called rack and pinion is characterized in that the rack is a particular wheel whose primitive line is a straight line, it can from a geometric point of view be seen as a wheel of infinite diameter.

La transposition de la denture hélicoïdale à la cinématique pignon crémaillère est possible. Il convient de veiller à ce que lorsque les deux cylindres primitifs de l'engrenage tournent sans glissement, les deux hélices primitives conjuguées restent constamment tangentes ce qui implique deux conditions: les deux hélices doivent être de sens opposés, à savoir qu'une roue à gauche ne peut former un engrenage parallèle qu'avec un pignon à droite; Il faut respecter les conditions géométriques liées à l'engrenage (conditions d'engrènement).  The transposition of the helical teeth to the rack and pinion kinematics is possible. It should be ensured that when the two primitive rolls of the gear rotate without sliding, the two conjugate primitive helices remain constantly tangent, which implies two conditions: the two propellers must be in opposite directions, namely left can only form a parallel gear with a pinion on the right; It is necessary to respect the geometrical conditions related to the gearing (conditions of meshing).

La présente invention prend également en compte le cas des engrenages concourants. En premier lieu il faut considérer la forme droite dans laquelle les surfaces primitives sont deux cônes ayant même sommet qui roulent sans glisser l'un sur l'autre. Les dentures sont droites ou spirales. Dans le cas particulier des engrenages concourants la présente invention pose, sans que cela ne soit exhaustif, le cas de la continuité d'engrènement et des interférences par la méthode dite de l'engrenage complémentaire. Cette approche permet d'étudier l'engrènement dans l'engrenage concourant, avec une approximation suffisante, en considérant simplement un engrenage parallèle. Ainsi toutes les questions relatives à la continuité d'engrènement, aux interférences, au glissement relatif, sont traitées en considérant l'engrenage parallèle suivant ses vitesses angulaires, les nombres de dents, le module et l'angle de pression.  The present invention also takes into account the case of the concurrent gears. In the first place it is necessary to consider the right form in which the primitive surfaces are two cones having same vertex which roll without sliding on one another. The teeth are straight or spiral. In the particular case of the concurrent gears the present invention lays down, without being exhaustive, the case of the continuity of meshing and interference by the so-called complementary gearing method. This approach makes it possible to study meshing in the concurrent gear, with a sufficient approximation, by simply considering a parallel gear. Thus all the questions relating to the continuity of meshing, the interferences, the relative sliding, are treated by considering the parallel gear according to its angular velocities, the numbers of teeth, the module and the angle of pressure.

La présente invention intègre également le cas des engrenages gauches, comme par exemple la roue et vis sans fin. La vis sans fin engrène avec sa roue conjuguée à un entraxe donné. Il est important de signaler que d'ordinaire la roue est taillée avec un outil correspondant exactement à la vis sans fin avec laquelle elle doit engrener (méthode des enveloppes). L'usage d'un laser à impulsions ultra- brèves délie de cette contrainte aux petites dimensions qui demeuraient par ailleurs irréalisables par les procédés classiques. Dans ce genre d'engrenage une attention particulière sera portée au glissement relatif ainsi que sur la notion de réversibilité.  The present invention also incorporates the case of left gears, such as the wheel and worm. The worm meshes with its wheel conjugate at a given distance. It is important to note that usually the wheel is cut with a tool corresponding exactly to the worm with which it must mesh (method of envelopes). The use of an ultrashort pulse laser relieves this constraint to small dimensions which otherwise remained unachievable by conventional methods. In this type of gear, particular attention will be paid to the relative slip as well as to the notion of reversibility.

La forme élaborée traitant des engrenages gauches hélicoïdaux notamment à cause du contact ponctuel entre denture rend le fonctionnement sous faibles charges particulièrement opérant pour les très petits mouvements.  The elaborate form dealing with left helical gears notably because of the point contact between toothing makes operation under low loads particularly effective for very small movements.

La forme complexe dite de l'engrenage hypoïde sera également prise en compte notamment dans ce que le procédé d'ablation autorise une taille aux très petites dimensions ce qui est exclu par tout autre méthode connue.  The so-called complex shape of the hypoid gear will also be taken into account, particularly in that the ablation process allows a size to very small dimensions which is excluded by any other known method.

Indépendamment de la forme et de la taille des engrenages il est essentiel d'observer lors de la conception les conditions d'interférence et notamment celle liées aux formes asymétriques et aux conditions d'usinage.  Regardless of the shape and size of the gears, it is essential to observe the interference conditions during design, particularly those related to asymmetric shapes and machining conditions.

L'aspect mathématique qui reprend les méthodes descriptives liées à la génération des courbes et des surfaces gauches assure une maîtrise des interférences géométriques. Par ailleurs la technique d'ablation laser au moyen d'impulsions ultra-brèves permet de contrôler les interférences d'usinages. Les deux aspects étant conjugués, la présente invention est la seule réponse pertinente à la définition, la fabrication et à la maîtrise des interférences pour les micro et nano transmission ceci indépendamment des formes de denture ou des matériaux utilisés.  The mathematical aspect, which includes the descriptive methods related to the generation of curves and left surfaces, provides a control of geometric interference. In addition, the technique of laser ablation using ultra-short pulses makes it possible to control the interferences of machining. The two aspects being conjugated, the present invention is the only relevant answer to the definition, manufacture and control of interference for micro and nano transmission, regardless of the tooth shapes or materials used.

La figure (4) illustre deux exemples de transmission asynchrone (10) avec poulies secondaires (22) intérieures/extérieures et où la poulie (23) asynchrone est plate et munie de flasques (non représentées) de part et d'autre de ladite poulie (23) afin de guider la courroie (20) sur ladite transmission (10).  FIG. (4) illustrates two examples of asynchronous transmission (10) with secondary pulleys (22) inside / outside and where the asynchronous pulley (23) is flat and provided with flanges (not shown) on either side of said pulley (23) to guide the belt (20) to said transmission (10).

Les courroies (20) sont notamment de section plates, 15 trapézoïdales ou striées.  The belts (20) are in particular of flat section, trapezoidal or striated.

Le procédé objet de la présente invention permet l'emploi de tous matériaux adaptés aux composants de la transmission (10) à savoir: ^ matières plastiques, 20 ^ métalliques, ^ minéraux, ^ composites.  The method of the present invention allows the use of any materials suitable for the components of the transmission (10) namely: plastics, metals, minerals, composites.

MATIÈRES PLASTIQUES Par matière plastique, nous entendons toute matière contenant comme ingrédient essentiel un haut polymère , définition donnée dans les normes ISO 472 et ISO 472 (janvier 2002) Plastiques. Par haut polymère ou plus généralement polymère , on entend un produit constitué de molécules caractérisées par un grand nombre de répétitions d'une ou de plusieurs espèces d'atomes ou de groupes d'atomes (motifs constitutionnels), reliés en quantité suffisante pour conduire à un ensemble de propriétés qui ne varient pratiquement pas avec l'addition ou l'élimination d'un seul ou d'un petit nombre de motifs constitutionnels (ISO 472). C'est aussi un produit constitué de molécules de polymère de masse moléculaire élevée (ISO 472).  PLASTIC MATERIALS Plastic material means any material containing a high polymer as an essential ingredient, as defined in ISO 472 and ISO 472 (January 2002) Plastics. By high polymer or more generally polymer, is meant a product consisting of molecules characterized by a large number of repetitions of one or more species of atoms or groups of atoms (constitutional units), connected in sufficient quantity to lead to a set of properties that practically do not change with the addition or elimination of one or a small number of constitutional units (ISO 472). It is also a product made up of high molecular weight polymer molecules (ISO 472).

Les polyoléfines suivants: o polyéthylène PE o polypropylène PP o polyisobutylène P-IB o polyméthylpentène P-MP o les polychlorures de vinyle et leurs dérivés (PVC) suivants les normes ISO 1043-1 / 458-2 / 4575 / 1264 1060-15 2/2898-1, 6401, et notamment: o polychlorures de vinyle surchloré PVCC o polychlorures de vinylidène PVDC o copolymère chlorure de vinyle et propylène VC/P o mélange chlorure de vinyle et polyéthylène chloré 20 PVC/E o mélange chlorure de vinyle et acrylobutadiène styrène PVC/ABS o copolymère greffé chlorure de vinyle et acrylate PVC/A.  The following polyolefins: o polyethylene PE o polypropylene PP o polyisobutylene P-IB o polymethylpentene P-MP o polyvinyl chlorides and their derivatives (PVC) according to standards ISO 1043-1 / 458-2 / 4575/1264 1060-15 2 / 2898-1, 6401, and in particular: polychlorides of vinyl chlorinated PVCC polyvinylidene chloride PVDC o copolymer vinyl chloride and propylene VC / P o mixture of vinyl chloride and chlorinated polyethylene PVC / E o mixture of vinyl chloride and acrylobutadiene styrene PVC / ABS o copolymer grafted vinyl chloride and acrylate PVC / A.

o copolymère chlorure de vinyle/acétate de vinyle PVC/AC Les polyacétates de vinyle et leurs dérivés PVAC et notamment: o polyacétate de vinyle PVAC o polyalcool vinylique PVAL o polybutyral de vinyle PVB o polyformal de vinyle PVFM Les Styréniques suivant les normes ISO 1043-1 / 2580-35 1 / 2897-1 / 4894-1 / 6402-1: o polystyrène choc SB o polystyrène acrylonitrile SAN o acrylobutadiène styrène ABS o acrylonitrile styrène acrylate ASA o polystyrène-anhydrique maléique modifié élastomère mSMA o mélange à base de PS et notamment PC/ABS, ABS/PA, PS/Polyphénylène éther PPE, PS/PP et PS/PE.  vinyl polyvinyl acetate / vinyl acetate copolymer PVC / AC Vinyl polyacetates and their PVAC derivatives and in particular: polyvinyl acetate PVAC vinyl polyvinyl alcohol PVAL vinyl polybutyral PVB polyformal vinyl PVFM Styrenics according to ISO 1043 standards 1 / 2580-35 1 / 2897-1 / 4894-1 / 6402-1: o polystyrene shock SB o polystyrene acrylonitrile SAN o acrylobutadiene styrene ABS o acrylonitrile styrene acrylate ASA o polystyrene-anhydride maleic modified elastomer mSMA o mixture based PS and in particular PC / ABS, ABS / PA, PS / Polyphenylene ether PPE, PS / PP and PS / PE.

o les polyacryliques (PMMA) suivant l'ISO 7823-1 / 10 7823-2 / 8257-1 o polyacrylonitrile PAN o copolymère A/MMA acrylonitrile/méthacrylate de méthyle o copolymère acrylonitrile/butadiène o copolymère styrène/acrylonitrile SAN o copolymère acrylonitrile/butadiène/styrène ABS o copolymère méthacrylate de méthyle/ acrylonitrile. butadiène/styrène MBS Les mélanges ou alliages PMMA/ABS Les polyesters saturés Polyalkylène Téréphtalates PET et PBT suivant l'ISO 1043-1 / 1628-5 / 7792-1, Les polyamides (PA) suivant l'ISO 1043-1/1874-1/599/34514/7628-1/7628-2/7375-1/7375-2, o PA 6.6 o PA 6.10 o PA 6.12 o PA 4.6 o PA 6 o PA 11 o PA 12 o les polyoxyméthylènes (POM) suivant l'ISO 1043-1 o les polymères fluorés suivant l'ISO 1043-1 o polytétrafluo-Roéthylène PRFE o polyfluorure de vinylidènes PVDF o poly(éthylène-propylène) perfluoré FEP o copolymère éthylène PTFE ETFE o les cellulosiques suivant l'ISO 1043-1 o nitrate de cellulose ou nitrocellulose CN o ethylcellulose EC et méthyle cellulose HC o acétate de cellulose CA et triacétate de cellulose CTA Les polymères à squelette aromatique suivant l'ISO 1043-1: o polycarbonate PC suivant l'ISO1043-1/1628-4/7391-1/7391-2 o polysulfure de phénylènePPS o polyphénylènes éther PPE o poly2-6 diméthyloxyde de phénylène o polyphénylène éther o polyaryléthercétones PEEK o polyaryléthercétoneéthercétone PAEK o polyétherethercétone PEK o polyéthercetone o polysulfone aromatique PSU o ployéthersulfone PESU o polyphénylsulfone PPSU o polyamide aromatique o olyarylamides PAA o polyphtalamides PPA o polyamides semi-aromatiques amorphes PA 6-3T o polyamide-imides PAI o polytéréphtalate de bisphénol A (polyacrylate) o polyéthérimide PEI o propinate de cellulose CP et l'acétoproprionate de cellulose CAP o acétobutyrate de cellulose CAB o polymères à cristaux liquides (vectra, Sumika et 35 Zenite) LCP o élastomères thermoplastiques suivant l'ISO 1043-1 o copopymères séquencées du type Hytrel ou Pebax o ionomères du type Surlyn o ulbrablend S (BASF) PBT + ASA o cycoloy (GE Plastics, Lastilac (Lati) PC + ABS o xénoy (GE plastics) PC + PET o orgalloy RS6000 (ATO) PA6/PP o stapron N (DSM) ABS/PA 6 o lastiflex AR- VO (Lati) o PVC+terpolymères Les polyuréthannes suivant ISO 1043-1 notamment pour obtenir des: élastomères coulés, ou thermoplastiques ou poluyréthanne-polyurée (thermodurcissable) ou polyuréthannes cellulaires, des élastomères microcellualires à partir des composés suivants: o polyuréthanne PUR o isocyanate + donneur d'hydrogène o isocyanate o polyisocyanates et notamment le toluène 20 diisocyanate TDI o polyols (polyesters et polyéthers) o amines MDA et MOCA o silicones SI suivant l'ISO 1043-1 o polysiloxane silicone Si o phénoplastes PF et notamment PF2E1, PF2E1, PF2C1, PF2C3, PF2A1-2A2, PF1A-1A2, PF2D1, PF2D4 o aminoplastes (MF, UF) suivant ISO 4614 et 1043-1 o mélamine formaldéhyde MF o urée fromaldéhyde UF o les polyesthers insaturés thermodurcissables D'une façon générale on notera que, quand cela est possible et souhaité, ces matériaux peuvent recevoir des renfort et on citera notamment: o polyamide aromatique (Kevlar de Dupont de 35 Nemours) o le verre sous toutes ses formes, y compris les formes silico-sodiques; o le carbone haut module o le carbone haute résistance o le bore o les aciers o le mica o la wollastonite o le carbonate de calcium o le talc o le polytétrafluoréthylène (PTFE), par exemple Téflon (nom commercial).  polyacrylics (PMMA) according to ISO 7823-1 / 10 7823-2 / 8257-1 o polyacrylonitrile PAN o copolymer A / MMA acrylonitrile / methyl methacrylate o copolymer acrylonitrile / butadiene o copolymer styrene / acrylonitrile SAN o copolymer acrylonitrile / butadiene / styrene ABS o copolymer methyl methacrylate / acrylonitrile. butadiene / styrene MBS PMMA / ABS mixtures or alloys Saturated polyesters PET and PBT polyalkylene terephthalates according to ISO 1043-1 / 1628-5 / 7792-1, Polyamides (PA) according to ISO 1043-1 / 1874- 1/599/34514 / 7628-1 / 7628-2 / 7375-1 / 7375-2, where PA 6.6 o PA 6.10 o PA 6.12 o PA 4.6 o PA 6 o PA 11 o PA 12 o the following polyoxymethylenes (POM) ISO 1043-1 o fluoropolymers according to ISO 1043-1 o polytetrafluoroethylene PRFE o polyvinylidene fluoride PVDF o poly (ethylene-propylene) perfluorinated FEP o ethylene copolymer PTFE ETFE o cellulosics according to ISO 1043- 1 o cellulose nitrate or nitrocellulose CN o ethylcellulose EC and methyl cellulose HC o cellulose acetate CA and cellulose triacetate CTA Polymers with aromatic skeleton according to ISO 1043-1: o polycarbonate PC according to ISO1043-1 / 1628- 4 / 7391-1 / 7391-2 o phenylene polysulfidePPS o polyphenylenes ether PPE o poly2-6 dimethyl phenylene oxide o polyphenylene ether polyethylene ether ketone PEEK o polyaryletherketoneetherketone PAEK o polyetheretherketone PEK o polyetherketone o aromatic polysulfone PSU oployethersulfone PESU o polyphenylsulfone PPSU o aromatic polyamide o olyarylamides PAA o polyphthalamides PPA o o amorphous semi-aromatic polyamides PA 6-3T o polyamide-imides PAI o bisphenol A polyterephthalate (polyacrylate) o polyetherimide PEI o cellulose propinate CP and cellulose acetate proprionate CAP o cellulose acetate butyrate CAB o liquid crystal polymers (vectra, Sumika and Zenite) LCP o thermoplastic elastomers according to ISO 1043-1 o block copolymers of the type Hytrel or Pebax o ionomers of the type Surlyn o ulbrablend S (BASF) PBT + ASA o cycoloy (GE Plastics, Lastilac (Lati) PC + ABS o xenoy (GE plastics) PC + PET o orgalloy RS6000 (ATO) PA6 / PP o stapron N (DSM) ABS / PA 6 o lastiflex AR-VO (Lati) o PVC + terpolymers The polyurethanes according to ISO 1043-1 in particular to obtain: cast elastomers, or thermoplastic or polyurethane-polyurea (thermosetting) or cellular polyurethanes, microcellular elastomers from the following compounds: polyurethane PUR o isocyanate + hydrogen donor o isocyanate o polyisocyanates and especially toluene diisocyanate TDI o polyols (polyesters and polyethers) o amines MDA and MOCA o silicones SI according to ISO 1043-1 o polysiloxane silicone Si o phenoplasts PF and in particular PF2E1, PF2E1, PF2C1, PF2C3, PF2A1-2A2, PF1A-1A2, PF2D1, PF2D4 o aminoplasts (MF , UF) according to ISO 4614 and 1043-1 melamine formaldehyde MF o ureadealdehyde UF thermosetting unsaturated polyesters In general, it should be noted that, where possible and desirable, these materials can receive reinforcements and these include: o aromatic polyamide (Dupont Kevlar 35 Nemours) o glass in all its forms, including silico-sodic forms; o high modulus carbon o high strength carbon o boron o steels o mica o wollastonite o calcium carbonate o talc o polytetrafluoroethylene (PTFE), eg Teflon (trade name).

Par ailleurs les produits plastiques traités peuvent ou non être recouvert de films minéraux, synthétiques,ou 15 métalliques sans que cela n'affecte en rien la portée du présent brevet.  Furthermore, the treated plastic products may or may not be covered with mineral, synthetic, or metal films without this in any way affecting the scope of this patent.

METALLIQUESMETAL

Il s'agit principalement et, sans que cela soit une liste exhaustive de tous les métaux purs et leurs alliages.  This is mainly and without this being an exhaustive list of all pure metals and their alloys.

On peut citer notamment les alliages métalliques solides: Les aciers et les fontes o de cuivre o d'aluminium o de nickel ou de chrome o de molybdène de tungstène ou de manganèse o d'or, de platine ou d'argent o de titane ou de cobalt o de bore ou de niobium o de tantale, ainsi que des métaux purs.  In particular, solid metal alloys can be mentioned: Steels and cast iron o copper or aluminum o nickel or chrome o molybdenum tungsten or manganese o gold, platinum or silver o titanium or cobalt or boron or niobium or tantalum, as well as pure metals.

MINÉRAUX Les quartzMINERALS Quartz

MATERIAUX COMPOSITES ET CERAMIQUESCOMPOSITE AND CERAMIC MATERIALS

É'É Composites Il s'agit, d'un point de vue général, des matériaux à matrice/liant organique ou métallique et notamment, sans que cela soit exhaustif: Phénoliques Polyesters Epoxides Polyimides Renforcés de fibres / renforts additifs, principalement: Celluloses Verre E, C, S, R... Bore  É'É Composites This is, from a general point of view, materials matrix / binder organic or metallic and including, but not limited to: Phenolics Polyesters Epoxides Polyimides Reinforced fibers / reinforcements additives, mainly: Celluloses Glass E, C, S, R ... Bore

Trichites (whiskers) A1eO3, SiO2, ZrO2, MgO, TiO2, BeO, SIC, ...  Whiskeys AleO3, SiO2, ZrO2, MgO, TiO2, BeO, SIC, ...

Aramide bas module Aramide haut module Carbone haute ténacité Carbone haut module Bore Acier Aluminium Et chargés de matières minérales, en particulier: Craie, silice Kaolin Oxyde de titane Bille de verre Ces composites peuvent comporter des additifs, notamment des catalyseurs ou accélérateurs, et sous la forme solide se trouve sous les formes suivantes: o Monocouche o Stratifié o Sandwich Nous citons plus particulièrement les composites suivants sans que cela ne soit exhaustif: o Aluminium/Cuivre - Composite à matrice métallique A177,9/SiC17,8/Cu 3, 3/Mgl,2/Mn 0,4 o Aluminium/Lithium - Composite à matrice métallique A181/SiC15/Li 2/Cu 1,2/Mg 0,8 o Carbone/Ester de vinyle - Fibre de Carbone- matrice d'Ester de vinyle o Carbone/Polyaramide - Fibre de Carbone fibre de Polyaramide o Composite de Carbone/Carbone - Fibre de carbone 10 matrice de carbone o Composite de Carbone/Epoxy - Fibre de Carbone Matrice d'epoxy o Composite de Carbone/Polyétheréthercetone - Fibre de Carbone - matrice de PEEK o Composite de Polyaramide/Ester de vinyle Fibre de Polyaramide - matrice d'Ester de vinyle o Composite de Polyéthylène/Polyéthylène - Fibre de Polyéthylène - matrice de Polyéthylène o E-glass/Époxy - Verre de borosilicate/Epoxy o Polyaramide/Sulfure de Polyphénylène - Fibre de polyaramide - matrice de PPS.  Aramid low modulus Aramid high modulus High carbon toughness Carbon high modulus Boron Steel Aluminum And loaded with mineral materials, in particular: Chalk, silica Kaolin Titanium oxide Glass ball These composites may contain additives, especially catalysts or accelerators, and under the solid form can be found in the following forms: o Single-layer o Laminate o Sandwich We cite more particularly the following composites without this being exhaustive: o Aluminum / Copper - Metal matrix composite A177.9 / SiC17.8 / Cu 3, 3 / Mgl, 2 / Mn 0.4 o Aluminum / Lithium - Metal Matrix Composite A181 / SiC15 / Li 2 / Cu 1.2 / Mg 0.8 o Carbon / Vinyl Ester - Carbon Fiber - Ester Matrix Vinyl o Carbon / Polyaramid - Carbon fiber Polyaramide fiber o Carbon / Carbon composite - Carbon fiber 10 Carbon matrix o Carbon / Epoxy composite - Carbon fiber Epoxy matrix o Carbon / Polyetheretherketone composite - Carbo fiber ne - PEEK matrix o Polyamide composite / Vinyl ester Polyaramid fiber - Vinyl ester matrix o Polyethylene / Polyethylene composite - Polyethylene fiber - Polyethylene matrix o E-glass / Epoxy - Borosilicate glass / Epoxy o Polyaramide / Polyphenylene Sulfide - Polyaramid fiber - PPS matrix.

É Céramiques Elles sont constituées de matières premières naturelles polycristallines ou polyphasées ou encore synthétiques de type alumine frittée, silice, composés silico-alumineux ou silico-magnésiens (cordiérite, mullite, stéatite) et plus largement les oxynitrure, sialon, carbure... Les matériaux préférés sont, indépendamment de leur mode de mise en uvre comme par exemple le pressage à sec, l'injection thermoplastique, le coulage en bande... : o Les fibres courtes monocristallines dispersées à l'intérieur d'une matrice organique, métallique ou céramique. Ainsi que les wiskers de carbure métallique, o Les précurseurs organométalliques comme SiC ou Si3N4_).  Ceramics They consist of polycrystalline or polyphase natural raw materials or synthetic sintered alumina, silica, silico-aluminous or silico-magnesian compounds (cordierite, mullite, steatite) and more widely oxynitride, sialon, carbide ... Preferred materials are, irrespective of their mode of implementation, such as dry pressing, thermoplastic injection, strip casting, etc.: Monocrystalline short fibers dispersed inside an organic, metallic matrix or ceramic. As well as metal carbide wiskers, organometallic precursors such as SiC or Si3N4.

On donne comme principales céramiques, sans que cela 5 soit exhaustif: o Alumine Al2O3 o Alumine/Silice Al2O3 80/SiO2 20 o Alumine/Silice Al2O3 96/SiO2 4 - Saffil o Alumine/Silice/Oxyde de Bore Al2O3 70/S102 28/B2O3 2 o Alumine/Silice/Oxyde de Bore Al2O3 62/SiO2 24/B2O3 14 o Aluminosilicate de Potassium Muscovite Mica o Carbure de Bore B4C o Carbure de Silicium SiC o Carbure de Silicium - lié par réaction SiC 15 o Carbure de Silicium - pressé à chaud SiC o Carbure de Tungstène/Cobalt WC 94/Co 6 o Céramique de verre usinable SiO2 46/Al2O3 16/MgO 17/K2O 10/B2O3 7 o Céramique perméable SiO2 50/ZrSiO4 40/Al2O3 10 20 o Diborure de Titane TiB2 o Dioxyde de Titane TiO2 99,6% o Magnesium oxide MgO o Nitrure d'Aluminium A1N o Nitrure d'Aluminium - Usinable Shapal-M o Nitrure de Bore BN o Nitrure de Silicium Si3N4 o Nitrure de Silicium - lié par réaction Si3N4 o Nitrure de Silicium - pressé à chaud Si3N4 o Nitrure de Silicium/Nitrure d'Aluminium/Alumine Sialon o Oxure de Zinc /Alumine ZnO 98/Al2O3 2 o Oxyde d' Yttrium Y2O3 o Oxyde de Béryllium BeO 99,5 o Quartz - Fondu SiO2 o Rubis Al2O3 /Cr2O3 /Si2O3 o Saphir Al2O3 99,9 o Silicate d'Alumine SiO2 53/Al2O3 47 o Silice SiO2 96 o Verre - Alumino-silicate SiO257/Al2O3 36/CaO/MgO/BaO 5 o Zircone - non stabilisée ZrO2 99 o Zircone - stabilisée à l'Yttria ZrO2/Y2O3 o Zircone - stabilisée à la Magnésie ZrO2/MgO La plupart des formes usinées sur les éléments entrant dans la réalisation des transmissions (10) ou de tout autre micro- ou nano-composant peuvent être usinées dans un plan. Pour ce faire, on fait appel aux techniques d'usinage en 2D ou 2D1/2.  The main ceramics are given without being exhaustive: Alumina Al2O3 Alumina / Silica Al2O3 80 / SiO2 20 Alumina / Silica Al2O3 96 / SiO2 4 - Saffil O Alumina / Silica / Boron Oxide Al2O3 70 / S102 28 / B2O3 2 o Alumina / Silica / Boron oxide Al2O3 62 / SiO2 24 / B2O3 14 o Potassium aluminosilicate Muscovite Mica o Boron carbide B4C o Silicon carbide SiC o Silicon carbide - bonded by SiC reaction 15 o Silicon carbide - pressed hot SiC o Tungsten carbide / Cobalt WC 94 / Co 6 o Machinable glass ceramics SiO2 46 / Al2O3 16 / MgO 17 / K2O 10 / B2O3 7 o Permeable ceramics SiO2 50 / ZrSiO4 40 / Al2O3 10 20 o Titanium diboride TiB2 Titanium dioxide TiO2 99.6% o Magnesium oxide MgO o Aluminum nitride A1N o Aluminum nitride - Machinable Shapal-M o Boron nitride BN o Silicon nitrile Si3N4 o Silicon nitride - bound by reaction Si3N4 o Nitride Silicon - Hot Pressed Si3N4 o Silicon Nitride / Aluminum Nitride / Alumina Sialon o Zinc Oxide / Alu mine ZnO 98 / Al2O3 2 o Yttrium oxide Y2O3 o Beryllium oxide BeO 99.5 o Quartz - Melted SiO2 o Ruby Al2O3 / Cr2O3 / Si2O3 o Sapphire Al2O3 99.9 o Alumina silicate SiO2 53 / Al2O3 47 o Silica SiO2 96 o Glass - Alumino-silicate SiO257 / Al2O3 36 / CaO / MgO / BaO 5 o Zirconia - unstabilized ZrO2 99 o Zirconia - stabilized with Yttria ZrO2 / Y2O3 o Zirconia - stabilized with Magnesia ZrO2 / MgO Most machined shapes on the elements involved in the realization of transmissions (10) or any other micro- or nano-component can be machined in a plane. To do this, we use machining techniques in 2D or 2D1 / 2.

Dans le cas de l'usinage de surfaces plus complexes comme les dentures complexes (non représentées), on déplace le faisceau (16) du laser suivant 3 axes simultanément, voire même 4 axes avec un plan rotatif (11) et une tête optique (15) pivotante.  In the case of the machining of more complex surfaces such as complex teeth (not shown), the beam (16) of the laser is moved along three axes simultaneously or even four axes with a rotating plane (11) and an optical head ( 15) pivoting.

L'usinage par laser à impulsions ultra-brèves répond à la fabrication de la totalité des formes qui entrent dans 20 la réalisation des micros transmissions telles que définies dans la présente invention.  Ultrashort pulse laser machining responds to the fabrication of all the shapes that go into making micro transmissions as defined in the present invention.

La présente invention a également pour objet les micro moules obtenus caractérisés par les champs des matériaux complexes utilisés, les dimensions de réalisation et les possibilités qu'ils offrent pour la réalisation notamment de courroies stratifiées (50) à plusieurs couches (51), tel qu'illustré à la figure (5).  The subject of the present invention is also the micro molds obtained characterized by the fields of the complex materials used, the dimensions of realization and the possibilities which they offer for the realization in particular of laminated belts (50) with several layers (51), such as shown in Figure (5).

D'une façon générale, tous les moules usinés par le procédé décrit dans l'invention, et quel que soit leur type, se composent ou font appel à un certain nombre de sous-ensembles fonctionnels: > les éléments moulants: empreinte (poinçon et matrice), > les éléments fonctionnels carcasse, alimentation, mécanismes de libération et de démoulage des pièces injectées, dispositifs de régulation en température du moule, > les éléments auxiliaires: fixation et dispositif de manipulation, systèmes de centrage, robots de mise en place des prisonniers et d'extraction des pièces moulées, dispositifs de sécurité et de contrôle du démoulage.  In general, all the molds machined by the method described in the invention, and whatever their type, are composed or use a number of functional subassemblies:> the molding elements: imprint (punch and matrix),> the functional elements carcass, feed, mechanisms for release and demolding of the injected parts, mold temperature control devices,> the auxiliary elements: fixation and manipulation device, centering systems, robots for setting up prisoners and extraction of molded parts, safety devices and demolding control.

Le procédé d'usinage d'un moule par laser à impulsions ultra-brèves portera sur la réalisation d'une cavité de l'empreinte dans laquelle la représentation négative tridimensionnelle de l'objet (toutes corrections de cotes comprises) est limitée par les deux parties que sont le poinçon et la matrice.  The process of machining an ultra-short pulse laser mold will focus on making a cavity of the cavity in which the three-dimensional negative representation of the object (including any dimensional corrections) is limited by the two parts that are the punch and the matrix.

Ce procédé permet réalisation de toute micro ou nano pièce moulée dès lors que l'art du moulage est conservé et que les viscosités des matériaux utilisés le permettent (très petites dimensions).  This method allows the production of any micro or nano molded part since the art of molding is preserved and the viscosities of the materials used allow it (very small dimensions).

Relevons que le procédé susmentionné est applicable à tous les matériaux moulables sans exception et que les résultats obtenus concernant les états de surfaces sont excellents, ce qui est important notamment pour les pièces frottantes.  Note that the aforementioned process is applicable to all mouldable materials without exception and that the results obtained on the surface conditions are excellent, which is important especially for the friction parts.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1 Procédé de fabrication d'un organe micro- ou nanomécanique par ablation, par un laser à impulsion, d'une pièce supportée par un micromanipulateur assurant le positionnement et l'orientation de la surface à traiter par rapport à l'orientation du faisceau laser, ledit laser étant un laser à impulsions d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts sur la surface d'interaction faisceaumatière, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes:  1 Method for manufacturing a micro- or nanomechanical member by ablation, by a pulse laser, of a workpiece supported by a micromanipulator ensuring the positioning and orientation of the surface to be treated with respect to the orientation of the laser beam , said laser being a pulsed laser having a duration of less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts on the surface of interaction interaction, characterized in that it comprises the following steps: o description des formes à usiner,o description of the shapes to be machined, o transfert des données sur un logiciel d'usinage tridimensionnel tenant compte notamment des interpolations 15 des surfaces gauches, o définition des angles d'incidence du faisceau et du positionnement de la pièce à usiner par rapport au faisceau laser, en fonction de la matière et de la profondeur d'usinage de telle sorte que les conditions d'ablation soient optimisées, o introduction des données dans l'informatique de contrôle/pilote des déplacements (17), o réglage d'un laser à impulsions ultra-brèves d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts sur la surface d'interaction faisceau/matière, o démarrage du programme d'usinage et usinage du composant (10) par laser à impulsions.  o transfer of the data to a three-dimensional machining software taking into account in particular interpolations 15 of the left surfaces, o definition of the angles of incidence of the beam and the positioning of the workpiece relative to the laser beam, depending on the material and of the machining depth so that the ablation conditions are optimized, o introduction of the data in the control computer / driver of the displacements (17), o setting of an ultra-short pulse laser of a duration less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts on the beam / material interaction surface, o start of the machining program and machining of the component (10) by pulsed laser. 2 Procédé de fabrication d'un organe micro- ou nanomécanique, caractérisé en ce que le gradient d'énergie du faisceau laser est déterminé de sorte que seule l'intensité d'une zone centrale dont la section est inférieure à 50% de la section totale du faisceau soit supérieure au seuil d'ablation du matériau.  Method for manufacturing a micro- or nanomechanical member, characterized in that the energy gradient of the laser beam is determined so that only the intensity of a central zone whose cross-section is less than 50% of the section total beam is greater than the ablation threshold of the material. 3 Procédé de fabrication d'un organe micro- ou nanomécanique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce à usiner est supportée par un système multiaxial piloté par programme d'usinage robot micrométrique à rattrapage ou compensation de jeu.  3 A method of manufacturing a micro- or nanomechanical member according to claim 1 or 2, characterized in that the workpiece is supported by a multiaxial system controlled micrometric robot machining program catch-up or play compensation. 4 Procédé de fabrication d'un organe micro- ou nanomécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce 10 qu'il comporte en outre les étapes de: o description des formes à usiner à partir de la géométrie définie sur un plan de CAO 3D, o transfert des données sur un logiciel d'usinage tridimensionnel tenant compte notamment des interpolations 15 des surfaces gauches, o définition des pas en fonction de la matière et de la profondeur d'usinage de telle sorte que les conditions d'ablation soient optimisées, o introduction des données dans l'informatique de 20 contrôle/pilote des déplacements (17), o positionnement, dans la direction Y, de la zone focale D par éclairage à l'aide de la tête optique (15), équipée ou non d'un dispositif de diffraction, o positionnement sur le plan E du composant à usiner 25 (10), o fixation du composant à usiner (10) à l'aide de moyens de fixation (12), o réglage du laser à impulsions ultra-brèves, o démarrage du programme d'usinage et usinage du composant (10) par laser à impulsions ultra-brèves du type femto au plus.  A method of manufacturing a micro- or nanomechanical member according to claim 1, characterized in that it further comprises the steps of: describing the shapes to be machined from the geometry defined on a 3D CAD plane, o transfer of the data to a three-dimensional machining software taking into account inter alia interpolations 15 of the left surfaces, o definition of the steps according to the material and the machining depth so that the ablation conditions are optimized, o introduction of the data in the control computer / driver of displacements (17), o positioning, in the Y direction, of the focal zone D by illumination with the aid of the optical head (15), equipped or not with a diffraction device, o positioning on the plane E of the component to be machined 25 (10), o fixing the component to be machined (10) by means of fastening means (12), o adjustment of the ultrashort pulse laser , o start of the program machining and machining of the component (10) by ultra-short pulse laser of the femto type at most. Procédé de fabrication d'un organe micro- ou nanomécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé sous atmosphère contrôlée afin d'éviter l'apparition de phénomènes non linéaires qui résultent de l'interface lumière-matière tel que le claquage de l'air ou d'altération du matériau.    A method of manufacturing a micro- or nanomechanical member according to claim 1, characterized in that it is carried out under a controlled atmosphere in order to avoid the appearance of non-linear phenomena which result from the light-material interface such as the breakdown of the air or alteration of the material. 6 - Organe micro- ou nanomécanique, caractérisé en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts, et en ce qu'au moins une de ces dimensions est inférieure ou égale à 2 millimètres, ces dimensions étant comptées hors tout et définies comme la mesure du segment qui relie les deux points d'une même pièce les plus distants suivant une même direction.  6 - Micro or nanomechanical organ, characterized in that it is produced by laser ablation using a pulse laser with a duration of less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts, and in that at least one of these dimensions is less than or equal to 2 millimeters, these dimensions being counted overall and defined as the measurement of the segment which connects the two points of the same part the most distant in the same direction. 7 - Organe micro- ou nanomécanique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il présente au moins une ligne curviligne souvent irrégulière, formée dans un plan perpendiculaire, au moins d'un rayon supérieur à 109m et inférieur à 2 mm.  7 - micro or nanomechanical body according to claim 6, characterized in that it has at least one often irregular curvilinear line, formed in a perpendicular plane, at least a radius greater than 109m and less than 2 mm. 8 - Organe micro- ou nanomécanique, caractérisé en ce qu'il présente au moins des dents espacées selon un pas inférieur à deux millimètres et en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts.  8 - micro or nanomechanical organ, characterized in that it has at least spaced teeth in a pitch less than two millimeters and in that it is produced by laser ablation using a pulse laser of a duration less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts. 9 - Organe micro- ou nanomécanique, caractérisé en ce qu'il est formé par une courroie présentant une épaisseur ou une largeur inférieure(s) à deux millimètres, et en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts.  9 - micro-or nanomechanical organ, characterized in that it is formed by a belt having a thickness or a width less than two millimeters, and in that it is made by laser ablation with the aid of a pulse laser with a duration of less than 5.10-13 seconds and a power greater than 1012 watts. - Organe micro- ou nanomécanique, caractérisé en 35 ce qu'il présente des dents dont la profondeur est inférieure à deux millimètres et en ce qu'il est réalisé par ablation laser à l'aide d'un laser à impulsion d'une durée inférieure à 5.10-13 secondes et d'une puissance supérieure à 1012 watts.  Micro or nanomechanical organ, characterized in that it has teeth whose depth is less than two millimeters and in that it is produced by laser ablation using a pulsed laser of a duration less than 5.10-13 seconds and greater than 1012 watts. 11 - Organe micro- ou nanomécanique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément d'un système d'échappement d'une montre.  11 - micro or nanomechanical member according to claim 5 or 6, characterized in that it is constituted by an element of a watch exhaust system. 12 - Organe micro- ou nanomécanique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément d'un système de régulation d'une montre.  12 - micro or nanomechanical member according to claim 5 or 6, characterized in that it consists of an element of a clock control system. 13 - Organe micro- ou nanomécanique selon la 15 revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la plus grande dimension est inférieure au millimètre, 14 - Organe micro- ou nanomécanique selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il est constitué 20 par un moule.  13 - micro or nanomechanical organ according to claim 11 or 12, characterized in that the largest dimension is less than one millimeter, 14 - micro-or nanomechanical organ according to claim 5 or 6, characterized in that it is constituted 20 by a mold. - Organe micro- ou nanomécanique selon l'une quelconque des revendications 5 à 13, caractérisé en ce qu'il est constitué par un matériau isotrope dur.  - micro or nanomechanical organ according to any one of claims 5 to 13, characterized in that it consists of a hard isotropic material.
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