Microlavorazioni

Una recente tendenza della tecnologia e della ricerca scientifica è stata la miniaturizzazione dei dispositivi e dei componenti e la produzione di pezzi ad alta precisione con elevati vincoli geometrici. La necessità di realizzare tali vincoli ha portato ad una maggiore attenzione alle tecniche di microlavorazione. Oggi i sistemi laser svolgono un ruolo chiave nella maggior parte dei processi di microlavorazione grazie alla loro elevata capacità di ottenere accurate micro strutture su molti materiali come metalli, polimeri e compositi.


La microlavorazione laser permette di ottenere strutture con dimensioni dell'ordine dei micron. Essaè eseguita con sistemi laser a impulsi che operano nei regimi del nano, del pico e del femto-secondi. L'emissione del laser pulsato permette un ablazione del materiale molto rapida con elevate potenze di picco. La brevità dell'impulso permette al processo di essere molto localizzato evitando la dissipazione del calore all'interno del pezzo e riducendo così le zone termicamente alterate. Con il decrescere ulteriore della larghezza dell'impulso assistiamo all'evaporazione del materiale e il processo risulta libero da fuso. Micro processi laser con impulsi ultracorti di questo tipo sono chiamati processi a freddo.


I principali processi di microlavorazione laser sono microforatura e microtaglio. Uno dei campi principali dell'applicazione delle microlavorazioni laser è la biomedicina. La testurizzazione della superficie di bio-protesi, la produzione di stent cardiovascolari, e altre apparecchiature mediche, sono alcuni degli esempi di pezzi ad alta precisione e ad alta qualità prodotti mediante processi di microlavorazione laser. La produzione di celle fotovoltaiche è un altro campo in cui il micromachining è il metodo produttivo dominante. L'incisione di diversi strati ad alta precisione viene effettuata mediante numerosi passaggi micromachining. L'elettronica è un altro campo in cui viene utilizzata la microlavorazione laser per la produzione di microchip e di complesse micro vie sui circuiti. Nelle applicazioni MEMS, dove vengono prodotti micro dispositivi, la microlavorazione laser svolge un ruolo fondamentale. Altri settori emergenti sono l'industria aerospaziale, la microfluidica e la marcatura.


Il laboratorio di microlavorazione del SITEC è dotato di un 50 W pulsato IPG Photonics in fibra e di un 100 W continuo IPG Photonics in fibra che puù essere modulato esternamente. I principali campi di ricerca sono microforatura e microtaglio, in termini di applicabilità a diversi materiali, come i materiali avanzati, i rivestimenti avanzati e i materiali bioriassorbibili, e di studio dei parametri di processo, di valutazione della qualità e del controllo.

SITEC - Laboratorio per le Applicazioni Laser
Dipartimento di Meccanica
POLITECNICO DI MILANO
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20156 Milano

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