Nelle pagine seguenti troverete una nota introduttiva sulla nostra tecnologia e le caratteristiche principali dei nostri sistemi con particolare enfasi sui vantaggi competitivi che caratterizzano le varie linee di prodotto. In particolare analizziamo i principi di base dei Laser a Fibra e deilaser di potenza nell’ultravioletto
Inoltre, sottolineiamo le qualità rilevanti dei nostri sistemi laser ed in particolare le eccellenti caratteristiche del fascio laser (Dimensioni dello spot laser) e dei ridotti costi di esercizio dei laser a fibra (Laser a Fibra).
Nonchè le principali caratteristiche del nostro Software dall’uso molto facile
I Laser a Fibra differiscono grandemente dai laser pompati a lampade o a diodi.
I laser a fibra usano diodi laser di affidabilità“telecom” per pompare una fibra ottica. Estremamente compatti ed efficienti, i laser a fibra hanno una qualità di fascio ed una stabilità superiore a quella dei laser a cristallo pompati a lampade o a diodi.
Questo laser virtualmente privo di manutenzione è oggi disponibile con emissione a lunghezza d’onda nel vicino infrarosso (1060 – 1070 nm).
La durata di un laser a fibra eccede le 30.000 ore di funzionamento.
Le sorgenti a fibra hanno un elevata efficienza di conversione elettro-ottica (> 30%) con un consumo dell’ordine di pochi centinaia di Watt.
I laser a fibra non richiedono altro che energia elettrica.
Confrontiamo la tecnologia dei laser a fibra:
Il laser a fibra è un laser “tutta fibra”, dove tutti i componenti rilevanti (fibra attiva, combinatori in fibra, diodi laser di pompa etc) sono resi solidali alla fibra principale con la tecnica del giunto in fibra tanto usata nei sistemi di telecomunicazione in fibra ottica ed è perciò immune da problemi tipici degli altri laser, come il possibile disallineamento dei componenti. Il laser stesso non richiede nessun aggiustamento durante il funzionamento.
Al contrario laser YAG convenzionali pompati a lampade o a diodi Laser sono costruiti con componenti ottici discreti disposti su una piattaforma ed allineati durante la fase di costruzione del laser stesso, ma soggetti a movimento generato dall’espansione termica degli stessi nel corso della vita e del funzionamento del laser stesso:
E’ evidente che il principio di costruzione del laser a fibra ne consente l’elevata stabilità nel tempo riducendo la manutenzione ad interventi minimi con conseguente significativo abbattimento del costo d’esercizio.
Top ^I laser multi-watt UV pulsati emettenti a 355nm della serie Q sono lo strumento ideale per microlavorazioni di alta precisione nell’industria microelettronica e micromeccanica grazie alle eccellenti caratteristiche di assorbimento che la maggior parte dei materiali utili presenta a questa lunghezza d’onda ed alla dimensione minima dello spot laser che puo’ essere ottenuta con questi laser.
La dimensione minima dello spot “d” è funzione del fattore di qualità del fascio “M2“, della lunghezza d’onda l e dell’apertura numerica NA della lente focalizzatrice, secondo la relazione seguente:
| d» | M2 x l |
| NA |
Inoltre, l’alta potenza di picco ottenuta con gli impulsi dei laser della serie Q ed i fotoni altamente energetici della radiazione a 355-nm rendono possible una rimozione di materiale efficiente e veloce minimizzando al contempo la zona termicamente alterata sul materiale stesso.
Grazie a queste caratteristiche i laser multi-watt pulsati a 355nm della serie Q hanno conquistato un ruolo dominante in molte applicazioni dell’industria microelettronica. In aggiunta, la sempre più importante integrazione tra dispositivi microelettronici e funzioni micro-meccaniche, fanno di questi laser la scelta tecnologica di elezione. Allo stesso tempo l’emergere di applicazioni di elevato volume di produzione rendono obbligata la scelta della tecnologia laser UV per molte lavorazioni chiave. Oggi questi laser sono utilizzati da molti utenti nell’industria microelettronica perché coniugano alte prestazioni ed affidabilità misurata in molte migliaia di ore di funzionamento.
Top ^La dimensione dello spot laser è l’evidenza diretta della qualità del laser stesso e permette lo sfruttamento più o meno efficiente della potenza ottica emessa.
Se il fascio laser può essere focalizzato in zone molto piccole, l’energia è completamente utilizzata per il processo di marcatura o microlavorazione, evitando effetti termici (tranne quelli inevitabilmente prodotti dalla interazione tra la lunghezza d’onda del laser e la materia) eccessivi e dannosi.
La prova di quest’affermazione risiede nell’evidenza sperimentale che il laser a fibra ha un’efficienza di marcatura circa quattro volte superiore ad un laser YAG pompato a lampade e circa doppia di un laser YAG pompato a diodi.
Esemplificando, un laser a fibra da 10W puo’ confrontarsi in termini di efficacia di marcatura con un laser YAG pompato a lampade da 40W ed un laser YAG da 20W pompato a diodi.
L’efficienza in microlavorazione è di valutazione più difficile perché laser di qualità inferiore potrebbero non essere addirittura in grado di eseguire processi fattibili con laser a fibra.
Abbiamo caratterizzato la minima impronta ottenibile con laser a fibra su vari materiali di interesse pratico ed i risultati ottenuti sono riassunti nella tabella seguente:
| Materiale | Impronta (microns) |
| Acciaio Inox | 8 |
| Aluminio | 9 |
| Ottone | 9 |
| Acciaio cromato | 9 |
| Molibdeno | 9 |
| Titanio | 9 |
| Tungsteno | 9 |
| Silicio | < 4 |
| CrO su Vetro | < 10 |
| Al su Vetro | < 10 |
Tungsten |
Silicon |
La seguente tabella riporta e confronta i costi di esercizio di diverse tecnologie laser per applicazioni simili. Una stima corretta non include solo il costo in conto capitale, ma anche, e spesso è anche più rilevante, i costi di esercizio.
La sintesi dei dati riportati nella tabella seguente può essere tradotta così: per utilizzare un sistemaa laser a fibra serve solo l’energia elettrica e si possono dimenticare i materiali e componenti di consumo.
Infine, bisogna notare che la stima riportata qui è conservativa, perché non include il costo dei fermi macchina che specie in sistemi a lampade possono essere veramente importanti.
Stima dei costi d’esercizio di tre tecnologie laser su 5 anni, 2 turni/gg, 5/7 ovvero circa 16.500 ore di lavoro effettivo.
| YAG Pompato a lampade |
YAG Pompato a diodi |
Blitz 20P | |
| Materiali di consumo: Lampade |
€ 13.900,00 | ||
| Materiali di consumo: Diodi |
€ 26.000,00 | ||
| Energia elettrica (0.15 Euro/kW-h) Testa Laser: |
€ 21.400,00 | € 3.500,00 | € 700,00 |
| Energia elettrica (0.15 Euro/kW-h) Chiller: |
€ 21.400,00 | ||
| Costo d'esercizio: | € 56.700,00 | € 29.500,00 | € 700,00 |
Il software per marcatura e microlavorazione laser permette la definizione dei programmi di lavoro usando una varietà di strumenti di composizione; è possibile:
Interfaccia d’utente
Lavora su Windows 98/ME/NT/2000/XP, con commutatore di unità di misura (mm / pollici/ bits)
Job editor
Automazione
Ottica
Riempimento
Bitmap
Formati dei file
Codici a barre
Testo
Esempi applicativi: dal progetto alla realizzazione
| Progetto | Realizzazione | |
| Foratura di diamante: Sequenza dell’incisione laser fatta strato per strato ottimizzando dimensioni e parametri laser/scanner |
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| Ologramma digitale: Importazione di un’entità bitmap generata con un ng algoritmo di codifica e trasferimento su wafer di silicio |
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