Quando dobbiamo realizzare fori, tagli, linee e caratteristiche molto piccoli, la microlavorazione laser è solitamente la scelta migliore nella nostra cassetta degli attrezzi per la fabbricazione digitale. I laser che emettono luce nella regione ultravioletta dello spettro sono particolarmente utili nelle applicazioni biotecnologiche e dei dispositivi medici, poiché possono creare caratteristiche piccole quanto 1 micron, il che è piuttosto piccolo se si considera che il diametro medio di un capello umano è di circa 75 micron!
Lunghezza d'onda laser
I raggi laser devono essere focalizzati fino a una dimensione spot in cui l'energia può essere sufficientemente concentrata per causare un cambiamento di materiale. I laser che operano a lunghezze d'onda più corte, come gli eccimeri a 193 e 248 nm, possono essere focalizzati a dimensioni spot sub-micron. Sebbene ciò sia fattibile, in pratica, dimensioni spot ripetibili possono misurare circa 1 micron, rendendo la sorgente luminosa molto utile in molte applicazioni. I fori nell'intervallo da 1 a 20 micro sono spesso utilizzati per test di tenuta e per la produzione di nebulizzatori medicinali, inalatori, cateteri a palloncino o maschere ombra.
Per quanto ci si possa provare, la luce nell'area di lunghezza d'onda più lunga dell'infrarosso non sarà mai fisicamente in grado di creare fori così piccoli. Tuttavia, per molte applicazioni, fori tra 5 e 200 micron sono sufficienti. In quei casi, specialmente quando si lavora con metalli, ceramica, silicio o vetro, si scelgono laser a lunghezza d'onda più lunga per risultati ottimali.
Proporzioni
Dobbiamo anche tenere conto del rapporto di aspetto, ovvero la relazione tra il diametro della dimensione dello spot laser e lo spessore del materiale. Mentre focalizziamo la luce laser verso il basso per la massima concentrazione di energia o fluenza, una volta che i fotoni vengono assorbiti nel materiale, il raggio si espande o diverge. Come regola generale, la divergenza dei raggi laser aumenta man mano che la dimensione dello spot diminuisce.
Un raggio focalizzato su un punto da 1 micron mantiene quella dimensione del punto solo per una breve distanza, quindi realizzare fori da 1 micron in 6" di materiale è fisicamente impossibile. In Potomac abbiamo una serie di tecniche che
ci permettono di raggiungere rapporti di aspetto pari a 10:1, in modo da poter realizzare un foro 10 volte più profondo del suo diametro. Ma questo dipende da una serie di fattori, tra cui il tipo di materiale.
Sebbene i processi meccanici abbiano il loro posto, la lavorazione CNC non può semplicemente eguagliare la capacità unica dei laser di creare fori sulle scale spaziali più piccole. Con così tanta miniaturizzazione nei settori della biotecnologia, dei dispositivi medici, della microfluidica, dell'elettronica e dei prodotti di consumo, le parti dei prodotti necessitano di caratteristiche sempre più piccole.
Poiché Potomac ha iniziato a sviluppare e costruire laser a eccimeri e altri laser UV, siamo particolarmente qualificati per scegliere il laser più adatto a risolvere anche il più piccolo problema di produzione.
